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天津大学电气与自动化学院教授岳士弘:面向绿色疏浚,探索管路检测技术与装置

时间:2018-08-02 点击:

挖泥船是疏浚作业的核心利器,在实际生产经营中,开挖的土方量影响着企业的效率、成本,是管理调度的重要指标,因此管道中的密度与流速的测量成为了关键环节。面对传统的放射源密度计在施工中的诸多不便,中交天航局联合天津大学展开了管路检测技术与装置方面的创新研究,为推行绿色生产做出了不懈的努力。

近年来,经济发展进入新常态,绿色发展理念日渐深入人心,“绿水青山就是金山银山”正在成为社会广泛共识。十九大报告明确了新时代中国特色社会主义对生态文明的需求,也指明了生态文明建设方向和路径,包括“实行最严格的生态环境保护制度,形成绿色发展方式和生活方式。”

中国疏浚要贯彻与落实绿色发展需要理念上的深入,也离不开技术上的创新。

挖泥船是疏浚作业的核心利器,在实际生产经营中,开挖的土方量影响着企业的效率、成本,是管理调度的重要指标,因此管道中的密度与流速的测量成为了关键环节。面对传统的放射源密度计在施工中的诸多不便,中交天航局联合天津大学展开了管路检测技术与装置方面的创新研究,为推行绿色生产做出了不懈的努力。

天津大学电气与自动化学院岳士弘教授

岳教授长期从事先进检测技术、模式识别与智能系统的研究和教学,这一学科是近几十年来在信息技术、控制技术、计算机技术等学科基础上发展起来的新型学科,对现代工业具有广泛应用价值。谈及这一学科,岳教授向记者表达了他的看法。

岳教授表示,检测与控制关系着国家先进制造,模式识别与智能系统则涉及到人工智能。我国在2015年发布第一个实施制造强国战略的十年行动纲领——《中国制造2025》,提出到2025年迈入制造强国行列。我们目前距发达国家还有差距,要想弯道超车,就需要靠创新技术,靠我们的智慧,靠制度的优越性来实现。2017年,国务院印发新一代人工智能发展规划,旨在推动人工智能的发展。岳教授介绍说,国家在这两个领域陆续颁布一系列政策法规,说是两个领域,但其实息息相关。可以认为,制造业是载体,是必要条件,而人工智能是核心,是灵魂,是形成生产力从而服务社会的关键点,两者应当是融合发展。所以由此看,学科的方向与使命涉及到国家重大发展战略,与之紧密相连。

岳教授在先进检测与装置的研发上做了很深入的工作,并且与中交天航局在疏浚输送系统的检测技术上开展合作。记者也向岳教授请教了相关的科研项目。

岳教授介绍说,目前正在探索的是通过电学层析技术来代替传统的密度计。据介绍,目前,在挖泥船上进行产量测算的工具大多使用两个工具,一是电磁流量计,一是基于射线源的密度计,两者数据交叉得到产量。传统的密度计使用点测量的概念,因为管道上每个面的介质分部是不均匀的,所以从计算上说,这种测量方式不够科学;此外,从环保绿色发展角度考虑,基于射线源的密度计受国家安全监控,靠近了对人体有害,在许多要求严格的地方无法应用,与现如今的绿色环保理念不相符。因此,考虑到传统密度计的诸多不便,中交天航局想到与岳教授的团队展开合作,想通过电学层析技术来代替现有的基于放射源的密度计。

据了解,电学层析(ETElectrical Tomography)技术是在电磁场理论上发展起来的一种新型可视化检测手段,由于该技术具有无辐射、非侵入、响应快、结构简单以及成本低廉等优点,在工业测量、医学等诸多领域有广泛的发展前景。

岳教授表示:在疏浚中,对比传统的点测量方式,新型流量密度计通过面测量来测量浓度。它可以做到整个二位端面介质可视化。相比射线源的一个数据,它最少采用208个数据,通过可视化的灰度转化成浓度的计算,这种计算无论从可解释性还是可操作性都更令人信服。在试验中,它所得到的结果与现有的密度计高度吻合,也证实了它的有效性。 

现场调研与测试

谈及这项装置的研发应用,岳教授向记者表达了他的看法。这项装置最重要的特点就是它拥有着完全的自主知识产权。据了解,国外类似产品售价高昂,价格高出四倍之多,且无法升级换代,天津大学在这个领域研究已有二三十年历史,从产品底层到输出,拥有完整的技术与知识产权,在带来先进技术水平的同时,其后期维护与较为低廉的售价也赢得了青睐。我们独立自主研发的系统,完全避免了国外对我们的技术封锁,也提升了我们的竞争力。

据了解,这项装置正在实船安装中,它的目标将是完全代替已有射线密度计与流量计,提高疏浚工程生产力与竞争力,带来的绿色环保的生产方式。

岳教授在本次中国首届智能疏浚与信息化技术发展会议上做了相关的报告,对于本次会议,岳教授向记者表达了他的看法。

“在大数据方面,曾有一名专家说过,大数据是无限的,人类行为是有限的。大数据一定能把人类的所有行为都表现出来,放到疏浚作业中也是这样,工况再复杂也是有限的,它一定能用大数据把所有工况表示出来,也一定能把最优行为表现出来。剩下的就是时间,人才,资源的投入。所以在行业中,领导者们要有决心,执行者们要有耐心,心往一处想,劲往一处使,只有这样,疏浚智能化才会早日实现。广州共识的发布即是向行业内外传达了中国疏浚开启智能化新时代的决心,我们也期待着中国疏浚更加智能、更加绿色的明天。

(编辑:严杭)