在 EIVA，我们看到越来越多的NaviSuite Mobula应用，这是一种用于 ROV（有缆遥控无人潜器）操作的水上软件解决方案。我们的客户经常在难以到达的地方进行调查，这些地方需要为其定制的 ROV 提供复杂的软件，因为标准 ROV（仅具有视频输入）很少能满足复杂操作的需求。

隧道检查是更具挑战性的水下调查类型之一，原因如下：隧道的长度和形状、浑水和零能见度。每个因素都对 ROV 提出了独特的挑战，这通常会对硬件和软件提出要求和限制。对此，ROV 操作员在寻找使用多功能软件的可定制设置，以克服困难的条件。 

只能从水侧进入淹水隧道中的ROV 检查操作 - 图片由GeoPluss和 NTI提供

谁以及为什么要进行水下隧道检查？

负责水坝、水库和水力发电厂或任何水域的供水公司和政府部门经常进行此类检查，作为一种未雨绸缪的安全调查，以识别任何潜在问题。此外，涉及大型排水渠道的采矿作业和公司也需要这项技术来对隧道、竖井和洞穴进行水下检查。

除了监测结构完整性外，还要在检查期间进行泄漏和空隙的搜索、碎片和沉积物的体积评估以及维修评估。隧道脱水成本高昂，并可能对隧道本身的结构造成压力，这就是为什么许多人赞成使用 ROV。然而，由于所涉及的独特条件和挑战，ROV 的使用也可能很昂贵。

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在NaviModel中建模的水管检查的鸟瞰图，它是NaviSuite Kuda的一部分，这是一个专用于浅水作业的软件包，其中包括用于创建 2D、3D 和 4D 数字地形模型的高性能功能，用于数据分析和操作——视频由 GeoPluss 和 NTI 提供

深入了解 ROV 在检查水下隧道时面临的挑战

操作空间；隧道的大小和形状会限制入口以及作业 ROV 的尺寸。使用具有先进操作能力的小型 ROV 可以解决这个问题。拥有最小占地面积、六个自由度的小型 ROV，配合先进转向控制功能的 ROV 软件支持，将减少操作空间对其的大多数限制。

由于缺少 GPS/GNSS 且声学设备和 USBL（超短基线）定位困难，ROV 的定位较为困难。高端 INS（惯性导航系统）的高昂费用和大体积都阻碍了其在有限尺寸和有效载荷的隧道检查中的使用——即使 INS 可以提供完美的定位精度。一种解决方案是使用电缆计数器和智能软件。将隧道起点和终点的GPS坐标、隧道长度、脐带长度、时间、ROV速度等全部输入NaviEdit，软件就可以处理计算出ROV的位置。NaviEdit 可以导入原始传感器数据，例如激光和声纳数据，以进行后处理编辑。

左侧的隧道成像是根据记录的电缆长度进行定位得到的多波束数据成果，而右侧的数据是在没有电缆指示器的情况下通过使用单波束剖面声纳在开始和结束位置之间简单插值来收集的– 图片由 GeoPluss 和 NTI（左）和Bay Dynamics NZ（右）提供

 当能见度差时，实时摄像无法进行，这就否定了基于摄像头的解决方案。声纳是一种替代方案；然而，声纳的集成对 ROV 的有效载荷能力及其与传感器集成有关的软件提出了要求，特别是其实时处理和模拟环境的能力。精确的 3D 建模使操作员能够安全有效地操纵 ROV。此外，需要专门的 360° 声纳来绘制隧道地图，并最大限度地减少扫描运行次数，同时最大限度地提高收集数据的质量。最便宜的扫描声纳会产生不完整的数据，并且通常需要多次重复作业才能弥补——在导航已经是个难题且预算与操作空间一样紧张的情况下，这并不总是可取的。市场上最好的声纳清晰度足够，可以看清隧道壁结构中的裂缝，但价格却很高。原因是所需的声纳类型将取决于检查的目的，是沉积物堆积还是结构检查。

有缆的ROV系统一面将数据传输给操作员，一面接收水面供电。长隧道可能需要数公里的脐带缆，这需要大型绞盘、大量工作人员，有时还需要叉车。在这些情况下，电池供电的 ROV 是一种更便宜的选择。一方面，电池供电可以使用更薄、更轻的光纤电缆，从而减少电缆厚度和阻力，以及所需绞盘的尺寸。另一方面，隧道的长度限制了 ROV 的范围。当隧道只能从一个入口进入时，需要额外的电力才能到达检查区域的末端并返回，这些原因都说明了电池供电是个理想的解决方案。

打破坚冰。带电池供电的 ROV，配备用于传输数据的细光缆——图片由 GeoPluss 和 NTI 提供

简而言之，使用 ROV 进行隧道检查可能是复杂、耗时、劳动密集型和昂贵的。为降低成本，需要硬件和软件的综合配置，最大限度地提高运营效率并帮助应对具有挑战性的环境对 ROV 的需求。

我们推荐的性价比较高的ROV 隧道检查配置

对于能见度较差的隧道检查任务，ROV 最好配备360° 可视化和成像的声纳系统。Imagenex的DT360 非常适合这项任务，因为它能够以相对窄的波束宽度进行 360° 水平扫描，同样还有 Teledyne 的BlueView T2250-360。市场上具有这些功能的扫描声纳型号并不多，而这些中等价位的声纳既能最大限度地减少所需的扫描作业次数，又能最大限度地提高数据收集的质量。这使得它们适用于大多数类型的隧道检查，从精确定位小裂缝到完全沉积物堵塞。Blue Robotics的BlueROV2占地面积小、重量轻、机动性强、价格实惠、带声纳集成，并且在采用定制框架设计时考虑了额外的有效载荷容量，可用于额外的电池。它是市场上现有 ROV 解决方案中性价比较高的。此外更细的且仅进行数据传输的脐带缆将减小操作所需的绞车体积，减少工作人员数量；然而，缺乏水面供电将限制其范围和运行时间。 

第二个方案是VideoRay Pro 4。它结构紧凑，集成了声纳和视频，但需要水面供电，因此所以作业范围和运行时间不受限制。总体而言，两种 ROV 都能胜任这项任务，但最佳解决方案将取决于隧道检查的类型和环境限制。

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 VideoRay Pro 4 执行隧道检查，其中转向、数据收集和实时可视化都在 NaviSuite 中进行管理 - 视频由Clinton提供

我们推荐的用于高效 ROV 隧道检查的软件配置

NaviSuite Mobula是一种用于零能见度条件下的传感器原始数据后处理和实时声纳成像及镶嵌的水面软件解决方案。除了在大多数 ROV 软件中看到的标准操控功能之外，NaviSuite Mobula 还进行锁定深度和锁定航向的辅助操控，同一软件界面内呈现多种功能控制。实时数据解译可以在自定义的多个视图中显示，从而在能见度较差的情况下实现精确的 ROV 控制，实现完整的数据收集和更安全的导航。此外，NaviSuite Mobula 还可以对障碍物进行记录，在巡检中无须操作人员的二次输入。所有的调查数据都可以通过 NaviModel 存储和报告生成，以用于作业后评估，这将减少现场决策，并可输送最终成果给终端用户。

目前，NaviSuite Mobula ROV 控制软件支持 Blue Robotics 或 VideoRay 平台。对于那些使用其他ROV，例如 SAAB 或 Forum 的 Sub-Atlantic®的用户，可在使用ROV自带控制软件的同时，使用NaviSuite Kuda作为数据采集和后处理软件。NaviSuite Kuda 与多种声纳兼容，并且可以在同一软件中同时对声纳和视频源进行后处理。该软件包附带增强的资产完整性管理，从而提高了有效和准确运行的能力。还可以上传以往检查的三维模型和数据，当叠加第一个 3D 模型后，它将变为4D的形式，其中包含时间作为第四维度，这将使每次检查更容易和更有效，因为以前感兴趣的区域很容易识别和定位。

原文链接：https://www.eiva.com/about/eiva-log/tunnel-inspections-with-navisuite-mobula 

译：OceanPhysics