“军转民”:除了技术,还要破什么局
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- 发布时间:2017-05-14 14:29
军工技术和民用需求之间存在明显的信息不对称
2017年4月,西安高铁动车段的某个动车组驾驶室内,新增了一个如空调外挂机大小的白色方盒子——高铁智能避障设备。
这个设备由一个雷达、一个相机和一个处理器组成,夜间动车组出入车库时,可探测轨道障碍物:驾驶员看不到的百米之外,若有行人穿过铁轨,设备将发出语音提醒,驾驶员可从容制动,防止发生碰撞事故。
“这个设备是军民融合的典型代表。”中国航天科工集团二院25所光电成像技术研究室总体室主任谢剑锋对《瞭望东方周刊》说。
中国航天科工集团二院25所主要做军品。随着军民融合步伐的加快,他们开始在民用领域寻找市场,高铁智能避障设备就是其探索成果之一。
不过,这一探索虽然成功,但在中国航天科工集团二院25所看来,若能更早地了解高铁避障的需求,完全可以“设计得更巧妙”。
比军品更为先进
探测、遥感是军事作战中经常使用的技术,用于识别敌人,打击目标。
事实上,夜视装备在二战期间就已在战场上使用,如今一些高档私家车也会加装类似设备,用于辅助驾驶。
而这套被认为是军工转民用的典型设备,比军品更为先进——增加了识别障碍物的功能。
这套高铁智能避障设备主要由毫米波雷达、可见光相机和信号处理器三部分组成。
毫米波雷达和可见光相机相当于人的双眼,只是各自功能不同。前者负责远距离大范围扫描,同时测定障碍物距离和运动速度,但分辨率不高;相对而言,后者有很高的分辨率,可将前方图像以1秒钟拍摄25张的频率传给处理器,处理器接收到图像后,与样本库里不同种类的样本进行比对,最终确定图像究竟是什么,并可播放语音告知驾驶员。
“目前这个系统可以识别出铁轨上的行人、头盔、扳手等共五六种障碍物。这五六种之外,系统并不能辨别出其他障碍物是什么,但仍会报警。”谢剑锋说。
这是之前制造军事探测设备时没有涉及过的技术。换言之,这套高铁智能避障设备不是单纯地把军工技术照搬到民用领域,而是为顺应民用市场人工智能的发展趋势,进行了大量二次研发。
“为了训练处理器,使其能准确识别人体,我们前后采集了含有人的正样本图像15000个,没有人的副样本图像23000个,组成样本库。”中国航天科工集团二院25所工程师叶涛告诉《瞭望东方周刊》。除了对人体的识别,对于头盔、扳手等其他常常出现在铁轨上的障碍物,也会建立类似的庞大的样本库来训练处理器。
不过,要让这套设备在每小时300公里以上的速度下发挥作用,还需技术攻关。
“高铁出入库时,时速只有四五十公里,提前二十多米发现障碍物就来得及制动。时速三百多公里时,只有提前四五百米发现障碍物,司机才能有充裕的反应时间和制动时间。长距离情况下,轨道的弯曲程度、天气等状况都会发生变化。”谢剑锋说,“这些状况变化后,会给毫米波信号接收装置等带来挑战。”
叶涛说,目前避障系统还只是作为辅助驾驶的形式出现,以后的攻关方向是通过一系列深度学习,让系统可以自行判断轨道环境并采取措施,最终实现自动驾驶。
跨界碰撞
军事领域的探测技术跟高铁联系起来,源自一次偶然的闲聊。
“一位同事跟自己在西安铁路部门工作的同学闲聊,发现高铁出入库由于轨道上有障碍物,曾发生过事故,而我们又有相关技术提前发现障碍物,防止事故的发生。”谢剑锋说,“进一步沟通后,我们就参与了项目竞标。2016年8月,我们去西安动车段收集数据后,正式开始了军事探测技术的二次开发。”
在一些跨界交流中,研究人员常有惊喜——“就是发现原来我们还可以做这个。”谢剑锋说。
后来,谢剑锋和同事们在跟医学专家交流时,又发现了另一个探测技术可以转民用的领域——智能医疗。在智能医疗领域,为了实现机器人自动输液,必须让它辨识出人体手臂上的血管,而中国航天科工集团二院25所的探测技术完全可以实现。
国务院印发的《中国制造2025》提出,到2020年,制造业重点领域智能化水平显著提升,到2025年,制造业重点领域全面实现智能化。2017年,人工智能首次写入政府工作报告。
谢剑锋认为,“不论是智能工厂,还是其他人工智能项目,其实现过程都包括3个步骤:第一步,自动感知;第二步,对感知的数据进行识别;第三步,决策。”他说,“探测就是实现人工智能的第一步——感知。”
谢剑锋相信,军事探测技术在民用领域的应用会越来越广阔。
2016年,国防大学教授姜鲁鸣在《解放军报》撰文写道:“随着科技革命、产业革命和军事革命的不断深入,军用技术与民用技术的界线已经越来越模糊,可转换性越来越强、重叠度也越来越高。发达国家的军事技术和民用技术的重合率已经高达80%以上。”
破解信息不对称
中国航天科工集团二院25所与西安铁路部门的人偶然闲聊带来的惊喜,却也凸显了军工技术转民用过程中的一些问题——军工技术和民用需求之间存在明显的信息不对称。
目前,不少部门正在尝试解决这一问题。
从2009年开始,工信部每年编制《军用技术转民用推广目录》。最新一期的2016年推广目录,共有150项推广项目,包括重点推荐项目10项、推荐项目40项和重点推广项目100项,涵盖新材料、智能制造、高端装备等军工优势领域。公布的每个项目都注明了主要技术参数、应用领域以及目前生产状况等详细信息。
2014年,工信部、财政部建成了国家军民融合公共服务平台,并于2016年进行升级。本刊记者登录该平台发现,平均每天有3至4条新技术产品信息录入,目前共1045项;不定时新增军民融合需求,目前共184项。
企事业单位注册上传信息时,需经过所在单位或者上级单位以及平台运行管理办公室两级审核。
为敦促各军工企事业单位积极上传相关信息,工信部和国防科工局还联合制定了《国家军民融合公共服务平台信息报送和查询实施细则》,对报送信息的数量进行了详细规定:“各级信息征集组织单位每个月可公开的信息发布量应不少于20条。其中,军工集团公司、中国工程物理研究院每个月可公开的需求信息发布量应不少于10条。”与此同时,细则还公布了信息报送的奖励和处罚机制。
不过,供需双方的信息交流仅停留在基本技术层面还不够。市场的具体需求,还需细细探索。
中国航天科工集团二院25所副所长董胜波对《瞭望东方周刊》说,研究院技术很多,“但不知道怎么开拓市场,不懂客户需求”。
仍以高铁智能避障设备为例,如果研究所更早地了解了高铁避障的需求,介入动车组生产设计阶段,那就会采用不一样的避障解决方案,“设计会更巧妙。”谢剑锋说。
《瞭望东方周刊》记者高晓东/北京报道