高曉東

2017年4月，西安高鐵動(dòng)車段的某個(gè)動(dòng)車組駕駛室內(nèi)，新增了一個(gè)如空調(diào)外掛機(jī)大小的白色方盒子——高鐵智能避障設(shè)備。

這個(gè)設(shè)備由一個(gè)雷達(dá)、一個(gè)相機(jī)和一個(gè)處理器組成，夜間動(dòng)車組出入車庫時(shí)，可探測(cè)軌道障礙物：駕駛員看不到的百米之外，若有行人穿過鐵軌，設(shè)備將發(fā)出語音提醒，駕駛員可從容制動(dòng)，防止發(fā)生碰撞事故。

“這個(gè)設(shè)備是軍民融合的典型代表?！敝袊教炜乒ぜ瘓F(tuán)二院25所光電成像技術(shù)研究室總體室主任謝劍鋒對(duì)《瞭望東方周刊》說。

中國航天科工集團(tuán)二院25所主要做軍品。隨著軍民融合步伐的加快，他們開始在民用領(lǐng)域?qū)ふ沂袌?chǎng)，高鐵智能避障設(shè)備就是其探索成果之一。

不過，這一探索雖然成功，但在中國航天科工集團(tuán)二院25所看來，若能更早地了解高鐵避障的需求，完全可以“設(shè)計(jì)得更巧妙”。

比軍品更為先進(jìn)

探測(cè)、遙感是軍事作戰(zhàn)中經(jīng)常使用的技術(shù)，用于識(shí)別敵人，打擊目標(biāo)。

事實(shí)上，夜視裝備在二戰(zhàn)期間就已在戰(zhàn)場(chǎng)上使用，如今一些高檔私家車也會(huì)加裝類似設(shè)備，用于輔助駕駛。

而這套被認(rèn)為是軍工轉(zhuǎn)民用的典型設(shè)備，比軍品更為先進(jìn)——增加了識(shí)別障礙物的功能。

這套高鐵智能避障設(shè)備主要由毫米波雷達(dá)、可見光相機(jī)和信號(hào)處理器三部分組成。

毫米波雷達(dá)和可見光相機(jī)相當(dāng)于人的雙眼，只是各自功能不同。前者負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離大范圍掃描，同時(shí)測(cè)定障礙物距離和運(yùn)動(dòng)速度，但分辨率不高；相對(duì)而言，后者有很高的分辨率，可將前方圖像以1秒鐘拍攝25張的頻率傳給處理器，處理器接收到圖像后，與樣本庫里不同種類的樣本進(jìn)行比對(duì)，最終確定圖像究竟是什么，并可播放語音告知駕駛員。

“目前這個(gè)系統(tǒng)可以識(shí)別出鐵軌上的行人、頭盔、扳手等共五六種障礙物。這五六種之外，系統(tǒng)并不能辨別出其他障礙物是什么，但仍會(huì)報(bào)警。”謝劍鋒說。

這是之前制造軍事探測(cè)設(shè)備時(shí)沒有涉及過的技術(shù)。換言之，這套高鐵智能避障設(shè)備不是單純地把軍工技術(shù)照搬到民用領(lǐng)域，而是為順應(yīng)民用市場(chǎng)人工智能的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行了大量二次研發(fā)。

“為了訓(xùn)練處理器，使其能準(zhǔn)確識(shí)別人體，我們前后采集了含有人的正樣本圖像15000個(gè)，沒有人的副樣本圖像23000個(gè)，組成樣本庫?！敝袊教炜乒ぜ瘓F(tuán)二院25所工程師葉濤告訴《瞭望東方周刊》。除了對(duì)人體的識(shí)別，對(duì)于頭盔、扳手等其他常常出現(xiàn)在鐵軌上的障礙物，也會(huì)建立類似的龐大的樣本庫來訓(xùn)練處理器。

不過，要讓這套設(shè)備在每小時(shí)300公里以上的速度下發(fā)揮作用，還需技術(shù)攻關(guān)。

“高鐵出入庫時(shí)，時(shí)速只有四五十公里，提前二十多米發(fā)現(xiàn)障礙物就來得及制動(dòng)。時(shí)速三百多公里時(shí)，只有提前四五百米發(fā)現(xiàn)障礙物，司機(jī)才能有充裕的反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)時(shí)間。長距離情況下，軌道的彎曲程度、天氣等狀況都會(huì)發(fā)生變化。”謝劍鋒說，“這些狀況變化后，會(huì)給毫米波信號(hào)接收裝置等帶來挑戰(zhàn)。”

葉濤說，目前避障系統(tǒng)還只是作為輔助駕駛的形式出現(xiàn)，以后的攻關(guān)方向是通過一系列深度學(xué)習(xí)，讓系統(tǒng)可以自行判斷軌道環(huán)境并采取措施，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。

跨界碰撞

軍事領(lǐng)域的探測(cè)技術(shù)跟高鐵聯(lián)系起來，源自一次偶然的閑聊。

“一位同事跟自己在西安鐵路部門工作的同學(xué)閑聊，發(fā)現(xiàn)高鐵出入庫由于軌道上有障礙物，曾發(fā)生過事故，而我們又有相關(guān)技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)障礙物，防止事故的發(fā)生?！敝x劍鋒說，“進(jìn)一步溝通后，我們就參與了項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)。2016年8月，我們?nèi)ノ靼矂?dòng)車段收集數(shù)據(jù)后，正式開始了軍事探測(cè)技術(shù)的二次開發(fā)。”

在一些跨界交流中，研究人員常有驚喜——“就是發(fā)現(xiàn)原來我們還可以做這個(gè)?！敝x劍鋒說。

后來，謝劍鋒和同事們?cè)诟t(yī)學(xué)專家交流時(shí)，又發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)探測(cè)技術(shù)可以轉(zhuǎn)民用的領(lǐng)域——智能醫(yī)療。在智能醫(yī)療領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)輸液，必須讓它辨識(shí)出人體手臂上的血管，而中國航天科工集團(tuán)二院25所的探測(cè)技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)。

國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》提出，到2020年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能化水平顯著提升，到2025年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現(xiàn)智能化。2017年，人工智能首次寫入政府工作報(bào)告。

謝劍鋒認(rèn)為，“不論是智能工廠，還是其他人工智能項(xiàng)目，其實(shí)現(xiàn)過程都包括3個(gè)步驟：第一步，自動(dòng)感知；第二步，對(duì)感知的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別；第三步，決策?！彼f，“探測(cè)就是實(shí)現(xiàn)人工智能的第一步——感知?！?/p>

謝劍鋒相信，軍事探測(cè)技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來越廣闊。

2016年，國防大學(xué)教授姜魯鳴在《解放軍報(bào)》撰文寫道：“隨著科技革命、產(chǎn)業(yè)革命和軍事革命的不斷深入，軍用技術(shù)與民用技術(shù)的界線已經(jīng)越來越模糊，可轉(zhuǎn)換性越來越強(qiáng)、重疊度也越來越高。發(fā)達(dá)國家的軍事技術(shù)和民用技術(shù)的重合率已經(jīng)高達(dá)80%以上?！?/p>

破解信息不對(duì)稱

中國航天科工集團(tuán)二院25所與西安鐵路部門的人偶然閑聊帶來的驚喜，卻也凸顯了軍工技術(shù)轉(zhuǎn)民用過程中的一些問題——軍工技術(shù)和民用需求之間存在明顯的信息不對(duì)稱。

目前，不少部門正在嘗試解決這一問題。

從2009年開始，工信部每年編制《軍用技術(shù)轉(zhuǎn)民用推廣目錄》。最新一期的2016年推廣目錄，共有150項(xiàng)推廣項(xiàng)目，包括重點(diǎn)推薦項(xiàng)目10項(xiàng)、推薦項(xiàng)目40項(xiàng)和重點(diǎn)推廣項(xiàng)目100項(xiàng)，涵蓋新材料、智能制造、高端裝備等軍工優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。公布的每個(gè)項(xiàng)目都注明了主要技術(shù)參數(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域以及目前生產(chǎn)狀況等詳細(xì)信息。

2014年，工信部、財(cái)政部建成了國家軍民融合公共服務(wù)平臺(tái)，并于2016年進(jìn)行升級(jí)。本刊記者登錄該平臺(tái)發(fā)現(xiàn)，平均每天有3至4條新技術(shù)產(chǎn)品信息錄入，目前共1045項(xiàng)；不定時(shí)新增軍民融合需求，目前共184項(xiàng)。

企事業(yè)單位注冊(cè)上傳信息時(shí)，需經(jīng)過所在單位或者上級(jí)單位以及平臺(tái)運(yùn)行管理辦公室兩級(jí)審核。

為敦促各軍工企事業(yè)單位積極上傳相關(guān)信息，工信部和國防科工局還聯(lián)合制定了《國家軍民融合公共服務(wù)平臺(tái)信息報(bào)送和查詢實(shí)施細(xì)則》，對(duì)報(bào)送信息的數(shù)量進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定：“各級(jí)信息征集組織單位每個(gè)月可公開的信息發(fā)布量應(yīng)不少于20條。其中，軍工集團(tuán)公司、中國工程物理研究院每個(gè)月可公開的需求信息發(fā)布量應(yīng)不少于10條?！迸c此同時(shí)，細(xì)則還公布了信息報(bào)送的獎(jiǎng)勵(lì)和處罰機(jī)制。

不過，供需雙方的信息交流僅停留在基本技術(shù)層面還不夠。市場(chǎng)的具體需求，還需細(xì)細(xì)探索。

中國航天科工集團(tuán)二院25所副所長董勝波對(duì)《瞭望東方周刊》說，研究院技術(shù)很多，“但不知道怎么開拓市場(chǎng)，不懂客戶需求”。

仍以高鐵智能避障設(shè)備為例，如果研究所更早地了解了高鐵避障的需求，介入動(dòng)車組生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，那就會(huì)采用不一樣的避障解決方案，“設(shè)計(jì)會(huì)更巧妙?！敝x劍鋒說。