董海霞

“地下管道慣性定位儀”不受電磁干擾及管線深度的影響，利用地下管線慣性定位、多數(shù)據(jù)融合和精密測量技術(shù)，準確地測量出管線所在位置。該技術(shù)填補了國內(nèi)空白，目前已處于國際領(lǐng)先水平。

隨著中國城市的高速發(fā)展，地面上高樓聳立，立交橋、高架橋、外環(huán)路形成一張張網(wǎng)。而人們常常忽略的是，城市的地下也有一張張由燃氣管道、電纜、地鐵線等管線組成的網(wǎng)絡(luò)密布、縱橫交錯的網(wǎng)。

在過去或者在一些小型城市，這些管線的鋪設(shè)一般都采取直接將路“扒開”的方式，而這往往會影響到人們的出行，在交通本就擁堵的大型城市，這樣的開挖方式更是難以承受的。因此，非開挖技術(shù)在管線布設(shè)中越來越常見，也就是在不開挖或少開挖地表的情況下進行鋪設(shè)、探測、維修和更新各種地下管線。

而應(yīng)用這項技術(shù)的前提是施工方手中有一張精確的地下管網(wǎng)地圖，否則在施工中就容易挖斷已有管線，造成安全事故。遺憾的是，近些年來很多城市發(fā)生的管線鋪設(shè)事故暴露出許多城市手中并沒有一張精確的地下管網(wǎng)地圖。而運用傳統(tǒng)的雷達定位和電磁定位，受到電磁干擾、管線埋深等諸多因素的影響，很難精準測量。

北京零偏科技有限責(zé)任公司創(chuàng)始人、北京“海聚工程”入選者宋華博士，研制出的“地下管線慣性定位儀”，很好地解決了這一難題。只要確定了坐標系，機器人帶著慣性定位儀在管道里“走”一遭，管線就描繪出來了。地下管道位置的三維數(shù)據(jù)準確可靠，能精確到1-2分米。

地下管道慣性定位儀不受電磁干擾及管線深度的影響，可對各種材質(zhì)管線進行測量，不受地面環(huán)境影響，利用慣性定位、多數(shù)據(jù)融合和精密測量技術(shù)，準確可靠地獲取管線所在位置。該技術(shù)填補了國內(nèi)空白，目前已處于國際領(lǐng)先水平。

由此來看，“地下迷宮的探路者”是對宋華科研工作最好的形容。

本是航天人

宋華出生于江西農(nóng)村，從小就有一個軍人夢。1987年，面臨高考的宋華希望能學(xué)習(xí)與軍工相關(guān)的專業(yè)，在老師的建議下，最終他選擇了北京航空航天大學(xué)發(fā)動機系，專攻熱能工程。

熱能工程系面向航空航天和新能源領(lǐng)域，主要開展航空發(fā)動機領(lǐng)域，以及新型燃料、低排放燃燒等新能源和節(jié)能減排領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和科學(xué)研究工作。每一門專業(yè)課都對宋華具有極大的吸引力，想到自己在“研究天上的事兒”，是中國航空航天中的一份子，就從內(nèi)心里感到自豪。

本科畢業(yè)后，宋華被分配至石家莊飛機制造公司機動處，任助理工程師。工作實踐中，他覺得相比于熱能工程，自動化控制更重要。1997年，闊別母校5年后，宋華又報考了碩士研究生，選報的是自動控制系測控技術(shù)專業(yè)。畢業(yè)后，又一鼓作氣報考了博士研究生，專業(yè)換成精密儀器及機械。

3段求學(xué)經(jīng)歷，3個專業(yè)，宋華差不多成了航天通，但他沒有就此止步，又進站從事博士后研究，專攻的是控制科學(xué)與工程。出站后，留校任教。

在碩士和博士學(xué)習(xí)期間，他接觸到了慣性定位技術(shù)。這項多運用于航天、軍工領(lǐng)域的技術(shù)可以使航天器和導(dǎo)彈不用與外界通信，就能確定自身坐標。相比于衛(wèi)星定位，這項技術(shù)更加機動靈活，不受外界環(huán)境影響。

宋華研究了十多年慣性定位，也一直以航天人自居，怎么想起鼓搗“地下管線慣性定位儀”了？這個跨度確實有些大。

“完全是歪打正著，無心插柳柳成蔭。”宋華笑著說道。

2002年，上海一家電信公司下屬子公司在做非開挖施工時，因地下管線數(shù)據(jù)有偏差出了幾次事故，卻始終找不到解決問題的方法。正巧電信公司有位高管畢業(yè)于北航，他想起北航有一支飛行器導(dǎo)航定位的團隊，于是公司一行人找到了宋華的團隊，宋華當時就說，“開什么玩笑？我們是研究航空航天的事兒，怎么能把我?guī)У降叵氯?？?/p>

因此把他們介紹給了研究石油鉆井側(cè)斜的團隊。但是，石油鉆井是直上直下，而管道則是有弧度的，需要的定位技術(shù)差異很大。于是電信公司又幾次三番來找宋華協(xié)商。宋華就想何不試一試呢？

一個長期跟航空航天打交道的人，突然轉(zhuǎn)入研究地下管道的定位技術(shù)，憑的是深深的民族責(zé)任感和使命感。雖然至今他仍覺得自己是航天人，并以自己能成為航天人而驕傲，但“研究地下管線慣性定位技術(shù)，是零的突破，是填補我國的空白，所以，我們責(zé)無旁貸?！彼稳A說。

建立合作后，宋華憑著深厚的航空航天控制技術(shù)理論基礎(chǔ)，在沒有任何參考的條件下，就摸索著做了。經(jīng)過幾年的努力，反復(fù)設(shè)計、修改，無數(shù)次的實驗，2006年原理樣機通過驗收。次年，網(wǎng)絡(luò)上才出現(xiàn)國外類似產(chǎn)品信息。由于資金問題，項目此后處于緩慢發(fā)展中。

轉(zhuǎn)型創(chuàng)業(yè)者

因為“心里埋下了一顆地下管線慣性定位的種子”，宋華就想去境外了解一番該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。2003年，他申請前往香港大學(xué)交流，在機械工程系任研究助理。2009年，又一次奔赴香港大學(xué)，在機械工程系做訪問學(xué)者。香港大學(xué)實驗室各方面都很先進，但對地下管線慣性定位并不是很敏感。

2010年，宋華又前往美國路易斯安那州立大學(xué)電子與計算機學(xué)院，做了一年的訪問學(xué)者。在美國期間，除了參與學(xué)校的科研項目，他大部分時間都在外面“逛”，經(jīng)常到管線鋪設(shè)施工現(xiàn)場去看美國工人如何工作，也跑到市場去考察管線設(shè)備。但當時的美國還沒有“地下管線定位儀”技術(shù)。美國地方人稀，歷史短，大部分城市地下管線并不復(fù)雜，對于管線精確定位技術(shù)并沒有很強的需求。不像中國的大城市，地下管道可能比地面上的道路還要復(fù)雜。

在國外訪學(xué)的經(jīng)歷，讓他認識到自己研發(fā)的技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，而且最大的市場就在中國。只有回國才能讓這項技術(shù)得到更好的應(yīng)用。

2012年，他和團隊完成慣性定位儀的產(chǎn)品化，并與南方某公司合作推向市場。2014年8月，為更好地將這項技術(shù)推向市場，為城市地下空間的規(guī)劃、設(shè)計和施工提供助力，宋華注冊成立了北京零偏科技有限責(zé)任公司，專心研制“地下管線慣性定位儀”。

2014年9月，國務(wù)院總理李克強在夏季達沃斯論壇上公開發(fā)出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的號召，“雙創(chuàng)”一詞由此開始走紅。幾個月后，國家又前所未有地將其寫入2015年政府工作報告予以推動。宋華恰好趕上了這一波“雙創(chuàng)”浪潮。

公司成立后，很快就得到了政府的大力資助和扶持。2015年，公司獲得“北京市留學(xué)人員創(chuàng)辦企業(yè)開辦費”資助。2016年，被評為“國家高新技術(shù)企業(yè)”，榮獲“中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果獎”和“北京企業(yè)評價協(xié)會科技創(chuàng)新獎”。2017年，宋華成功入選北京市“海聚工程”。

為何在短短幾年，零偏科技和宋華就能取得這樣的進展？宋華認為原因是多方面的。他認為一方面要得益于“北京市留學(xué)人員創(chuàng)辦企業(yè)開辦費”等一系列政府的資助，讓他們可以靜下心來進行研發(fā)，從而為今后的發(fā)展儲備了很多技術(shù)。

“錢不在于多少，而是對技術(shù)的認可，是對創(chuàng)業(yè)者很好的促進和支持。拿到這筆錢后，我們做了很多基礎(chǔ)工作。也就是在2015年，我們公司儲備了很多技術(shù)，到2017年就申請了七、八項專利。雖然錢不多，卻能讓自己沉下心來做技術(shù)，還可以買些必需的設(shè)備?！?/p>

另一方面，宋華認為企業(yè)的快速發(fā)展還在于公司“零偏”的價值觀。宋華笑著解釋到：“零偏是慣性導(dǎo)航里的專業(yè)術(shù)語，也是我研究定位技術(shù)追求的目標。我的價值觀是對客戶、對市場，對技術(shù)，都要求零偏。如今，‘零偏的價值觀已落實到方方面面?！?/p>

無論從科研角度還是技術(shù)方面來說，他都是個完美主義者。對技術(shù)精益求精，因為他知道技術(shù)就是自己的天下，只有靠技術(shù)才能保持自己的先進性。公司成立第三年，宋華團隊就成功研制出系列化產(chǎn)品。目前，公司正在研制第四代產(chǎn)品，最小的地下管線慣性定位儀直徑只有30多毫米，開創(chuàng)了該領(lǐng)域在全球的先河。

宋華說，“地下管線慣性定位技術(shù)得到的是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。比如石油管道的腐蝕檢測，腐蝕點的位置就可以使用地下管線慣性定位技術(shù)獲得，方便維修?！?/p>

如今，宋華團隊研制的地下管線慣性定位儀及相關(guān)技術(shù)已達到國際領(lǐng)先水平，并已開展超聲檢測、形變檢測等方面的研究，取得了多項專利，為企業(yè)下一步的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

“有人說我是地下迷宮的探路者，做了這行才知道，地下真的是個迷宮。目前，地下管線測繪方面，英國雷迪公司做的比較好，我的目標就是比他們做的還好，做出自己的民族品牌，為國爭光?！?/p>

不忘航天情

除了做科研，宋華還不忘本職，依然擔任著發(fā)動機控制、衛(wèi)星導(dǎo)航與仿真等課題組的主要負責(zé)人，對實現(xiàn)我國發(fā)動機彎道超車最為關(guān)心。他說：“如果成功了，就能在中國歷史上留下重重一筆，彎道超車一旦成功，我們的技術(shù)就跟美國平起平坐了。”

這些課題不僅占用大量寶貴時間，也需要投入很大的精力。但宋華毫無怨言，因為他心中有一個航空航天的情懷。

無論參與航空航天課題，還是自己的“地下管線慣性定位儀”研究，都讓他真正體會到了自己所做的事兒對國家的意義。他是帶著責(zé)任感、使命感、家國情懷在做科研。

鏈接：宋華，博士，高級工程師（教授級），北京零偏科技有限責(zé)任公司創(chuàng)始人，北京航空航天大學(xué)自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院副教授，先后在香港大學(xué)、美國路易斯安那州立大學(xué)做訪問學(xué)者。北京“海聚工程”入選者，北京市特聘專家。2015年，獲“北京市留學(xué)人員創(chuàng)辦企業(yè)開辦費”資助。