智能控制加速落地:从重载铁路到太空对接
大会释放信号:智能控制走向产业一线
10月31日—11月1日,由中国自动化学会主办的2026中国自动化大会在京举行。会上展示的案例覆盖重载铁路、机器视觉、太空交会对接和数字农业,释放出一个清晰信号:智能控制正在从实验室走向产业一线,让生产与生活变得更“聪明”。
与以往偏重单点技术突破不同,这轮智能控制的看点在于把感知、建模、规划、控制与诊断预警串成系统能力。对互联网与商业领域而言,这意味着自动化技术不再只是制造业的内部工具,而可能成为交通、航天、农业和检测服务等行业的效率基础设施。
关键突破:让机器看得更全、开得更稳、对接更快
在重载铁路领域,中国工程院院士冯江华指出,我国重载列车覆盖1万至3万吨、长达2至3公里、速度在80公里以上,机械车钩间隙、压缩空气传递滞后、坡道弯道扰动等因素都让驾驶难度居高不下。全国能开这类重载列车的司机仅有600余人,司机需要凭经验预估整列车运行状态并持续瞭望。
冯江华团队研发的智能驾驶技术,从感知与认知、建模与分析、规划与控制、诊断与预警四方面入手,使重载列车自动化操控率达98%以上:在线精确感知车钩动态载荷误差小于10%,长坡道车钩力降低15%,多车动力协同提高到毫秒级,并支撑国内最大载重32400吨列车成功开行。目前该技术已在不少重载和货运线路应用,大部分时候司机处于瞭望状态,既缓解工作压力,也提升运力与安全性。
机器视觉同样在突破人眼边界。中国科学院院士李树涛以螳螂虾可感知部分紫外、远红外和线偏振信息为例,提出机器能否超越人眼感知。答案是肯定的:多模图像智能融合技术可把可见光、红外、高光谱、合成孔径雷达等图像融合起来——可见光看清颜色、几何形状和纹理,红外在夜间或遮挡下“看见”热辐射,高光谱识别材质成分,合成孔径雷达实现全天候观测。
- 缺陷检测:可见光加深度图像提升芯片和板材质检精度。
- 人机交互:深度摄像头采集人脸三维细节,缓解2D摄像头在光线不佳、姿态变化时识别失准。
- 电站巡检:可见光相机、红外热成像和激光雷达融合,相当于给机器人装上普通眼睛、测温眼睛和3D空间感知眼睛。
太空对接则用上“空间锚点”思路。北京控制工程研究所研究员解永春介绍,以前交会对接要花两三天调轨道、找位置,如今常规流程压缩到3小时,2022年更实现2小时快速对接,神舟载人飞船、天舟货运飞船、嫦娥五号、嫦娥六号都离不开相关技术。团队在太空对接路径上提前设定不能出错的“精准路标”,重排动作步骤、挤掉冗余等待时间,在神舟八号成熟方案基础上只微调最初几个锚点坐标参数,就快速形成天舟五号2小时快速交会对接方案。
数字农业与产业机会:用更少资源生产更多粮食
数字农业展示了智能控制的另一条商业路径。巴西南里奥格兰德联邦大学教授卡洛斯·爱德华多·佩雷拉判断,到2050年粮食产量需增加56%,且要在不砍伐更多森林、不增加排放的前提下实现。数字农业借助传感器、无人机、卫星、AI和机器人,实现实时监测、精准灌溉施肥和病害早期检测。
具体来看,低成本电化学传感器可现场测量土壤中草甘膦、硝酸盐等物质,免去取样送实验室的奔波;卫星图像、无人机高光谱图像与地面传感器融合,可早期识别作物病害;低功耗现场可编程门阵列平台仅用3.7瓦功率,就能每秒处理约200张图像,识别葡萄、番茄和甘蔗病害。佩雷拉认为,农业生产力持续提高需要技术应用支撑,规模化农业对自动控制和传感器产业意味着大量机会,提高生产力与能源效率、减少化学品使用,也是深科技初创企业的好方向。
从重载铁路到太空对接,再到数字农业,智能控制的价值正体现在把复杂系统变得可感知、可计算、可协同。下一步,谁能把技术能力转化为稳定产品和行业方案,谁就更有机会分享自动化升级带来的产业红利。