深海集矿作业车行走控制系统的研究①_朱浩.pdf

深海集矿作业车行走控制系统的研究 ① 朱 浩， 龚德文， 何 成， 彭赛峰 （长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙 ４１００１２） 摘 要 针对深海稀软底质上采集多金属结核的集矿作业车行走控制问题，采用了上位机⁃下位机控制模式。 采用 ＮＩ 控制器、采集 板卡和实时操作系统，基于 ＬａｂＶＩＥＷ 进行控制系统的软件开发，综合利用惯导、多普勒计程仪（ＤＶＬ）以及声学定位技术等进行作业车 姿态测量和轨迹跟踪，采用分层控制策略实现对集矿作业车水下行走的智能控制。 通过实验室水池实验，检验了集矿作业车控制系 统的运行性能，为后续海上试验奠定了基础。 关键词 深海采矿； 深海集矿作业车； 行走控制； 智能控制； 组合导航 中图分类号 ＴＤ８０７文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１８．０５．００１ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１８）０５－０００１－０５ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｄｅｅｐ⁃ｓｅａ Ｍｉｎｉｎｇ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ ＺＨＵ Ｈａｏ， ＧＯＮＧ Ｄｅ⁃ｗｅｎ， ＨＥ Ｃｈｅｎｇ， ＰＥＮＧ Ｓａｉ⁃ｆｅｎｇ （Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１２， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｂｌｅｍ ｆｏｒ ｍｉｎｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｒｕｎｎｉｎｇ ｏｎ ｓｏｆｔ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｏｆ ｓｅａ ｆｌｏｏｒ ｔｏ ｃｏｌｌｅｃｔ ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃ ｎｏｄｕｌｅｓ， ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ａ ｕｐｐｅｒ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ａ ｌｏｗｅｒ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｗｉｔｈ ＮＩ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｂｏａｒｄ ａｎｄ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ａ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ． Ａ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｅｒｔｉａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ＤＶＬ ａｎｄ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｓｔａｔｅ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｒａｃｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｅａ． Ａｎｄ ａ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｗａｓ ａｌｓｏ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｅｐ⁃ｓｅａ ｍｉｎｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅｓ． Ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｐｏｎｄ ｔｅｓｔｓ ｈａｖｅ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｓｕｃｈ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｔｒａｃｔｏｒ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｌａｉｄ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ａｔ ｓｅａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｄｅｅｐ⁃ｓｅａ ｍｉｎｉｎｇ； ｄｅｅｐ⁃ｓｅａ ｍｉｎｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅ； ｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ 深海蕴藏着丰富的矿产资源，多金属结核是研究 最早的海底矿产资源［１］。 集矿作业车是完成多金属 结核开采的首要的关键设备，其行走于海底稀软底质 上，处于无光、高压的未知环境，控制质量的好坏直接 关系着海洋矿产资源开发的效益。 我国深海多金属结核开采的研究始于“八五”期 间，并在 ２００１ 年完成了 １３５ ｍ 水深的综合湖试［２］。 目 前我国深海集矿作业车行走控制存在的主要问题是 由于稀软底质特性的不稳定，履带式行走车辆的打滑 和下陷较为严重，影响行驶控制的效果［３－４］。 针对履 带式行走机构试验中暴露出的问题，长沙矿冶研究院 提出了支撑与驱动分离的稀软底质行走方案，并研制 了 １ 台多金属结核采集作业车。 １ 集矿作业车 多金属结核采集作业车底部增加滑板支撑，避免 车辆下陷，行走部分采用两条高尖齿履带剪切沉积物 提供牵引力，两条履带由一台高压电机带两台柱塞泵 分别驱动。 可以通过油缸调整履带的升降，控制履带插 入沉积物的深度，从而调节牵引力，避免履带打滑过大。 在控制系统硬件配置上，采用更先进的、实时性和 稳定性更好的 ＮＩ 实时控制系统；通过惯导＋多普勒计 程仪（ＤＶＬ）的组合导航系统，以及声学定位系统实现 采集作业车姿态、位置的检测和轨迹跟踪，为智能行走 控制提供实时精确的姿态、位置数据反馈。 以实验室 自行研制的集矿作业车为研究对象，采用分层控制方 ①收稿日期 ２０１８－０３－１２ 基金项目 国家“十二五”规划项目（ＤＹ１２５－１４－Ｔ－０３） 作者简介 朱 浩（１９９０－），男，湖北鄂州人，硕士研究生，主要研究方向为深海采矿智能控制。 第 ３８ 卷第 ５ 期 ２０１８ 年 １０ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３８ №５ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１８ ChaoXing 案，结合实际实验数据，利用智能控制策略实现集矿作 业车的自动定向行走［５］。 集矿作业车行走控制系统的主要任务是在上位 机上实现作业过程的操作、监视、管理以及数据的保 存，下位机上实现作业车的实时信号采集、传递，以及 紧急故障自处理，并实现自动行走控制功能［６］。 主要 是通过对左右履带的速度调节来达到行驶速度和方向 的控制要求，其难点在于一是海底地形和地质条件等 复杂的外在干扰对行走性能的影响；二是还没有完全 成熟的快速、精确的组合导航定位系统技术［７－８］。 ２ 行走控制系统的组成 ２．１ 硬件组成 集矿作业车行走控制系统组成如图 １ 所示，包括 水下车载控制器、水面主控控制器、主显控制器，以及 电力输配系统、视频系统、定位导航系统等。 水面和水 下通过光电复合电缆连接，包括动力芯线、光纤等。 车 载控制器和主控制器采用内置 ＦＰＧＡ 模块的 ＮＩ 控制 器和 Ｉ／ Ｏ 采集卡，运行于实时操作系统，其优点，一是 系统体积小，便于密封；二是较高的实时性、稳定性和 可靠性；三是图形化的编程语言性能强，便于开发智能 控制算法。 声学定位系统 控制柜 高压水下电机水下照明视频系统 网络和视频光端机 组合惯导图像声纳头 液压部件等 网络和视频光端机 控制操作台 水面主控 控制器 主显 控制器 人机 界面 以太网 交换机 动力 配电柜 高压 变压器组 传感器、 液压部件执行机构 分线箱 分线箱 水面 水密复合缆 视频监控 录像 图 １ 行走控制系统总图 总体上采用上⁃下位机的控制模式，通过以太网相 连，实现高速双向数据通信。 通过上位机显示器和操 作台进行集矿作业车行走方向和速度控制，视频系统 用于观测集矿作业车前后环境和工况。 组合惯导导航 主要由光纤惯导系统和 ＤＶＬ 组成，实现集矿作业车的 姿态、航向以及位置的实时精确测量。 电力输配系统 为集矿作业车行走控制系统提供所需的动力。 水面和 水下集矿作业车的连接采用复合电缆实现电力和信息 传输，其中光纤的通讯方式提高了通信距离、速度和抗 干扰能力。 ２．２ 软件组成 集矿作业车行走控制系统的软件组成包括 Ｗｉｎｄｏｗｓ 操作系统、ＮＩ Ｒｅａｌ⁃Ｔｉｍｅ 操作系统［９］、ＮＩ 输入 输出模块相关驱动、Ｅｘｃｅｌ、ＳＱＬ 数据库等。 主要使用 图形化的编程语言 Ｌａｂｖｉｅｗ，开发车载控制部分、主控 控制部分和上位机控制部分的功能软件。 其中，主显控制器基于 Ｗｉｎｄｏｗｓ 操作系统，主要用 来进行界面操作与数据处理；主控控制器基于 ＮＩ 的 ＲＴ 操作系统，负责水面供配电和操作台的控制、水面 相关通讯系统以及轨迹规划；车载控制系统主要处理 水下各传感器以及组合惯导的数据处理，控制各执行 机构，并有实现自动行走的算法控制。 这种控制软件 结构层次分明、分工协作、稳定可靠，能够对水上和水 下部分进行实时控制。 ３ 行走控制系统的软件设计 ３．１ 行走控制原理 集矿作业车为双履带行走，为了更有效的实现对 集矿作业车行走过程的控制和快速响应，本系统采用 了三环串级控制，分别为内环、中间环和外环，如图 ２ 所示。 内环为左右履带速度控制环节，左右两个履带 相对独立，由给定的左右电压分别通过左右比例放大 器来调节比例减压阀，从而控制柱塞泵排量，达到控制 左右履带转速的目的。 中间环由打滑处理控制器、方 向控制器和行走速度控制器等构成，由轨迹规划控制 器给定的行走速度、方向控制器给定的左右履带速度 偏差、打滑处理控制器给出的处理结果，以及实时测得 的左右履带速度，并且还要考虑集矿作业车的姿态以 及液压机械部分异常等相关的环节，得到左右履带的 输出电压，来获得期望的行走速度和方向。 其中，打滑 处理控制器得到的是左右履带打滑结果，要给到行走 控制器。 对此类复杂控制系统，按照常规的控制理论 难以解决，可以采用模糊智能控制系统、专家系统等非 线性智能控制算法，结合试验过程中人工操作的经验 和相关参数，来有效提高系统的控制效果。 外环为路 径主回路，根据给定的路径和集矿作业车实际行走轨 迹，计算得到作业车下一步行走和方向，输出给中间 环。 当集矿作业车偏离路径时，路径规划控制器能够 及时进行修正。 本控制系统采用上⁃下位机的控制结构，加强了过 程控制的功能，层次分明，可以分别满足不同控制部分 的复杂度和实时性需求［１０－１１］；采用串级控制，加快了 系统的响应速度；同时将模糊控制、神经网络、专家系统 以及先进的 ＰＩＤ 控制等算法引入到控制系统中去，构成 ２矿 冶 工 程第 ３８ 卷 ChaoXing 了智能控制系统，提高了系统的控制功能，以应对系统 的多变量、非线性、不确定性、复杂性等特点［１２－１３］。 结核丰度预定轨迹剪切强度承载能力 外环 中间环 内环 集 矿 车 轨迹规划控制器 打 滑 处 理 控 制 器 行 走 速 度 控 制 方 向 控 制 器 给 定 方 向 a 给 定 速 度 v 左 比 例 放 大 器 右 比 例 放 大 器 液 压 系 统 左 马 达 左 覆 带 右 履 带 右 马 达 惯 导 DVL 图 ２ 集矿作业车自动行走控制原理 ３．２ 下位机控制仿真与软件设计 ３．２．１ 单侧履带速度控制 行走控制的对象是左右马达，根据给定的履带转 速，自动调整控制量，将履带的转速稳定在期望的转 速。 目前，集矿作业车的行走机构是左右两条履带，分 别由两台液压马达独立驱动，构成彼此相对独立的液 压系统，以避免互相之间存在干扰，其履带速度控制过 程如图 ３ 所示。 由车载控制器输出数字控制量，经过 Ｄ／ Ａ 转换后，驱动减压比例阀来调节液压系统的控制 油路，从而控制柱塞泵的输出流量以控制履带的转速。 车 载 控 制 器 履带转速 D/A 转 换 器 比 例 放 大 器 比 例 减 压 阀 柱 塞 泵 行 走 马 达 覆 带 图 ３ 履带行走控制过程示意 下面以单侧履带的控制为例，根据实验集矿作业 车的比例放大、液压控制以及行走马达等的原理设计 和实验特性测试得到集矿作业车行走的模型，采用增 量型积分分离的 ＰＩＤ 控制算法进行履带速度控制，其 误差不会像位置型算法那样累加。 对给定期望履带转 速 ｖ０，基于 Ｌａｂｖｉｅｗ 进行程序仿真，履带速度模型和履 带速度控制算法仿真如图 ４～５ 所示。 给定期望目标履带转速为 ０．５ ｍ／ ｓ 时，可得到目 标速度与实际速度曲线如图 ６ 所示。 履带速度控制系 统响应速度和超调量也没有出现积分饱和现象，表现 出了较好的稳定性和跟踪性能。 控制电压曲线见图 ７。 延时时间10 ms 履带转速m/s 10 控制器输出电压 放大器噪声系数 速度测量噪声系数 比例减压阀噪声系数 电压控制噪声 放大器 放大器 控制 噪声 电压 控制 噪声 控制 压力 模型 履带 转速 模型 速度 测量 噪声 比例 减压 噪声 0.06 102 680 图 ４ 履带速度模型 PID 控制 100 F PID参数 PID控制器输出范围V 流量目标值L/min 流量实时值L/min 斜坡起始点/S 单位斜坡时间 响应延时时间 控制电压波形 目标速度与实际速度波形 放大器噪声系数 比例减压阀噪声系数 流量测量噪声系数 履带 速度 模型 斜坡 处理 图 ５ 履带速度控制仿真 时间 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 6∶27∶51∶456 6∶28∶11∶528 6∶28∶31∶528 6∶28∶51∶528 6∶29∶11∶528 6∶29∶31∶456 速度/ m s-1 实际速度 目标速度 图 ６ 目标速度与实际速度曲线 时间 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 6∶27∶51∶477 6∶28∶11∶529 6∶28∶31∶529 6∶28∶51∶529 6∶29∶11∶529 6∶29∶31∶477 控制电压/ V 图 ７ 控制电压曲线 ３．２．２ 集矿作业车自动行走 在正常自动行走模式下，由轨迹规划控制器根据给 定的轨迹、实际的结核丰度、剪切强度、承载能力，以及 行走过程中是否有障碍物等，经过轨迹规划控制器得出 集矿作业车的行走方向和速度。 由于本次试验为直线 定速定向行走，可知行走速度和方向为固定值；然后将 外环给定的行走方向和速度给到中间环控制器。 行走 速度控制器采用自修正专家模糊智能控制器，由给定行 走速度得到期望履带速度值。 方向控制器采用模糊控 制器，由给定行走方向与反馈实时方向得到修正左右履 带的补偿速度。 打滑处理控制器当打滑率较大时可以 ３第 ５ 期朱 浩等 深海集矿作业车行走控制系统的研究 ChaoXing 适当调节履带速度，以及履带升降油缸，来调整履带插 入沉积物的深度，从而减小履带的打滑率。 当集矿作业 车的姿态和打滑率过大时，退出自动控制过程，将集矿 作业车相关参数设置到安全数值；最后，由中间环输出 的左右控制电压，经过内环的左右比例放大器，经由左 右马达驱动左右履带行走，达到设定轨迹的控制要求， 从而实现深海集矿作业车行走的智能控制。 ３．３ 上位机的软件开发 上位机运行在 Ｗｉｎｄｏｗｓ 操作系统下，可与下位机 进行数据通信；提供了友好的人机界面操作，采用文 字、图标、曲线等直观显示参数值、变化趋势、轨迹；在 发生故障和紧急情况时，能够及时给出故障报警和故 障原因信息，并且进行相关故障处理动作，使得集矿作 业车能够处于安全状态；最后，面对采集的大量数据信 息，完成自动整理存储，以便以后能够查找和分析所做 的实验。 本系统的操作模式有手柄／ 画面手动控制模式， 操作台或者界面直接进行操作；行走半自动控制模式， 预设速度、方向等参数后自动运行；行走全自动控制模 式，根据给定的路径等自动进行轨迹行走。 ４ 水下实验 为了检验集矿作业车设计方案的可行性和功能要 求，完成了实验室集矿作业车控制系统的集成，并进行 了实验室水池实验。 在实验水池铺撒膨润土，模拟海底 行走底质环境，将集矿作业车置于自动行走模式（本次 试验设定轨迹为直线），集矿作业车控制在安全可靠 的速度下行走（本次实验平均行走速度为 ０．５８ ｍ／ ｓ）， 行走轨迹为一直线，沿着北偏东 ２２．５方向行走，测得 自动行走过程中左右履带速度、行走方向随时间变化 关系曲线以及实物轨迹如图 ８～９ 所示。 实验结果表明，集矿作业车自动行走性能稳定，能 够保证在实验室模拟海底稀软底质中进行自动直线行 走，当方向角发生偏差时，能够在保证速度波动不大的 条件下，根据方向误差，来纠偏行走方向；当速度大小 发生较大波动时，也能够及时响应，保持速度在设定速 时间 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 15∶22∶10.015∶22∶18.015∶22∶26.015∶22∶34.015∶22∶42.0 幅值 左履带 右履带 图 ８ 左右履带速度曲线 时间 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 15∶22∶10.015∶22∶18.015∶22∶26.015∶22∶34.015∶22∶42.0 幅值 图 ９ 方向变化曲线 度值的较小范围内波动；在实验水池同一底质下进行 多次行走之后，出现了严重打滑下陷情况，实时监测到 集矿作业车油压、流量、姿态等出现严重偏差，此时则 退出自动过程进入手动模式，然后根据实际情况手动 操作，通过升降履带、改变左右履带速度，以及调整相 关机构（如履带升降等），集矿作业车也能够爬出深陷 的泥坑。 本次实验的不足之处在于，由于实验水池行走长 宽距离的限制，行走距离和方向偏差范围都较小，无法 进行充分的行走控制。 集矿作业车在海底稀软沉积物 上行走，作业过程中会产生较强的机械噪声，搅起大量 的沉积物泥团，形成紊乱的水流，严重影响组合导航系 统的工作，实际行走速度为人工实测，还没有完全实现 集矿作业车定向定速实时自动控制。 ５ 结 语 集矿作业车水下行走控制系统综合利用惯导技 术、智能传感器技术、网络通信技术、计算机控制技术 以及嵌入式控制技术等，在水池实验中取得了良好的 效果，对比“九五”湖试实现了集矿作业车自动直线行 走，行走性能更加稳定；在陷入泥坑之后，通过调节相 关设备能够有效安全脱离。 通过实验室集矿作业车水下行走的成功实验，为 下一步的 ５００ ｍ 海试提供了坚实的基础，并在海试实 验中进一步验证和改进控制算法，完善深海集矿机行 走智能控制系统，为我国深海采矿事业尽微薄之力。 参考文献 ［１］ 吴自军，周怀阳． 刍议中国国际深海资源开发中长期发展战略［Ｊ］． 国际海底开发动态， ２００４，９（１）１－６． ［２］ 龚德文． 深海集矿机测控系统的研究开发［Ｊ］． 矿冶工程， ２００４， ２４（３） ８－１１． ［３］ 龚德文． 深海集矿车行驶智能控制研究［Ｄ］． 长沙长沙矿冶研究 院， ２００５． ［４］ Ｍａｚｉｙａｈ Ｍａｔ Ｎｏｈ， Ｍｏｈｄ Ｒｉｚａｌ Ａｒｓｈａｄ， Ｒｏｓｍｉｗａｔｉ Ｍｏｈｄ Ｍｏｋｈｔａｒ． Ｄｅｐｔｈ ａｎｄ ｐｉｔｃｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＵＳＭ ｕｍｄｅｒｗａｔｅｒ ｇｌｉｄｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｍ⁃ ｐａｒｉｓｏｎ ＰＩＤ ｖｓ． ＬＱＲ［Ｊ］． Ｉｎｄｉａｎ Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｇｃｏ⁃Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， ４矿 冶 工 程第 ３８ 卷 ChaoXing ２０１１，４００（２）２００－２０６． ［５］ 陈 峰． 深海采矿机器车运动建模与控制研究［Ｄ］． 长沙中南大 学信息科学与工程学院， 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通过多学科立体观测与实验手段，融合船舶调查与潜标长时间序列观测优势，完成了两个矿区及邻近海域多金属 结核资源、微生物基因资源、深海环境与生物多样性等调查，取得多项突破和成果。 首次利用地质取样和海底摄像等手段完成中国五矿合同区中部 ５ 个区块多金属结核资源细查，获取丰富 的数据和样品，深化海底多金属结核资源分布和矿床地质特征认识，同时在中国大洋协会合同区西部区块完成多金 属结核资源加密调查，进一步提高了资源调查网度和勘查程度，为合同区资源评价提供了重要的数据资料基础。 综合运用长时间序列锚系立体观测、水下影像和取样系统、原位大体积泵过滤、温盐深仪采水、浮游生物 分层拖网等多种调查手段，在两个合同区及邻近海域开展多要素、立体式环境综合调查。 其中，在中国五矿合同 区开展多学科综合环境调查尚属首次。 首次在中国五矿合同区完成布放并回收一套长时间序列锚系潜标系统，为了解该区域长时间尺度环境 变化特征提供了重要数据。 本航次，科考队共先后在西太平洋海山、东太平洋两个合同区回收全水深锚系潜标 ４ 套，并完成 ３ 套潜标系统的布放任务。 重点在西太平洋牛郎平顶海山、东太平洋 ＣＣＷ 海山及克拉里昂－克里伯顿区南北垂直断面，开展水文、 化学、生物、地质等综合调查。 这对于我国开展海山区域环境研究、资源开发、生物多样性和基因资源利用等均具 有极为重要的科学价值。 首次在西太平洋牛郎平顶海山完成深海微生物原位富集培养和功能验证实验，定向获取了大量高保真微生物 原位富集菌群和翔实环境数据，推进深海微生物研究海底试验平台建设，进一步充实了我国深海微生物菌种库。 首次在东太洋两个合同区同时开展全面海洋微塑料调查，有助于深入了解该区域海洋微塑料分布、数 量、种类等情况，为促进中东太平洋海域海洋环境保护提供基础支撑，进而推进我国融入全球海洋微塑料监测和 国际治理。 中国大洋 ５０ 航次是落实“蛟龙探海”重大工程任务的重要举措，也是中国五矿集团有限公司作为中央企业 积极开展国际海底资源调查、履行国际海底矿区合同的重要实践。 该航次的实施对于提升我国在深海资源调查、 勘探、开发和环境保护等方面的能力，推动全球深海治理体系建设和人类深海开发活动的公平、有序和可持续发 展具有重要意义。 （来源中国网 ｈｔｔｐ／ ／ ｗｗｗ．ｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ） ５第 ５ 期朱 浩等 深海集矿作业车行走控制系统的研究 ChaoXing