在央视科教频道播出的纪录片《远程挖掘机》第二集开头，讲述了当年拓疆者在做挖掘机的远程遥控开发时，一次险些发生的事故：远程遥控的挖掘机差点撞到周围的人……
那次意外让团队大为困惑：远程遥控挖掘机如何才能“更安全”？研发团队在对产品进行安全设计时，应从哪些方面入手？
1.国标先行满足安全要求是基础
《GBT-土方机械司机遥控装置的安全要求》要求：为避免遥控工程机械失控，应当有信号心跳监测、现场遥控急停和远程遥控驻车三层安全技术保证。
即使已经落实了国标要求，但在对矿山挖掘机进行遥控测试时，还是险些发生事故，国标之上，更进一步的安全保障从哪儿入手？
在参考了工程机械施工人员常购的保险品种类后，拓疆者发现，操作手的工伤险之外，机械设备险，现场人员及其他设备的财产险，都是较常见的险种。
远程遥控工程机械保障了操作手的安全，但设备的安全、现场的三者安全又该如何保障？
2.设备安全姿态监测感知更真实
在挖掘机的日常工作中，常因操作手个人经验而不能准确感知设备倾斜角度，从而导致设备翻车事故。而在远程遥控的挖掘机作业过程中，怎么知道挖掘机的倾斜程度，从而防止此类事故发生呢？
曾经，市面上出现了一种由计算机实时控制的六自由度瞬时运动仿真功能“平台座椅”。但它严重依赖操作人员的自身感觉和个人经验（如很难依靠屁股来感觉倾斜了18°还是25°），且座椅存在延时响应（毕竟又多了些装置来驱动座椅倾斜）。好看，但不一定实用。
针对上述弊端，在参考了飞机仪表盘的设计原理之后，拓疆者开发出了姿态监测功能。采用智能姿态监测+音视频同传技术，通过圆盘形指针，来展示设备倾斜角度。
当倾斜角度大于安全阈值时，主屏幕屏边会发出持续警告，提示操作手尽快处理。确保了设备倾斜信息与画面、声音同步回传，规避了设备左右侧翻、前后倾覆的危险。
该功能让操作手摆脱了个人经验及主观臆断，用技术手段监测设备姿态更值得信任。
为避免挖掘机在施工现场发生碰撞，研发团队还采用毫米波雷达监测周边情况；开发了电子围栏、限高限深等功能，确保设备始终在限定空间内安全作业。3.三者安全人员准确监测更及时挖掘机安全了，现场人员及其他设备的安全又如何保障？如何避免文章开头那样类似的意外发生？为了能更加准确、及时监测到更多现场人员及设备的状态，有人提出：在挖掘机上多加摄像头、在远程操控平台上多加屏幕。但在远程遥控挖掘机施工作业现场，驾驶员可能只专注于对挖掘机的操作，而无暇顾及周边人员和其他设备。同时，远程操控的驾驶员要在眼前的一堆屏幕中及时准确的发现行人及其他设备也非常困难。该方案不仅及时性差，且会因为屏幕太乱影响施工。
多加屏幕来观察周边情况，不过画面里出现一个人的时候，能第一时间发现吗？
拓疆者则开发出了行人/设备识别功能，让操作手不在驾驶室内仍能感知施工现场环境。
该功能画面采用多个摄像头，以每秒25帧的速度实时捕捉现场人员及设备动态
设备在作业期间，当有人出现在设备后视摄像头视野范围内时，摄像头捕捉到视野范围的人员，自动在主屏幕右上角弹出后视画面，提示操作手。同时，画面中人员将被方框圈起，并使挖机降速，保障了第三方人员及设备的安全。
操作手在工作中不用特意留意周边人员状况，只有当行人出现，触及安全防线时，屏幕才会主动提醒，高效又安全。
以上功能，拓疆者并不是简单堆叠在一起，而是实现了多模式画面可自由切换的人机交互模式。
4.广角视域眼观六路耳听八方
当姿态监测功能及三者监测功能研发出来后，研发团队在测试中又发现：远程操控驾驶员需要更广的视野，操作台的画面质量直接决定了该功能是否实用。
而传统的网络摄像头属于板卡拼接，存在着画面断裂、畸变严重等现象，且由于安装的位置问题，也不能很好地监测设备后方视野，导致操作前没有看到车后的人。
发现问题后，团队决定更换视野更加开阔的广角摄像头，进行算法拼接，拼接后的画面连续无畸变，还可根据作业面亮度进行调整，功能更实用。
00:56左画面为网络摄像头传输画面，视角小，看不到卡车出现；右画面为拓疆者视频传输方案，对比之下，视距更广，同一时间点，我们已经可以看到卡车的半个身子了。
5.网络安全更高级别但更易忽视的安全考量
上述问题都解决后，拓疆者又将目光瞄准了更高级别的安全考量——网络安全。网络安全是工程机械远程遥控更容易被忽视的安全风险。
为了保障网络安全性，我们对传输数据进行了加密处理。
指对明文数据按某种特殊的算法进行加工处理，使其成为不可被直接读取的数据，即密文数据，而密文数据可以通过特定的秘钥解密后还原出明文数据。
网络数据传输如果不经过专业加密处理，在经过WiFi、交换机、路由器、网络服务运营商等物理节点时可能被监听和篡改，对于远程遥控设备和自动驾驶设备存在被劫持操控的风险，引发挖掘机等设备失控，危及人员及财产安全。
拓疆者对远程遥控挖掘机数据传输加密处理的技术，也得到了权威机构的认证。年12月，在经过多项严格测试评估后，拓疆者的远程系统平台v4.3.5与华为技术有限公司5GCtoBSolution21.1.0完成了兼容性测试，取得了由华为CloudOpenLabs授予的HUAWEICOMPATIBLE证书及相关认证徽标的使用权。
此次认证表明了：拓疆者远程系统平台具有业内认可的高兼容性和安全性，在5G行业规模商用上得到肯定。客户在使用该平台对工程机械进行远程遥控时，网络安全能得到充分保障。
写在最后
工程机械作为重要的生产工具，对安全性能存在着刚性需求。而远程遥控工程机械在工作中，如何避免引入其他的安全隐患？拓疆者在此给出了答案（划重点）：
1.满足国标要求-确保工程机械不会失控
2.增加姿态监测-定量评估设备倾斜角度
3.自动识别人员-及时弹窗标注周边人员
4.广角视域拼接-扩大视野范围看全看广
5.网络传输加密-数据加密传输防止意外
只有更全面的安全保障，才能为远程遥控设备的安全作业保驾护航！
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