智能控制落地重载铁路、太空对接与数字农业：效率提升几何？

机器能捕捉人眼看不见的信息，航天器可以自主“约会”，种粮也能少用水肥多打粮……10月31日—11月1日，2026中国自动化大会在北京召开，主办方是中国自动化学会。会场内外走下来，记者感受很深：智能控制正让生产和生活变得更有“脑子”。

“钢铁巨龙”装上了“智慧大脑”

重载铁路是西煤东运、北煤南运的能源大动脉，可这条“钢铁巨龙”操控起来并不轻松。

中国工程院院士冯江华说，国内重载列车载重覆盖1万至3万吨，车身长2至3公里，时速在80公里以上，跑起来像钢铁巨龙掠过起伏的钢轨。他掰着指头数难处：机械车钩之间有活动间隙，压缩空气传递存在滞后，坡道弯道又带来复杂扰动，压力全堆在一起。驾驶室里，司机得靠个人经验随时判断整列车状态，还得盯着线路环境，强度大、门槛高，全国能开这种车的司机只有600余人。

冯江华给出的另一条路是：用智能驾驶技术，把重载列车的自动化操控率提到98%以上。

他所在团队从感知与认知、建模与分析、规划与控制、诊断与预警四个方面入手研发智能驾驶技术。效果是：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%。团队还用“空间异位—时标统一”多节点协同控制模型，把多车动力协同做到毫秒级，车与车之间指令传递不同步、空气制动不确定这些难题随之化解。整套技术最终支撑国内最大载重32400吨列车成功开行。

冯江华表示，这些技术眼下已用在国内外不少重载线路和货运线路上，多数时候司机只负责瞭望。货运列车司机的压力因此减轻不少，运力和安全性也随之上了一个台阶。

机器有了“慧眼”

人眼只能感知400至700纳米的可见光；螳螂虾不一样，能感知部分紫外、远红外和线偏振信息，两只眼睛还能各自转动，单目就能获取深度视觉。大会上，

答案是可以。多模图像智能融合技术能让机器“看得更全、更清、更准”。做法是把可见光、红外、高光谱、合成孔径雷达等不同模态的图像合到一起：可见光成像负责颜色、几何形状和纹理；红外感知热辐射，夜间或有遮挡也能“看见”；高光谱靠精细光谱识别材质成分，人称“火眼金睛”；合成孔径雷达用电磁散射成像，不受光照限制，全天候都能观测。李树涛说，各模态各有长处，融合起来，多维观测能力会大幅提升。

这项技术已经走进实际场景。芯片和板材缺陷检测中，可见光加深度图像让质检更准；机器人与人日常交互时，深度摄像头采集人脸三维形态细节，普通2D摄像头在光线不佳、姿态变化时识别失准的问题得到解决；电站智能巡检则把普通可见光相机、红外热成像设备、激光雷达三套设备的信息融合使用，相当于给巡检机器人同时装上“普通眼睛”“测温眼睛”和“3D空间感知眼睛”，巡检更可靠。

太空对接有了“路标”

“早年太空交会对接，要花两三天慢慢调轨道、找位置；现在常规流程压到3小时，2022年还做到了2小时快速对接。神舟载人飞船、天舟货运飞船、

她带团队想出了“空间锚点”的新办法：在对接路径上预先定好几个不能出错的“精准路标”，再把原先分散的动作步骤重新排序、把冗余等待时间挤掉。原本复杂的任务规划，就此变成按路标串起的一套连贯动作，设计效率提升明显。

靠这套方法，团队在神舟八号成熟飞行方案的基础上，只微调了最开始几个锚点的坐标参数，就快速拿出了天舟五号的2小时快速交会对接方案。

解永春说，往后航天器控制技术一定会朝更准、更稳、更快、更灵活、更聪明的方向走，也必然会用上更多智能控制技术。

数字农业：水肥用得更少，粮食打得更多

“到2050年，粮食产量需增加56%，而且不能靠砍更多森林、不能增加排放来实现。”这是巴西南里奥格兰德联邦大学教授卡洛斯·爱德华多·佩雷拉的判断。

他说，用更少的自然资源生产更多食物，既是挑战，也是自动化领域的机会。数字农业借助传感器、无人机、卫星、AI和机器人，做到实时监测、精准灌溉施肥和病害早期检测。低成本电化学传感器能在现场测出土壤中的草甘膦、硝酸盐等物质，省去取样送实验室的奔波；卫星图像、无人机高光谱图像和地面传感器融合，能早期识别作物病害；低功耗现场可编程门阵列（FPGA）平台只耗3.7瓦功率，每秒就能处理约200张图像，识别葡萄、番茄和甘蔗病害。

卡洛斯·爱德华多·佩雷拉认为，农业生产力要持续提高，离不开技术应用。“这种规模化农业的发展，对自动控制和传感器产业来说有非常多机会。”他说，提升农业生产力与能源效率、减少化学产品使用，同样是深科技初创企业的好机会。（记者 詹媛）