中海达挖掘机 3D 引导系统在航道疏浚领域的应用--中海达水文水利应用案例

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中海达挖掘机 3D 引导系统在航道疏浚领域的应用



项目背景

柳江是黔、桂水上交通要道,近年来沿线水运经济发展迅猛,港口吞吐量逐年攀升、运输船舶需求日益旺盛、沿线群众期盼柳江扩能,建设柳江2000 吨级航道是交通运输系统、地方政府和广大群众的共同愿望。去年12 月,柳江红花枢纽至石龙三江口 II 级航道整治工程项目开工建设,该项目建成后将大幅提高航道通过能力,有效解决柳江水运交通瓶颈问题。

 

▲作业航道

痛点分析

常规的航道疏浚方式是通过人工操作挖泥船或其他机具进行水下挖掘。由于水下作业区难以看清楚,操作手在破碎和清挖过程中,既不能精准地找到大石块, 又不能精准地把控位置与控制清挖标高,容易造成漏挖、超挖、欠挖,甚至返工, 造成施工成本不可控。同时,作业容易受天气、光线等影响,作业效率无法保障。


实施方案

为解决航道疏浚难题,中海达为客户提供了 ECS900 挖掘机 3D 引导系统(下称 ECS900)搭配 K20 高精度分体式 RTK 定位定向仪(下称 K20)的解决方案。

 

▲ECS900 搭配 K20 解决方案

方案中,ECS900 采用北斗高精度定位技术,结合读取安装在挖掘机上的各种角度传感器数值及主要枢轴尺寸,计算出破碎锤、铲斗斗齿实时、精确的三维位置信息,并根据安装在驾驶室里平板终端显示的三维图形及数值等信息引导操作手作业,防止工作区域内的漏挖、欠挖、超挖。即使在视力不及的盲区,或者光线条件不佳的情况下,也能引导操作手精确施工。

中海达K20 主要有四大作用。一是基于厘米级 RTK定位精度,提高施工精度;二是方便操作手在船舶驾驶室内更好的操控仪器,了解仪器工作状态;三是通过把主体放置在驾驶室,免于受水上特殊环境影响,增加其使用年限;四是除提供高精度定位外,还可提供高精度航向。同时,中海达K20 搭配中海达 Hi-MAX 软件使用,对船舶的实时状态进行高精度管理,对船体的方向、行驶轨迹等较为精细地展示。

 

▲中海达 Hi-MAX 软件操作界面

作业流程

1.勘查设计

项目部先对水下地形地貌和需要破碎的岩石、清挖的淤泥和岩石量进行评估, 该评估依据的是多波束扫描数据。

2.设计施工图纸

多波束扫描后,根据航道级别的要求,形成施工设计图纸(CAD.dxf)。

3.表层清淤

配备 ECS900 的船挖机械对表层的淤泥进行清挖。通过安装在驾驶室的ECS900 终端平板的指引,操作手可对表层的淤泥进行精准施工。

▲作业人员把 ECS900 按照在船挖机械上

 

4.定点破碎

换装上破碎锤,且配备 ECS900 的挖机机械对整体岩体或者大石块进行定点破碎。在 ECS900 的辅助下,水下的岩体或者大石块参照中海达 Hi-MAX 软件高精度地引导,按照作业顺序精准破碎。

 

▲破碎锤配备 ECS900 设备图


5.清挖到指定标高

破碎成小石块后,再行清挖到指定标高(含淤泥等),运出去航道外。


成果展示

基于ECS900,不仅可以实时展示破碎挖泥船的船型、方位,而且还可以对破碎头和铲斗动态作业进行精确地辅助和引导, 确保了施工作业的精度,防止漏挖、欠挖、超挖,减少了现场作业人力物力的成本浪费,大大提升了作业的水平和效率。

▲ECS900 与 K20 相结合的施工作业引导软件界面

(右侧透明蓝色为船型动态位置与方位,可远程查看设置管控)

项目总结

通过引入 ECS900 智能化的施工方式,彻底改变了挖掘机水下作业的方式, 助力客户降本增效。在成本降低上,ECS900   通过设定作业边界、实时展示船体与挖掘机破碎锤头/铲斗的方位与角度,引导操作手精准施工,避免因漏挖、欠挖、超挖出现返工的现象,为客户节省了人力物力。在效率提升上,相比传统施工方式,可在夜间作业的 ECS900 的效率提升 50%以上。在智能化施工方式的助推下,航道疏浚会以更精准、更高效、更低成本完成,推动航道更高质量发展。