近日,“交通建設(shè)九號”多功能智能環(huán)保鋪排船正“開足馬力”在長江入�？谶M(jìn)行著鋪排作業(yè)。自動錨泊定位和系泊控制系統(tǒng)正在調(diào)整方向與位置。鋪排控制系統(tǒng)、機(jī)械臂式充灌控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)間正在數(shù)據(jù)交互……

上天有“神舟”,入地有“盾構(gòu)”。站在百年未有之大變局的十字路口,在海洋工程建設(shè)領(lǐng)域,由中交上航局上海交建公司設(shè)計(jì)建造的多功能智能環(huán)保鋪排船“交通建設(shè)九號”和“交通建設(shè)十號”以其智能化、高效化與適應(yīng)性,化身“海底特種兵”,正成為我國海洋工程建設(shè)領(lǐng)域的新標(biāo)桿,為國家戰(zhàn)略實(shí)施和海洋強(qiáng)國建設(shè)注入強(qiáng)大動力,創(chuàng)造著新的“蔚藍(lán)之夢”。

從概念到實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)水工智能化無人作業(yè)成為可能

要保持在海面上進(jìn)行高難度的工程作業(yè),海水流動、海底情況、海面風(fēng)力、精細(xì)作業(yè)等對作業(yè)施工都有著極高的要求。多重技術(shù)難點(diǎn)以及復(fù)雜多變環(huán)境讓水工作業(yè)施工需要引入智能化設(shè)備從而提高施工質(zhì)量。為此,中交上航局上海交建公司開發(fā)應(yīng)用了鋪排作業(yè)自動控制系統(tǒng),將智能化從概念轉(zhuǎn)化到鋪排船作業(yè)中。

走進(jìn)“交通建設(shè)九號”多功能智能環(huán)保鋪排船艙體內(nèi),核心操作室恍若高科技指揮中心。大屏幕上,可以看到自動錨泊定位、鋪排控制系統(tǒng)、機(jī)械臂式充灌控制系統(tǒng)相互交互,協(xié)同控制完成鋪排作業(yè)全過程。

在復(fù)雜海底地形中進(jìn)行作業(yè),要求每一寸防護(hù)層都要與多變的海床完美契合,每一次操作都精準(zhǔn)把控。而云臺多波束鋪排可視化系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)(鋪排船設(shè)備智能交互系統(tǒng))提供了穩(wěn)定可靠的保障。

砂肋軟體排鋪設(shè)、混凝土連鎖片排鋪設(shè)、袋裝砂充灌筑堤等任務(wù)在智能化系統(tǒng)的加持下如虎添翼。憑借其116.6米的船長、25米的型寬和6.3米的型深,多功能智能環(huán)保鋪排船能夠輕松應(yīng)對沿海淺灘、深水港等不同環(huán)境條件下的圍堰造陸、水上建筑物工程。

水深數(shù)據(jù)實(shí)時對水下地形進(jìn)行重構(gòu),構(gòu)建鋪排船作業(yè)三維可視化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)鋪排軸線軌跡實(shí)時顯示、施工精準(zhǔn)定位、排布可視化。普通鋪排船在進(jìn)行軟體排鋪設(shè)時,遇到的最大難題就是精度控制和效率。然而應(yīng)用了智能化系統(tǒng)后,“交通建設(shè)九號和十號”不僅能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)鋪設(shè),還能大大縮短施工周期。

據(jù)悉,多功能智能環(huán)保鋪排船設(shè)計(jì)日產(chǎn)能從3000平方提高到20000平方。其中,多功能智能環(huán)保鋪排船安置了3臺800kw主機(jī)、6臺90kw泥泵,配備6臺自動機(jī)械臂。普通鋪排船沖灌2000方砂需要7小時,而現(xiàn)在只需要1.6小時,大大降低了人工成本。此外,相較于傳統(tǒng)鋪排船,多功能智能環(huán)保鋪排船除了基本的鋪設(shè)功能外,還預(yù)留了用于“沉箱拋石”“打設(shè)水上排水板”的改造空間與接口,能夠根據(jù)不同的工程需求進(jìn)行靈活調(diào)整,進(jìn)一步增強(qiáng)了市場適應(yīng)性。

從傳統(tǒng)到創(chuàng)新,水工綠色化航船正行穩(wěn)致遠(yuǎn)

當(dāng)前,裝備制造綠色化轉(zhuǎn)型如火如荼,加之海洋環(huán)境保護(hù)迫在眉睫,催生了“交通建設(shè)九號”和“交通建設(shè)十號”在綠色環(huán)保上邁出變革步伐。為積極響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo),最新一代智能環(huán)保鋪排船在設(shè)計(jì)建造過程中充分考慮了綠色可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)。

走在船艙內(nèi),清晰可見一套套設(shè)備、儀器精準(zhǔn)化運(yùn)轉(zhuǎn)。綠色船舶附加標(biāo)志符號十分醒目,電力驅(qū)動更顯科技環(huán)保。據(jù)了解,多功能智能環(huán)保鋪排船嚴(yán)格按照中國船級社綠色船舶要求進(jìn)行設(shè)計(jì),助航輔助設(shè)備采用全電力驅(qū)動,選用的發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國家第二階段排放標(biāo)準(zhǔn)(C2),有效減少了對環(huán)境的污染。

顯示器上的能耗管理系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控耗能,分析各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況,為優(yōu)化能耗管理及施工工藝提供了數(shù)據(jù)參考。借助智能化系統(tǒng)的適時判斷,除助航輔助設(shè)備采用全電力驅(qū)動外,全船大負(fù)荷施工機(jī)械、高耗能設(shè)備,如各類絞車、泥漿泵、高壓沖水泵等均采用變頻驅(qū)動,通過無級調(diào)速,避免能量過度消耗。

值得一提的是,為更好地保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境,“交通建設(shè)九號”和“交通建設(shè)十號”有效平衡了強(qiáng)大作業(yè)能力、高效施工效率與海洋生態(tài)保護(hù)的“力度”,通過采用環(huán)保材料和噪聲抑制技術(shù),在施工作業(yè)的同時保護(hù)了海洋生態(tài)安全。

從突破到引領(lǐng),水工產(chǎn)業(yè)化升級提質(zhì)飛躍

水工裝備因其高技術(shù)含量、高資金投入及伴隨的高風(fēng)險特性而備受矚目。過去,歐美國家在研發(fā)設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵設(shè)備的制造方面占據(jù)主導(dǎo)地位,顯示出強(qiáng)大的技術(shù)壟斷優(yōu)勢。如今,借助人工智能、大數(shù)據(jù)分析及云計(jì)算等前沿科技的力量,我國水工裝備也在不斷突破瓶頸。

設(shè)計(jì)、研發(fā)與調(diào)試的過程中,研發(fā)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)人員便是在一根根管子排查,一個個元器件核對,比較參數(shù)、核實(shí)數(shù)據(jù)、查閱資料的情況下,持續(xù)鏖戰(zhàn)到凌晨,在一個個難關(guān)攻克中取得了實(shí)質(zhì)性成果,使之成為國內(nèi)噸位最大、自動化程度最高、智能化最完善、鋪排寬度最大的多功能鋪排船,填補(bǔ)了多項(xiàng)國內(nèi)多功能智能環(huán)保鋪排船的空白,被業(yè)界專家稱之為“國之重器”。

裝備與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自研升級,關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備都需要依賴進(jìn)口的局面已經(jīng)不復(fù)存在。最大鋪排寬度達(dá)54米,最大鋪排長度達(dá)300米,充灌能力達(dá)到1000立方米/小時。在上海洋山深水港、寧波舟山港、上海國際航運(yùn)中心等國家重點(diǎn)港口項(xiàng)目中,“交通建設(shè)九號”和“交通建設(shè)十號”高效完成了任務(wù),保障了碼頭和防波堤的穩(wěn)定性。

如今,多功能智能環(huán)保鋪排船已在多個項(xiàng)目中成功應(yīng)用,標(biāo)志著我國在海洋工程裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全新的技術(shù)引領(lǐng)。在這“深海作戰(zhàn)平臺”的支撐下,無論是江河水域、沿海淺灘,還是深水港等不同環(huán)境條件,吹填造陸、圍堰筑堤以及水上建筑物工程的鋪排已“不在話下”。

隨著智能化、綠色化技術(shù)和多作業(yè)場景適應(yīng)的深入應(yīng)用,新一代多功能智能環(huán)保鋪排船將在更多工程中發(fā)揮核心作用,助力中國水工建設(shè)邁向世界一流水平。這一海洋強(qiáng)國建設(shè)的中流砥柱,將為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)夯下更加堅(jiān)實(shí)的根基。

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