蓝色科研看中心|耙吸挖泥船智能疏浚作业系统

为深入贯彻中交集团“666”战略框架与“1545”建设目标以及中交疏浚“1446”发展战略和“123456”工作方针,彰显疏浚国家中心打造世界一流疏浚与海洋原创技术策源地与战略科技力量的攻坚成效,现推出“蓝色科研看中心”系列专栏,聚焦公司核心科研平台、自主研发成果及工程应用实践,展现公司在疏浚、海洋、生态治理等领域的技术突破与创新实力,推动科技成果向新产业、新模式、新动能加速转化,为集团打造世界一流企业注入强劲科创动能。

 耙吸挖泥船作业施工过程控制繁琐,影响因素较多,近年来国内外疏浚企业对耙吸船疏浚作业自动化、智能化技术开展了广泛研究,并取得了部分成果。但仍存在优化目标单一阶段适应性差、优化控制过于依赖疏浚机理无法自主学习迭代、系统安全性和自主作业能力有待提高等问题,在复杂多变的工况条件下如何保持高效的疏浚作业效率成为国内外疏浚企业关注的焦点。疏浚国家中心针对现有耙吸挖泥船疏浚控制系统在挖泥作业方面智能化水平低、工况自适应性差、寻优目标单一等问题,通过理论分析、模型试验、室内仿真、现场测试、工程应用,开展了耙吸挖泥船挖泥作业智能寻优控制技术研究,以单位时间产量单位产量能耗的寻优目标,采用机理和数据双模驱动的寻优策略,研制了集自动运行、自主寻优、智能感知及自主应对于一体的耙吸挖泥船智能挖泥作业系统,典型工况条件下可实现无人疏浚。相关成果获中国水运建设行业协会科技进步一等奖、中交集团科技进步一等奖等荣誉。

技术优势:

1、工况覆盖度高:针对耙吸挖泥船挖泥、抛泥、吹泥三种工况全过程实现了智能控制,具有更强的适用性。

2、工况自适应能力强:通过智能优化策略,自主匹配最优施工工况,获取最大产能或经济产能,弥补了过于依赖的疏浚机理的不足,解决了智能疏浚系统高度依赖历史数据,不同土质工况需要人工试挖和调试的难题,系统更加聪明,大幅提升智能疏浚作业自适应能力和应用范围。

3、自主作业能力强:对于疏浚作业过程中的常见异常状态建立了智能感知和自主应对模型,可以提前预判施工异常状态,提高了系统安全性和自主作业的自适应能力,提升了典型工况条件下无人疏浚的普适性。

4、自学习能力强:引入机器学习和模型修正技术,使得智能疏浚控制模型随着疏浚工况和时长的积累不断优化迭代,越挖越聪明。

系统已应用于通浚浚广新海鲟新海虎8”等耙吸挖泥船,在长江口航道疏浚工程、南通吕四港工程、黄骅港7万吨双向航道工程、南通三夹沙南航道工程、日照岚山港维护工程、连云港灌河口等工程应用,大大提升了挖泥船作业效率和安全性,降低了人员劳动强度,同等工况条件下,疏浚产量和万方土油耗都有很好的优化。经国际查新与专家评价,技术达国际先进水平,填补行业空白,突破国外技术封锁,实现关键装备自主可控。