自動(dòng)化技術(shù)是解決勞動(dòng)力短缺問(wèn)題的關(guān)鍵。相關(guān)技術(shù)企業(yè)在這一方面投入頗多,也取得了不少成果。

隧道地下導(dǎo)航和自主定位

自主導(dǎo)航和定位對(duì)于無(wú)人化和智能化施工設(shè)備來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的,但由于地下無(wú)法使用GPS衛(wèi)星定位,在地下進(jìn)行導(dǎo)航和定位非常困難。為了解決這一問(wèn)題,東京大學(xué)的研究人員正在研發(fā)一種名為μ介子度量無(wú)線(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)(MuWNS)的定位系統(tǒng);而美國(guó)肯塔基大學(xué)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)則在嘗試?yán)眉す饫走_(dá)+自動(dòng)駕駛算法,實(shí)現(xiàn)地下環(huán)境中的自主定位與導(dǎo)航。

氣壓沉箱遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)

氣壓沉箱施工往往存在人工挖土作業(yè)空間小、氣壓高、危險(xiǎn)性大等問(wèn)題,由于遠(yuǎn)程操控時(shí)攝像機(jī)視角和清晰度受限,對(duì)于操控人員的經(jīng)驗(yàn)和能力要求較高。

由此,日本技術(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)了名為DeepX GeoViz for Caisson的自動(dòng)化控制系統(tǒng),該系統(tǒng)可以讓操作人員在虛擬空間中以任意視角觀測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng),并在系統(tǒng)輔助下進(jìn)行操作,提高工作效率。

列車(chē)式自動(dòng)巡檢機(jī)器人

大型強(qiáng)子對(duì)撞器(LHC)是一個(gè)位于歐洲地下的龐大地下結(jié)構(gòu),整個(gè)設(shè)施總長(zhǎng)達(dá)60 km,內(nèi)部充滿(mǎn)了高度敏感的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的檢查是困難、緩慢且復(fù)雜的過(guò)程。

為解決這一問(wèn)題,運(yùn)維部門(mén)開(kāi)發(fā)了一種沿著隧道頂部的軌道運(yùn)行的自動(dòng)巡檢機(jī)器人,在完全不影響試驗(yàn)設(shè)備的同時(shí),有效地提升了檢查工作的效率。

轉(zhuǎn)向控制輔助系統(tǒng)

目前,盾構(gòu)操作人員主要通過(guò)手動(dòng)調(diào)整油缸等方式來(lái)進(jìn)行盾構(gòu)轉(zhuǎn)向,轉(zhuǎn)向的精度很大程度上取決于操作員的經(jīng)驗(yàn)。海瑞克公司針對(duì)這一問(wèn)題研發(fā)了一套自動(dòng)化的盾構(gòu)轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng),通過(guò)控制算法,這套轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)可以同時(shí)操作所有油缸,操作人員只需要對(duì)這個(gè)推力中心的位置進(jìn)行調(diào)整,就能通過(guò)算法自動(dòng)給盾構(gòu)的油缸下達(dá)對(duì)應(yīng)的控制指令。

無(wú)人化無(wú)軌臺(tái)車(chē)

隨著技術(shù)的發(fā)展,用于隧道內(nèi)水平運(yùn)輸?shù)臒o(wú)軌臺(tái)車(chē)在性能與功能上都得到了極大的改進(jìn)。瑞士Kerenzerberg隧道升級(jí)項(xiàng)目中使用的VirtuRail無(wú)人無(wú)軌臺(tái)車(chē)配備了獨(dú)特的動(dòng)力系統(tǒng)和控制程序,這些車(chē)輛可以作為獨(dú)立的無(wú)人運(yùn)輸車(chē)運(yùn)行,也可以連接在一起組成1輛自動(dòng)列車(chē),靈活地滿(mǎn)足了施工現(xiàn)場(chǎng)不同的運(yùn)輸需求。

四足機(jī)器人Spot用于現(xiàn)場(chǎng)巡檢

機(jī)器人可以有效減少人員風(fēng)險(xiǎn),然而地下工程環(huán)境復(fù)雜,普通輪式機(jī)器人的活動(dòng)會(huì)受到嚴(yán)重限制。智利丘基卡馬塔地下采礦場(chǎng)和英國(guó)倫敦輸電隧道網(wǎng)都選用了四足機(jī)器人Spot來(lái)負(fù)責(zé)運(yùn)維巡檢,這種機(jī)器人的系統(tǒng)兼容性強(qiáng)大,續(xù)航能力優(yōu)秀,具備摔倒后自主重新站立的能力。

(摘自 隧道網(wǎng)微信公眾平臺(tái) 2024-03-20)