2023年度自動化/智能化創新技術盤點

自動化技術是解決勞動力短缺問題的關鍵。相關技術企業在這一方面投入頗多,也取得了不少成果。

隧道地下導航和自主定位

自主導航和定位對于無人化和智能化施工設備來說是至關重要的,但由于地下無法使用GPS衛星定位,在地下進行導航和定位非常困難。為了解決這一問題,東京大學的研究人員正在研發一種名為μ介子度量無線導航系統(MuWNS)的定位系統;而美國肯塔基大學的研發團隊則在嘗試利用激光雷達+自動駕駛算法,實現地下環境中的自主定位與導航。

氣壓沉箱遠程操控系統

氣壓沉箱施工往往存在人工挖土作業空間小、氣壓高、危險性大等問題,由于遠程操控時攝像機視角和清晰度受限,對于操控人員的經驗和能力要求較高。

由此,日本技術企業開發了名為DeepX GeoViz for Caisson的自動化控制系統,該系統可以讓操作人員在虛擬空間中以任意視角觀測施工現場,并在系統輔助下進行操作,提高工作效率。

列車式自動巡檢機器人

大型強子對撞器(LHC)是一個位于歐洲地下的龐大地下結構,整個設施總長達60 km,內部充滿了高度敏感的實驗設備,對隧道結構的檢查是困難、緩慢且復雜的過程。

為解決這一問題,運維部門開發了一種沿著隧道頂部的軌道運行的自動巡檢機器人,在完全不影響試驗設備的同時,有效地提升了檢查工作的效率。

轉向控制輔助系統

目前,盾構操作人員主要通過手動調整油缸等方式來進行盾構轉向,轉向的精度很大程度上取決于操作員的經驗。海瑞克公司針對這一問題研發了一套自動化的盾構轉向輔助系統,通過控制算法,這套轉向輔助系統可以同時操作所有油缸,操作人員只需要對這個推力中心的位置進行調整,就能通過算法自動給盾構的油缸下達對應的控制指令。

無人化無軌臺車

隨著技術的發展,用于隧道內水平運輸的無軌臺車在性能與功能上都得到了極大的改進。瑞士Kerenzerberg隧道升級項目中使用的VirtuRail無人無軌臺車配備了獨特的動力系統和控制程序,這些車輛可以作為獨立的無人運輸車運行,也可以連接在一起組成1輛自動列車,靈活地滿足了施工現場不同的運輸需求。

四足機器人Spot用于現場巡檢

機器人可以有效減少人員風險,然而地下工程環境復雜,普通輪式機器人的活動會受到嚴重限制。智利丘基卡馬塔地下采礦場和英國倫敦輸電隧道網都選用了四足機器人Spot來負責運維巡檢,這種機器人的系統兼容性強大,續航能力優秀,具備摔倒后自主重新站立的能力。

(摘自 隧道網微信公眾平臺 2024-03-20)