2023年度自动化/智能化创新技术盘点

自动化技术是解决劳动力短缺问题的关键。相关技术企业在这一方面投入颇多,也取得了不少成果。

隧道地下导航和自主定位

自主导航和定位对于无人化和智能化施工设备来说是至关重要的,但由于地下无法使用GPS卫星定位,在地下进行导航和定位非常困难。为了解决这一问题,东京大学的研究人员正在研发一种名为μ介子度量无线导航系统(MuWNS)的定位系统;而美国肯塔基大学的研发团队则在尝试利用激光雷达+自动驾驶算法,实现地下环境中的自主定位与导航。

气压沉箱远程操控系统

气压沉箱施工往往存在人工挖土作业空间小、气压高、危险性大等问题,由于远程操控时摄像机视角和清晰度受限,对于操控人员的经验和能力要求较高。

由此,日本技术企业开发了名为DeepX GeoViz for Caisson的自动化控制系统,该系统可以让操作人员在虚拟空间中以任意视角观测施工现场,并在系统辅助下进行操作,提高工作效率。

列车式自动巡检机器人

大型强子对撞器(LHC)是一个位于欧洲地下的庞大地下结构,整个设施总长达60 km,内部充满了高度敏感的实验设备,对隧道结构的检查是困难、缓慢且复杂的过程。

为解决这一问题,运维部门开发了一种沿着隧道顶部的轨道运行的自动巡检机器人,在完全不影响试验设备的同时,有效地提升了检查工作的效率。

转向控制辅助系统

目前,盾构操作人员主要通过手动调整油缸等方式来进行盾构转向,转向的精度很大程度上取决于操作员的经验。海瑞克公司针对这一问题研发了一套自动化的盾构转向辅助系统,通过控制算法,这套转向辅助系统可以同时操作所有油缸,操作人员只需要对这个推力中心的位置进行调整,就能通过算法自动给盾构的油缸下达对应的控制指令。

无人化无轨台车

随着技术的发展,用于隧道内水平运输的无轨台车在性能与功能上都得到了极大的改进。瑞士Kerenzerberg隧道升级项目中使用的VirtuRail无人无轨台车配备了独特的动力系统和控制程序,这些车辆可以作为独立的无人运输车运行,也可以连接在一起组成1辆自动列车,灵活地满足了施工现场不同的运输需求。

四足机器人Spot用于现场巡检

机器人可以有效减少人员风险,然而地下工程环境复杂,普通轮式机器人的活动会受到严重限制。智利丘基卡马塔地下采矿场和英国伦敦输电隧道网都选用了四足机器人Spot来负责运维巡检,这种机器人的系统兼容性强大,续航能力优秀,具备摔倒后自主重新站立的能力。

(摘自 隧道网微信公众平台 2024-03-20)