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荷兰IHC公司开发新一代智能疏浚系统

发布时间:2019-07-16 来源:中国疏浚

当前,智能与信息化技术飞速发展,不断融入各行各业。疏浚行业作为极其依赖疏浚装备,高度集成的行业,也亟待智能系统的加持,以此来实现更高效,更环保,更安全的作业。

在挖泥船中,传统的耙吸挖泥船由各个部件组合起来,各自执行不同的功能,没有形成系统整合统一实现疏浚工作,导致在挖掘、航行速度和吸泥量等方面效率较低。

IHC作为全球知名的疏浚设备制造商,开发的自主学习式疏浚控制系统,用于对耙吸挖泥船的疏浚过程进行高效控制。其采用的人工智能通过测量、数学建模和特定算法来预测给定工况下的最佳施工参数设定值,使其疏浚过程更加高效。

经过多年的研发,通过改进疏浚周期内的自动控制,IHC显著提高了耙吸挖泥船的装载效率。IHC现在可提供一个软件控制包,用于提升产量并减少燃料消耗。

经济型自动化控制软件包包含3个控制器:挖泥速度控制(TSC)、ECO 泥泵控制(EPC)和自动耙唇控制(AVC),它们在相同的由Al支持的产量测量/预估平台上工作,称之为Al系统。AI系统是一种自主学习式疏浚控制系统,用于对耙吸挖泥船的疏浚过程进行高效控制。其采用的人工智能通过测量、数学建模和特定算法来预测给定工况下的最佳施工参数设定值。

由于在疏浚施工过程中工况的不断变化,诸如土质、挖深和船体吃水的变化,AI系统随之调整TSC、EPC和AVC的设定值以优化施工。通过这些控制器,AI系统调整并维持整个挖泥周期内的最高产量。

在疏浚过程中,TSC用于保持恒定和最优的挖泥速度,因此船舶驾驶员只需要专注于船舶航行和疏浚过程监控。恒定的挖泥速度也为进一步优化疏浚过程提供了稳定的基础。

Jacco补充道:“它可以补偿耙头的作用力,比如切削力,其可在船舶推进力的20-80%范围内变化。”疏浚力主要取决于土壤类型、切削深度和挖泥深度,这些参数在疏浚过程中通常无法得知,并且因地而异。由于它们难以测量,因此开发了这套用于预估疏浚力的复杂技术。

“TSC首先实现了挖掘物的稳定输送。但是,疏浚轨迹上的波浪、海床和土壤性质是不规则的”Jacco说。这就是AVC可以发挥作用的地方,它控制耙唇的角度和压力,以获得最佳的疏浚物流量和密度之比?,最大限度地提升挖掘产量。由于船舶吃水的增加以及疏浚深度和土质特性的变化,在整个装舱过程中AVC都在不断调整。

其次,在AVC提供稳定操作的同时,即便当遇到诸如海床不平整的干扰,只需要施工员很有限的、甚至不需要他们任何的干预。EPC通过控制泥泵转速防止泥泵的过度汽蚀,以提高泥泵效率。泥泵运行过程?是整个疏浚周期中最重要的环节之一,特别是从能耗和磨损的角度来看。因此,以尽可能经济的方式运行是很重要的。比如当泥泵产生空泡的时候,泥泵效率将大幅下降。

                                                                  手都控制

在保持挖泥产量不变的情况下,降低泵速可以提高效率,降低油耗。相应的优点是减少磨损。

                                                   ECO系统自动控制

由EPC判定泥泵何时空泡。这是通过直接计算效率,或在没有功率或扭矩测量的情况下,通过比较理论计算的泥泵扬程和实测的泥泵扬程来确定的。当空泡发生时,泥泵效率下降,实际扬程比理论扬程小。利用人工智能,EPC可以找到最优的泵速,从而同时实现较高的泥泵效率和疏浚产量。

这三个控制器通过相互作用来控制疏浚系统,使其能够在接近其物理极限的地方运行。“为了获得最佳效果,将这三个控制器一起使用是非常重要的。

ECO软件控制包的开发,印证了IHC致力于建造更高效的疏浚船舶并实现可持续经营的决心。Erik总结道:“这充分展示了,通过给这些巨大的钢铁船舶加上智能系统,以及所有为完成特定施工任务而设计的设备和部件,整个系统可以表现得更好。”