绞吸挖泥船计算机辅助疏浚决策系统

介绍了自主开发研制的绞吸挖泥船计算机辅助疏浚决策系统的主要功能。该系统针对土质变化,运用多项高新技术,监测绞吸挖泥船的工作状态,建立施工参数与挖掘土质及产量的相互关系,通过分析、优化、辅助决策与提示,指导疏浚操作人员对疏浚参数的优化改进,从而提高绞吸挖泥船的生产效率。该系统已通过天津市科技成果鉴定和中港集团验收,并在集团多条绞吸船上推广使用,效果良好。     

基于神经网络和最大产量估算的挖泥船横移控制

针对目前绞吸挖泥船疏浚作业依靠人工手动操作无法保持较高产量的问题，研究了影响绞吸挖泥船产量的控制参数。采用神经网络预测和最大产量估算方法，得出在不同条件下挖泥船横移控制系统的最优控制参数，同时对此控制参数进行了对比仿真试验。结果表明：在一个不含边界减速的有效横移周期内，仿真产量高于实船操作产量。该方法可为绞吸挖泥船疏浚施工中横移系统的自动控制提供理论依据与技术参考，使绞吸挖泥船可以兼顾不同的控制要求和性能限制条件，在一个横移周期内稳定输出最大产量。     

基于大数据的绞吸挖泥船参数自主寻优方案设计

绞吸挖泥船的施工过程非常复杂,具有较多的不确定性和随机性。针对绞吸挖泥船生产过程中疏浚产量受施工环境影响较多、稳定性不足、生产率不高的问题,以绞吸挖泥船传输管道中的泥浆为研究对象,分析挖泥施工的特性与影响因素,将疏浚工程历史大数据进行预处理,比较T-S模型和历史数据最近邻的两种不同的流量预测方案,采用偏差反馈控制器进行基于大数据的施工参数自主寻优。结果表明：由于数据进行了预处理,第2种流量预测方案准确率更高;按寻优参数进行反馈控制调节的流量比原始流量更高。     

基于PCA和RBF神经网络的绞吸挖泥船实时产量预测

绞吸挖泥船在实际作业过程中的动态特性非常复杂,影响产量的控制因素众多。若这些控制因素全部参与产量预测比较耗时。为了实时训练网络及预测产量,先对影响绞吸挖泥船产量的控制因素进行主成分分析(PCA),再根据分析结果约减控制因素;在系统仿真建模中,分别以全部因素和约减后因素作为径向基(RBF)神经网络的输入变量,以产量作为输出变量来建立绞吸挖泥船产量预测模型。结果表明,减少输入变量,不仅降低产量预测模型的复杂程度,减少神经网络计算耗时,而且能保持模型良好的预测精度,从而为施工现场的操作人员提供实时的产量参考。     

绞吸挖泥船作业产量的现场优化技术

根据绞吸挖泥船疏浚作业产量现场优化技术研制出的辅助决策系统可直接安装在挖泥船上,根据水下土质变化情况,通过建立改进疏浚工艺的数学模型,采用电子信息技术进行疏浚产量的现场寻优,实现高产稳产,平均提高工效30%以上。     

《挖泥船疏浚设备建造检验指南(2021)》发布

《挖泥船疏浚设备建造检验指南》基于中国船级社执行检验的绞吸式和耙吸式挖泥船的实际经验,规定了绞吸式和耙吸式挖泥船疏浚设备的安装和试验要求。对于其他结构型式的挖泥船,可参考本指南的适用部分来执行。     

中小型自航绞吸挖泥船经济性评估初探

随着工业发展,需要拖轮协助作业的非自航绞吸挖泥船越来越难以满足市场需要。为了更好地进行航道疏浚作业,自航绞吸挖泥船的研究不断增多,而目前对自航绞吸挖泥船的研究仅局限于适合广阔水域的大型或超大型船型。我国河流水域众多,对适用于狭窄水域的中小型自航绞吸挖泥船也有一定需求量。因此,文中通过对某中小型自航绞吸挖泥船进行电力推进设计,与相同疏浚能力的非自航绞吸挖泥船对比分析、综合考量后认为,中小型自航绞吸挖泥船具有灵活、环保、便捷、经济等优势。     

绞吸挖泥船施工经济性选型分析

为合理控制投资,需根据项目施工条件合理选择疏浚船型。以绞吸挖泥船为基础,依据现行疏浚定额,分析疏浚价格组成及影响因素,通过分析不同疏浚船型在不同吹距时的价格曲线得到单价的变化趋势,找出吹距相同时的经济船型;总结得出大中型绞吸挖泥船的经济适用的疏浚工程量范围。结果表明,当吹距相同时,采用大型绞吸挖泥船成本优势明显,更适合远距离吹填;当疏浚工程量较小时,中小型绞吸船疏浚成本优势明显;当工程量大于200万m³时,大型船舶具有成本优势;当运(吹)距超过14 km时,选用抓斗挖泥船比耙吸挖泥船经济性更优。     

绞吸式挖泥船剖面工作轨迹计算

通过对绞吸式挖泥船进行几何建模,推导出绞吸式挖泥船疏浚宽度、疏浚深度工作轨迹公式,为开发自主知识产权的智能化挖泥操作设备建立数学基础。     

新一代超大型自航绞吸挖泥船性能论证及设计方案

近年来随着工程建设对绞吸挖泥船的要求不断提升，绞吸挖泥船正在向总装机功率超大型化、强挖掘能力、高疏浚性能、智能自动化、节能和环保方向发展，结合国内外超大型绞吸挖泥船的特点和发展趋势，对新一代超大型自航绞吸挖泥船的船舶首尾方向、船型、主尺度、动力配置、疏浚设备配置、船舶主要功能和总布置等设计要点进行论证分析，形成了超大型绞吸式挖泥船船型论证分析的总体思路和设计方案，为超大型自航绞吸式挖泥船的总体设计提供参考。