绞吸挖泥船横移过程二次型最优控制

在疏浚作业过程中,挖泥船主要的作业参数是由操作人员根据自己的经验、试挖情况以及挖泥船实际作业效果灵活确定的,而疏浚操作人员的经验和理论水平也相差较大,所以手动作业的实际产量要远远低于预计产量,效率低下,作业成本偏高,作业质量较差。为了克服该缺点,本文提出了一种基于疏浚系统状态空间模型的线性二次型最优控制策略,并设计了最优控制跟踪器应用于绞吸挖泥船横移过程的控制中,该跟踪器是智能控制替代人工操作的一种有效方法。文中对应用二次型最优控制策略的效果进行了MATLAB仿真分析,仿真结果表明：采用了二次型最优控制策略后,系统稳定、响应快、滞后小,对期望输出的跟踪性好,可以应用于挖泥船疏浚作业过程中。     

耙吸挖泥船信息化监测系统开发

自主开发的耙吸挖泥船信息化监测系统,通过分布式处理、虚拟端口、冗余和无缝切换技术提高了可靠性稳定性;通过软硬件自主组态功能实现了强大的适应能力,降低了用户应用成本;实现了AIS和雷达信息在疏浚监测界面的集成应用,保障船舶安全,降低船员劳动强度;实现了三维操耙和三维地形功能,提高了疏浚施工的安全性、质量和效率;更加强大易用的疏浚施工分析和回放系统,加强了疏浚施工的可追溯性,有利于提高管理效率;兼具其它实用特色功能的独创应用.     

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。     

超大型绞吸挖泥船泥沙输送系统优化设计

绞吸挖泥船的大型化可以显著加快疏浚速度,提升疏浚效率,降低环境破坏,减少人员劳动。因此,超大型化向来是疏浚业界努力追求的一个方向。上海交大船舶设计研究所设计了当前世界上最大装机功率(2.4 MW)、最大生产能力(在目标工况:排距8 km、挖深30 m、排高10 m、输送d50=0.23 mm中砂,产量大于8 000 m3/h)的绞吸挖泥船。介绍该船泥沙输送系统设计时所采用的基于目标工作点优化设计方法。该方法在前人对泥沙管道输送能耗、泥沙对泥泵性能影响等相关方面的研究成果的基础上,首次提出了针对设计工况施工效率优化,用极限工况作业能力进行校核的设计优化方法。结果表明:目标工况下,泥泵效率高达84%,柴油机效率高达90%,取得良好的节能减排和经济效果。     

营运港口通航航道交叉段疏浚施工方法的研究

近年来,我国沿海港口对港口运营效率、通航安全以及生态环保要求越来越高,特别是运营航道疏浚施工对港口正常营运和安全环保的影响的标准也越来越高。在航道维护疏浚施工过程中特别是航道交叉段,如何通过优选施工设备、施工方案和施工方法,在维持正常施工效率的同时有效降低疏浚施工对港口营运、生态的影响,已经成为值得研究的课题。本文以福建泉州某航道疏浚工程为例,选取影响最大的交叉段施工,通过施工船舶选型分析、施工方案比选研究,以及施工方法和工艺的控制,探究航道疏浚施工如何与航道运营实现最佳平衡,保证港口的正常营运、通航施工的安全和疏浚效率。     

国内外疏浚挖泥设备的对比与分析

通过对国外绞吸船、耙吸船及疏浚技术资料的分析,并参与天津港航道疏浚工程中租用国外挖泥船的实际施工经验,对比分析国内外挖泥机具的技术研究与应用情况。提出应提高挖泥船的实用性和适用性,研发适用不同工况条件的疏浚设备及操作技术。为进一步提高我国疏浚设备技术水平提供参考和借鉴。     

自航绞吸挖泥船“天鲲号”电力驱动系统冗余设计

绞吸挖泥船具有沙(土、岩石)挖掘、泥浆输送等功能,具有较高的施工效率和适应性,是疏浚工程应用最广泛的工程船舶之一。近年来,为了适应国际化的节能和环保发展趋势,电力驱动已经表现的越来越重要。但是绞吸挖泥船本身具有疏浚设备多、施工工况复杂等特点,所以要求电力系统在完成基本功能的同时,提高冗余性能是非常关键的。优化的冗余设计,在节约造船成本、方便船舱布置的同时,可以更加简捷、有效地实现全船动力设备的电力分配与控制。     

疏浚监控系统原理及校验方法*

耙吸式挖泥船与绞吸式挖泥船的疏浚监控系统的校验工作与施工生产是密不可分的。为提高挖泥船的疏浚监控系统校验工作的准确性和合理性,对耙吸挖泥船与绞吸挖泥船部分无溯源施工设备原理及校验方法进行分析,如绞刀深度原理及校验方法、耙臂下放深度原理及校验方法;并对部分主要施工设备原理及校验方法进行分析,如密度计原理及校验方法、流速计原理及校验方法。结合实际校验的工作经验,验证施工关键设备校验后调整方法的可行性及校验结果的可靠性,得出提高两种挖泥船校验工作质量和效率的方法,提高了施工准确度和生产效率,使疏浚项目加快顺利完成。     

浅谈绞吸船挖岩工况下串锚加延长锚施工工艺

绞吸船移动横移锚是挖泥施工的必需操作,若移锚操作质量不高,将降低船舶时利率及日产量。在一些特殊工况下,传统横移锚抛设方法已不能满足施工需要。在巴基斯坦某疏浚吹填挖岩工程中,通过串锚加延长锚定位锚系统工艺,成功克服了横移锚"走锚"问题,大大提高了经济效益。     

大型电液疏浚抓斗热平衡系统分析及改进方案

本文以"小鹰号"抓斗挖泥船56 m~3电液疏浚抓斗液压系统产热过程为研究对象,基于液压系统热平衡分析,提出了负载传感变量泵及主/副双油箱的设计方案,降低了抓斗施工运行过程中的系统发热量并提高散热效率,解决了电液疏浚抓斗液压系统因散热问题而造成在浅海工况条件下无法连续施工的问题,提高了大型电液疏浚抓斗挖泥船生产效率。     

疏浚管系作业全自动控制系统

针对耙吸挖泥船提高施工效率、减少人工成本和燃油消耗问题,进行疏浚管系作业全自动控制系统的研究。在挖泥船疏浚作业时,由于环境和操作流程复杂,传统的半自动疏浚集成控制系统,在多人操作时,会出现泥浆堵住疏浚管路的问题。设计了疏浚管系闸阀控制器(ADSS)、低浓度排放控制器(ALMO)、自动泥门控制器(ABMC)和高压冲水泵控制器(AJC),来实现疏浚挖泥管系全自动控制系统,提高泥浆流速、降低泥浆浓度,防止泥浆堵管,同时减少人工成本,降低燃油消耗,使耙吸挖泥船挖泥施工效率得到很大的提高。     

绞吸船施工要点及措施

绞吸船是疏浚施工的主力船型.我国绞吸船挖泥操作主要依靠经验,操作水平偏低.对疏浚土质的重视程度不够,对泥泵、管线理论及性能匹配理解较浅,限制了产量的进一步提高.文章总结了绞吸船施工普遍存在的问题,分析提出了解决方法,供疏浚工程技术人员及绞吸船操作人员参考.     

大西洋东海岸长周期涌浪工况下耙吸船施工工艺优化

为快速适应大西洋东海岸的水文地质条件和尼日利亚莱基深水港的工况条件,解决耙吸船在新工况条件下航道平整度控制差、船机故障多、施工效率低等问题,以莱基深水港航道疏浚工程为依托,对大西洋东海岸长周期涌浪工况下耙吸船施工工艺进行优化,主要包括改变耙齿的组合方式、配合调整船舶高压冲水等参数、优化船舶施工布线等.工程应用结果表明,...     

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。     

长江口12.5m深水航道某段疏浚施工工艺及技术应用

长江口12．5m深水航道维护疏浚工程质量要求执行《长江口深水航道疏浚工程质量检验标准》。本标段工程的航道疏浚主要是用大型自航耙吸式挖泥船进行疏浚挖泥施工。对施工顺序、施工方法和施工工艺进行了阐述,对单船作业效率进行了分析。所有施工船舶设备将配备定位精度优于3m的DGPS,对扫浅施工、清除台风骤淤施工、标段交接处的施工进行了探讨。本标段的泥土处理方式分为外抛抛泥区和通过吹泥站吹泥上滩两种方式。     

大型挖泥船舶施工效率控制探讨

本文介绍了影响大型挖泥船舶施工效率的主要因素和控制施工效率的主要途径,简单介绍了现代挖泥施工船舶的一些新材料、新工艺和计算机信息集成控制新技术。对挖泥船舶操作及相关人员在管好、用好设备,提高施工生产效率方面有一定的借鉴意义。     

自航耙吸挖泥船疏浚性能评估系统设计

结合国外相关领域的研究资料,提出一种基于挖泥船实测数据对疏浚性能进行评估的方法,并对疏浚性能评估系统进行设计。通过性能评估指标,根据产量和时间效率对疏浚周期性能进行连续评估,提供与疏浚工况相适应的最佳疏浚参数,实现疏浚过程和生产效率的自动优化,达到提高挖泥船性能和效率的目的。     

泥驳旁靠挖泥船系泊系统分析研究

泥驳配合挖泥船进行装驳作业,可以大大提高疏浚施工效率,降低作业成本。文中针对挖泥船在装驳作业时,泥驳的旁靠系泊系统进行研究。应用ARIANE软件分析计算了该系统在不同环境力作用下,系泊缆绳张力的变化,并介绍了适用于该系统的靠驳设备的配置及原理,为今后类似系统的设计提供借鉴。     

耙吸挖泥船浚测一体化系统研究

本文针对目前耙吸挖泥船疏浚施工过程中,疏浚与测量分离,施工效率和效益不高的问题,进行了耙吸挖泥船疏浚测量一体化系统研究。主要采用高密度声呐阵列技术进行疏浚测量一体化系统设计,并对系统精度进行测试。结果表明系统精度符合有关要求,能够实现浑浊的施工水域全自动化、高精度的水深测量和河床地形探测,实现疏浚施工与工程测量的同步及实时水深测量数据和施工管理系统结合。将浚测一体化系统运用于疏浚船舶,能有效提高疏浚施工的质量和效率。     

耙吸挖泥船疏浚电网的动态功率限制

为保证安全、高效的施工,应对疏浚设备的使用功率进行管理和限制。传统的功率限制采用两级或多级限制,虽达到了安全施工的目的,但效率较低,主机负荷波动较大。基于传统限制方式提出一种新的控制策略,在整船装机功率一定的情况下对各主要负载功率进行动态管理,能够高效地利用整船功率,提高船舶在施工作业中的安全性和效率。本控制策略在"HX021"号船上进行实船应用,试验效果良好。