تطبيق نظام التوجيه ثلاثي الأبعاد للحفارات في تجريف الممرات المائية
يعد تجريف القناة إحدى الطرق الرئيسية لتطوير المجرى المائي وزيادة حجم المجرى المائي والحفاظ عليه، وهو ذو أهمية كبيرة لعبوره. في كل عام خلال موسم الأمطار، يتم جلب كمية كبيرة من الرواسب إلى النهر، مما يتسبب في تراكم الطمي في قاع النهر. هذا هو السبب في أن سلطات الممرات المائية تحتاج إلى القيام بأعمال تجريف منتظمة مثل الكسر تحت الماء والتجريف لضمان التدفق الآمن والسلس للمجرى المائي.
خلفية المشروع
نهر ليوجيانغ هو قناة أساسية للنقل المائي في الصين. في السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع لاقتصاد النقل المائي على طول الطريق، ارتفعت إنتاجية الموانئ عامًا بعد عام، وازداد الطلب على سفن النقل بشكل مكثف، ويتطلع الناس على طول الطريق إلى توسيع نهر ليو.
يعد بناء مجرى مائي بطاقة 2000 طن على نهر ليوجيانغ تطلعًا مشتركًا لنظام النقل والحكومة المحلية وعامة الناس. بدأ البناء في ديسمبر 2021، وسيزيد المشروع بشكل كبير من قدرة مرور القناة بعد الانتهاء، مما يمكن أن يحل بشكل فعال مشكلة الاختناق في النقل المائي على نهر ليوجيانغ.
تحليل نقاط الألم
تتم طريقة تجريف القنوات الروتينية بشكل أساسي من خلال التشغيل اليدوي للحفارة أو آلات أخرى للحفر تحت الماء. نظرًا لصعوبة رؤية منطقة التشغيل تحت الماء بوضوح، لا يستطيع المشغل العثور على الصخور بدقة ولا التحكم في الموضع والتحكم في ارتفاع التخليص بدقة في عملية سحق وتجريف التخليص، مما قد يتسبب بسهولة في التسرب، والحفر الزائد، والحفر الناقص، وحتى إعادة العمل، مما يؤدي إلى تكاليف بناء غير قابلة للتحكم. في الوقت نفسه، تتأثر العملية بسهولة بالطقس والإضاءة، ولا يمكن ضمان كفاءة التشغيل.
برنامج التنفيذ
من أجل حل مشكلة تجريف القنوات، توفر هاي-تارغيت حل نظام توجيه الحفارات ثلاثي الأبعاد ECS900 (المشار إليه فيما يلي باسم ECS900) مع نظام RTK المنفصل عالي الدقة K20 (المشار إليه فيما يلي باسم K20) للعميل.
يستخدم نظام ECS900 تقنية تحديد المواقع عالية الدقة Beidou لحساب معلومات الموقع ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي والدقيقة لرأس المطرقة الكسارة وأسنان الجرافة بالاشتراك مع قراءة قيم مستشعرات الزاوية المختلفة وأبعاد المحاور الرئيسية المثبتة على الحفارة، ويوجه المشغل وفقًا للرسومات والقيم ثلاثية الأبعاد المعروضة على لوحة التحكم المثبتة في الكابينة لمنع الحفر الفائت، والناقص، والزائد في منطقة العمل. يمكنه توجيه المشغل للعمل بدقة حتى في المنطقة العمياء حيث الرؤية ليست جيدة، أو في حالة ظروف الإضاءة السيئة.
يخدم K20 أربعة أغراض أساسية: أولاً، يحسن دقة البناء بناءً على دقة تحديد المواقع RTK على مستوى السنتيمتر. ثانيًا، يسهل على المشغل التحكم بشكل أفضل في الجهاز وفهم حالة عمله من قمرة القيادة في السفينة. ثالثًا، من خلال وضع الجسم الرئيسي في قمرة القيادة، يتم حمايته من البيئة الخاصة على الماء ويزيد من عمر خدمته. رابعًا، بالإضافة إلى توفير تحديد المواقع عالي الدقة، يمكنه أيضًا توفير توجيه عالي الدقة. خامسًا، يمكن استخدام K20 مع برنامج HI-TARGET HiMAX، الذي لا يوفر فقط إدارة عالية الدقة للحالة في الوقت الفعلي للقارب ولكنه يوفر أيضًا عرضًا دقيقًا لاتجاه القارب ومسار السفر.
سير العمل
1. تصميم المسح
قام فريق المشروع أولاً بتقييم تضاريس تحت الماء وكمية الصخور المراد تكسيرها، ورواسب وطين وصخور مجروفة، بناءً على بيانات المسح متعدد الأشعة.
2. تصميم رسومات البناء
بعد المسح متعدد الأشعة، يتم تشكيل رسومات تصميم البناء (CAD.dxf) وفقًا لمتطلبات فئة القناة.
3. تجريف السطح
تقوم آلة الحفارة المجهزة بـ ECS900 بتجريف الطمي السطحي. بتوجيه من لوحة طرفية ECS900 المثبتة في الكابينة، يمكن للمشغل أداء عمل دقيق على الطمي السطحي.
4. التكسير في نقاط ثابتة
بعد استبدال الحفارة المجهزة بـ ECS900 بمطرقة تكسير، يمكنها أداء تكسير في نقاط ثابتة على الكتلة الصخرية الكاملة أو الصخور الكبيرة. باستخدام ECS900 وبتوجيه عالي الدقة بالرجوع إلى البرنامج، يمكن تكسير الكتلة الصخرية تحت الماء أو الصخور الكبيرة بدقة في تسلسل التشغيل.
5. حفر واضح إلى الارتفاع المحدد
بعد التكسير إلى أحجار صغيرة، يقوم المشغل بعد ذلك بإزالة الرواسب إلى الارتفاع المحدد (بما في ذلك الطمي، وما إلى ذلك) ونقل الطمي، وما إلى ذلك، خارج القناة.
النتائج
استنادًا إلى ECS900، لا يمكنه فقط إظهار نوع السفينة وتوجه حفارة التكسير في الوقت الفعلي، بل يمكنه أيضًا توفير مساعدة وتوجيه دقيقين للتشغيل الديناميكي لرأس المطرقة الكسارة والجرافة، مما يضمن دقة عمليات البناء ويمنع الحفر الفائت، والحفر الناقص، والحفر الزائد. لا يقلل الحفر من هدر القوى العاملة والموارد المادية فحسب، بل يحسن أيضًا مستوى العمليات وكفاءتها.
ملخص المشروع
لقد غير نظام ECS900 طريقة عمل الحفارات تحت الماء، مما ساعد العملاء على تقليل التكاليف وزيادة الكفاءة.
فيما يتعلق بتقليل التكاليف، يوجه نظام ECS900 المشغل للعمل بدقة عن طريق تحديد حدود التشغيل وإظهار توجيه وزاوية الهيكل ورأس مطرقة الحفارة/الجرافة في الوقت الفعلي، مما يمنع إعادة العمل بسبب الحفر الفائت، والحفر الناقص، والحفر الزائد، مما يوفر للعميل القوى العاملة والموارد المادية.
فيما يتعلق بتحسين الكفاءة، زادت كفاءة ECS900، التي يمكن تشغيلها ليلاً، بأكثر من 50٪ مقارنة بطرق البناء التقليدية. بدعم من طريقة البناء الرقمية، سيتم الانتهاء من تجريف القنوات بدقة وكفاءة وتكلفة أكبر، مما يساهم في التنمية عالية الجودة للمجرى المائي.