自動化技術是解決勞動力短缺問題的關鍵。相關技術企業(yè)在這一方面投入頗多,也取得了不少成果。

隧道地下導航和自主定位

自主導航和定位對于無人化和智能化施工設備來說是至關重要的,但由于地下無法使用GPS衛(wèi)星定位,在地下進行導航和定位非常困難。為了解決這一問題,東京大學的研究人員正在研發(fā)一種名為μ介子度量無線導航系統(tǒng)(MuWNS)的定位系統(tǒng);而美國肯塔基大學的研發(fā)團隊則在嘗試利用激光雷達+自動駕駛算法,實現(xiàn)地下環(huán)境中的自主定位與導航。

氣壓沉箱遠程操控系統(tǒng)

氣壓沉箱施工往往存在人工挖土作業(yè)空間小、氣壓高、危險性大等問題,由于遠程操控時攝像機視角和清晰度受限,對于操控人員的經(jīng)驗和能力要求較高。

由此,日本技術企業(yè)開發(fā)了名為DeepX GeoViz for Caisson的自動化控制系統(tǒng),該系統(tǒng)可以讓操作人員在虛擬空間中以任意視角觀測施工現(xiàn)場,并在系統(tǒng)輔助下進行操作,提高工作效率。

列車式自動巡檢機器人

大型強子對撞器(LHC)是一個位于歐洲地下的龐大地下結構,整個設施總長達60 km,內部充滿了高度敏感的實驗設備,對隧道結構的檢查是困難、緩慢且復雜的過程。

為解決這一問題,運維部門開發(fā)了一種沿著隧道頂部的軌道運行的自動巡檢機器人,在完全不影響試驗設備的同時,有效地提升了檢查工作的效率。

轉向控制輔助系統(tǒng)

目前,盾構操作人員主要通過手動調整油缸等方式來進行盾構轉向,轉向的精度很大程度上取決于操作員的經(jīng)驗。海瑞克公司針對這一問題研發(fā)了一套自動化的盾構轉向輔助系統(tǒng),通過控制算法,這套轉向輔助系統(tǒng)可以同時操作所有油缸,操作人員只需要對這個推力中心的位置進行調整,就能通過算法自動給盾構的油缸下達對應的控制指令。

無人化無軌臺車

隨著技術的發(fā)展,用于隧道內水平運輸?shù)臒o軌臺車在性能與功能上都得到了極大的改進。瑞士Kerenzerberg隧道升級項目中使用的VirtuRail無人無軌臺車配備了獨特的動力系統(tǒng)和控制程序,這些車輛可以作為獨立的無人運輸車運行,也可以連接在一起組成1輛自動列車,靈活地滿足了施工現(xiàn)場不同的運輸需求。

四足機器人Spot用于現(xiàn)場巡檢

機器人可以有效減少人員風險,然而地下工程環(huán)境復雜,普通輪式機器人的活動會受到嚴重限制。智利丘基卡馬塔地下采礦場和英國倫敦輸電隧道網(wǎng)都選用了四足機器人Spot來負責運維巡檢,這種機器人的系統(tǒng)兼容性強大,續(xù)航能力優(yōu)秀,具備摔倒后自主重新站立的能力。

(摘自 隧道網(wǎng)微信公眾平臺 2024-03-20)