近日,“交通建設九號”多功能智能環保鋪排船正“開足馬力”在長江入海口進行著鋪排作業。自動錨泊定位和系泊控制系統正在調整方向與位置。鋪排控制系統、機械臂式充灌控制系統等子系統間正在數據交互……

上天有“神舟”,入地有“盾構”。站在百年未有之大變局的十字路口,在海洋工程建設領域,由中交上航局上海交建公司設計建造的多功能智能環保鋪排船“交通建設九號”和“交通建設十號”以其智能化、高效化與適應性,化身“海底特種兵”,正成為我國海洋工程建設領域的新標桿,為國家戰略實施和海洋強國建設注入強大動力,創造著新的“蔚藍之夢”。

從概念到實踐,實現水工智能化無人作業成為可能

要保持在海面上進行高難度的工程作業,海水流動、海底情況、海面風力、精細作業等對作業施工都有著極高的要求。多重技術難點以及復雜多變環境讓水工作業施工需要引入智能化設備從而提高施工質量。為此,中交上航局上海交建公司開發應用了鋪排作業自動控制系統,將智能化從概念轉化到鋪排船作業中。

走進“交通建設九號”多功能智能環保鋪排船艙體內,核心操作室恍若高科技指揮中心。大屏幕上,可以看到自動錨泊定位、鋪排控制系統、機械臂式充灌控制系統相互交互,協同控制完成鋪排作業全過程。

在復雜海底地形中進行作業,要求每一寸防護層都要與多變的海床完美契合,每一次操作都精準把控。而云臺多波束鋪排可視化系統、SCADA系統(鋪排船設備智能交互系統)提供了穩定可靠的保障。

砂肋軟體排鋪設、混凝土連鎖片排鋪設、袋裝砂充灌筑堤等任務在智能化系統的加持下如虎添翼。憑借其116.6米的船長、25米的型寬和6.3米的型深,多功能智能環保鋪排船能夠輕松應對沿海淺灘、深水港等不同環境條件下的圍堰造陸、水上建筑物工程。

水深數據實時對水下地形進行重構,構建鋪排船作業三維可視化系統,實現鋪排軸線軌跡實時顯示、施工精準定位、排布可視化。普通鋪排船在進行軟體排鋪設時,遇到的最大難題就是精度控制和效率。然而應用了智能化系統后,“交通建設九號和十號”不僅能實現精準鋪設,還能大大縮短施工周期。

據悉,多功能智能環保鋪排船設計日產能從3000平方提高到20000平方。其中,多功能智能環保鋪排船安置了3臺800kw主機、6臺90kw泥泵,配備6臺自動機械臂。普通鋪排船沖灌2000方砂需要7小時,而現在只需要1.6小時,大大降低了人工成本。此外,相較于傳統鋪排船,多功能智能環保鋪排船除了基本的鋪設功能外,還預留了用于“沉箱拋石”“打設水上排水板”的改造空間與接口,能夠根據不同的工程需求進行靈活調整,進一步增強了市場適應性。

從傳統到創新,水工綠色化航船正行穩致遠

當前,裝備制造綠色化轉型如火如荼,加之海洋環境保護迫在眉睫,催生了“交通建設九號”和“交通建設十號”在綠色環保上邁出變革步伐。為積極響應國家“雙碳”戰略目標,最新一代智能環保鋪排船在設計建造過程中充分考慮了綠色可持續發展和環境保護。

走在船艙內,清晰可見一套套設備、儀器精準化運轉。綠色船舶附加標志符號十分醒目,電力驅動更顯科技環保。據了解,多功能智能環保鋪排船嚴格按照中國船級社綠色船舶要求進行設計,助航輔助設備采用全電力驅動,選用的發電機組大氣污染物排放標準達到國家第二階段排放標準(C2),有效減少了對環境的污染。

顯示器上的能耗管理系統實時監控耗能,分析各系統運轉情況,為優化能耗管理及施工工藝提供了數據參考。借助智能化系統的適時判斷,除助航輔助設備采用全電力驅動外,全船大負荷施工機械、高耗能設備,如各類絞車、泥漿泵、高壓沖水泵等均采用變頻驅動,通過無級調速,避免能量過度消耗。

值得一提的是,為更好地保護海洋生態環境,“交通建設九號”和“交通建設十號”有效平衡了強大作業能力、高效施工效率與海洋生態保護的“力度”,通過采用環保材料和噪聲抑制技術,在施工作業的同時保護了海洋生態安全。

從突破到引領,水工產業化升級提質飛躍

水工裝備因其高技術含量、高資金投入及伴隨的高風險特性而備受矚目。過去,歐美國家在研發設計以及關鍵設備的制造方面占據主導地位,顯示出強大的技術壟斷優勢。如今,借助人工智能、大數據分析及云計算等前沿科技的力量,我國水工裝備也在不斷突破瓶頸。

設計、研發與調試的過程中,研發團隊和技術人員便是在一根根管子排查,一個個元器件核對,比較參數、核實數據、查閱資料的情況下,持續鏖戰到凌晨,在一個個難關攻克中取得了實質性成果,使之成為國內噸位最大、自動化程度最高、智能化最完善、鋪排寬度最大的多功能鋪排船,填補了多項國內多功能智能環保鋪排船的空白,被業界專家稱之為“國之重器”。

裝備與系統實現自研升級,關鍵技術和設備都需要依賴進口的局面已經不復存在。最大鋪排寬度達54米,最大鋪排長度達300米,充灌能力達到1000立方米/小時。在上海洋山深水港、寧波舟山港、上海國際航運中心等國家重點港口項目中,“交通建設九號”和“交通建設十號”高效完成了任務,保障了碼頭和防波堤的穩定性。

如今,多功能智能環保鋪排船已在多個項目中成功應用,標志著我國在海洋工程裝備領域實現了全新的技術引領。在這“深海作戰平臺”的支撐下,無論是江河水域、沿海淺灘,還是深水港等不同環境條件,吹填造陸、圍堰筑堤以及水上建筑物工程的鋪排已“不在話下”。

隨著智能化、綠色化技術和多作業場景適應的深入應用,新一代多功能智能環保鋪排船將在更多工程中發揮核心作用,助力中國水工建設邁向世界一流水平。這一海洋強國建設的中流砥柱,將為我國經濟社會發展和海洋生態環境保護夯下更加堅實的根基。

(新媒體責編：wa123)