“只要按下按钮，疏浚船舶便可自动完成挖泥、抛泥、吹泥等一系列施工作业。以前需要4个人协作完成的工作，如今只需要1个人，工况好的话，完全可以实现‘无人疏浚’。现在夜里施工‘人停机不停’，而且还更安全、更高效。这一切都得益于我们自主研发的耙吸挖泥船智能疏浚系统。”中交疏浚所属技术研究中心自动化系统研究所负责人张红升骄傲地向前来观摩的团队介绍道。
早在2013年，中交疏浚研发团队就已着手耙吸挖泥船智能疏浚系统的自主研发工作，历经5年完成了全自动疏浚系统研发，并在“新海虎8”轮得到应用。“国外研发智能疏浚技术较早，十几年前就已经实现了高度自动化疏浚作业，在特定工况条件下，施工效能可超越人工。”张红升介绍道。受限于国外工程师对智能疏浚系统技术严格保密，中国疏浚业有几项智能疏浚关键技术一直未能有效攻克。依靠进口的智能疏浚挖泥船每转战一个新工地，都需要请国外工程师到场调试，不仅要提前预约，服务费用还高达每天两万元，这使得中方团队身处被动局面。
“核心技术是命脉，再难也要握在手中。我们一定要研究出我们自己的智能疏浚系统，结束这种窘迫局面。”张红升说。
为了打造拥有完全自主产权的智能疏浚系统，研发团队做足了功课。“当时我们收集梳理的相关资料，摞起来足足有1米厚。”张红升比画着说。要研发智能疏浚系统，首先要研究自动控制技术。研发团队收集了国内外大量船舶、工程机械相关资料，甚至还从汽车、飞机的相关技术中寻找灵感。
突破自动控制技术也只是第一步，研发团队还要把它应用到疏浚船舶上，这就要求大家对疏浚施工足够了解。为了能让控制系统更加智能地应对更多施工工况，研发团队还要掌握更多的疏浚施工数据。为此，在上航局的大力支持下，研发团队梳理了近10年来的人工施工工艺和经验，并在此基础上开展相关机理研究和大量的试验。
耙吸挖泥船所施工的海底高低起伏，这就要求智能疏浚系统能够根据海底高程，自动控制耙唇角度和泥泵转速等来达到最大施工效率。仅仅为实现这一目标，自动化团队就至少做了3个月实验。功夫不负有心人，经过不计其数的参数调整及大量的数据研究，团队终于设计出了一整套的自动控制算法。然而项目团队却不止步于现状，在某次观察时，他们发现耙臂姿态控制精度虽然满足了智能系统要求但还有进一步的提升空间，尤其是收放效率还有待提高。“我们的算法一定要超越国外。”张红升给团队成员打气。
接下来的日子里，研发团队又尝试了多种优化控制算法，历经数次紧锣密鼓的实验，设计出了耙臂姿态全自动自适应控制算法，并引入了智能PID控制器，最终实现了耙臂姿态的完美控制和高效收放，控制效果远超国外智能疏浚系统。又经过三年奋斗，研发团队终于在2021年成功攻克了智能疏浚核心技术，完成了智能疏浚系统自主研发。
今年，中交集团投资建造的1.5万方天然气挖泥船也将配备该系统，建成后将第一次在国内实现典型工况条件下的“无人疏浚”功能。
（实习编辑：新闻中心孔德吉）
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来源：中交疏浚
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