耙吸挖泥船DP/DT控制算法研究

以耙吸挖泥船为应用背景,介绍了动力定位／动态跟踪的发展和现状,设计出基于模糊的PID控制算法来实现位置保持和按预定航迹疏浚。根据工程经验制定了符合耙吸挖泥船应用的模糊规则,同时通过Matlab及Simulink对其进行仿真。实验结果表明,该控制算法在环境力的影响下,DP／DT效果良好,满足工程实际需要。     

耙吸式挖泥船疏浚作业三维显示系统

阐述了以VC++6.0为平台,利用3DS Max工具建立耙吸式挖泥船的模型并结合OpenGL图形库开发了耙吸式挖泥船疏浚作业三维显示系统.通过对耙吸式挖泥船疏浚过程的分析,描述了各个疏浚设备运动模型之间的关系,建立了耙管旋转的向量模型,从而模拟出耙吸式挖泥船疏浚作业的过程.实船运用表明,该系统在实际工程中具有应用价值.     

耙吸挖泥船智能化疏浚控制系统

耙吸挖泥船控制系统已实现高度集成,正迅速向智能化方向发展。以参与设计和建造的6 500 m~3耙吸挖泥船为基础,从系统配置、主要功能等方面对集成控制系统方案进行介绍,并展示其在全自动疏浚控制以及"一人疏浚"方面特点,为今后智能化耙吸挖泥船的设计提供借鉴。     

自航式耙吸挖泥船疏浚性能评估系统设计*

目前耙吸挖泥船疏浚效果的评价主要依靠施工人员的常识经验，例如以牺牲大量的施工时间来换取泥沙产量的最大化，反而造成单土方成本较高。结合耙吸挖泥船厦门港实测施工数据，构建多指标疏浚性能评价体系，各性能指标的权值采用熵值法进行确定。研究表明：多指标评估体系能够更加全面、客观地反映耙吸挖泥船疏浚性能，且与挖泥船辅助决策系统的测试结果保持一致。     

ISO/TC8/WG11工作组第一次会议召开

<正>2015年6月29至30日,国际标准化组织/船舶与海洋工程技术委员会/挖泥船工作组(ISO/TC8/WG11)第一次工作组会议在京召开。ISO/TC8/WG11工作组成立于2014年,工作组召集人为中交集团上海航道局侯晓明,目前在研中的国际标准共三项:ISO/NP 20662耙吸挖泥船疏浚监控系统、ISO/NP 20661绞吸挖泥船疏浚监控系统和ISO/NP 20663抓斗挖泥船疏浚监控系统,这三项     

耙吸挖泥船多信息融合疏浚自动寻优方法研究

以耙吸挖泥船为应用背景,提出了为提高挖泥船疏浚效率而实现自动寻优的方法.在介绍挖泥船疏浚自动寻优基本功能的基础上,重点阐述了系统的软硬件构成和实现自动寻优的技术原理、特点、方法和流程,给出了具体的实施效果.航浚"1003"轮、"4011"轮和"4012"轮的实船应用表明,该技术方案使耙吸挖泥船的施工实现了集成化和智能化,疏浚效率平均提高22%.     

《挖泥船疏浚设备建造检验指南(2021)》发布

《挖泥船疏浚设备建造检验指南》基于中国船级社执行检验的绞吸式和耙吸式挖泥船的实际经验,规定了绞吸式和耙吸式挖泥船疏浚设备的安装和试验要求。对于其他结构型式的挖泥船,可参考本指南的适用部分来执行。     

长江口耙吸式挖泥船疏浚施工风险评价

为准确评价长江口耙吸式挖泥船疏浚施工风险,提升风险防控能力,运用"4M"理论对耙吸式挖泥船疏浚施工风险进行分析,确定风险评价指标体系,将集值统计与物元可拓理论相结合,构建风险评价模型,并以长江口某耙吸式挖泥船疏浚施工为例进行案例分析。结果表明:该船疏浚施工风险等级为Ⅱ级,属于一般风险。该模型的科学合理性和实际操作性在长江口耙吸式挖泥船疏浚施工风险管理工作中具有推广价值。     

基于标准化的耙吸挖泥船疏浚设备生产效率分析

针对耙吸挖泥船疏浚设备参数标准化建设与应用的问题,基于疏浚设备特性与工程经验,采用对比归纳与标准化分析的方法,建立耙吸挖泥船疏浚设备参数标准,并结合实际施工案例,进行实测与理论计算对比分析。结果表明,主要疏浚设备参数的标准化建立对疏浚设备特性的把控与疏浚效率的提升十分重要,须结合工程应用进行不断补充和完善,从而为耙吸挖泥船疏浚作业提供参考。     

绞吸挖泥船施工经济性选型分析

为合理控制投资,需根据项目施工条件合理选择疏浚船型。以绞吸挖泥船为基础,依据现行疏浚定额,分析疏浚价格组成及影响因素,通过分析不同疏浚船型在不同吹距时的价格曲线得到单价的变化趋势,找出吹距相同时的经济船型;总结得出大中型绞吸挖泥船的经济适用的疏浚工程量范围。结果表明,当吹距相同时,采用大型绞吸挖泥船成本优势明显,更适合远距离吹填;当疏浚工程量较小时,中小型绞吸船疏浚成本优势明显;当工程量大于200万m³时,大型船舶具有成本优势;当运(吹)距超过14 km时,选用抓斗挖泥船比耙吸挖泥船经济性更优。     

黏性土类航道免扫浅疏浚关键技术研究

耙吸船常规的前期大面积开挖、后期扫浅的施工方法存在后期扫浅效率低的问题,特别是针对黏性土类。由于黏性土类不易坍塌的土质特性,施工过程中形成的浅点和垄沟一旦没有被及时清除,就会随着浚挖深度增加,高差继续增大,工程后期耙吸船的扫浅难度更大。为了解决该问题,以最新研发的耙吸监测系统提供的精确挖泥功能为依托,开展了有关研究,成功实现了黏性土类航道的免扫浅施工,提高了耙吸船的施工效率。     

大型耙吸式挖泥船在浅水区疏浚工艺的应用

针对大型耙吸式挖泥船大面积浅水区施工的问题,基于船舶的施工特性及项目工况条件,探讨在水深不满足船舶设计最小吃水的环境中,利用抽舱旁通与打开前泥门装舱的方法结合疏浚集成控制系统形成的浅水区疏浚工艺进行疏浚作业的可行性。依托非洲东部某港池疏浚工程项目实践,说明浅水区疏浚工艺可以优化船舶吃水,提高大型耙吸式挖泥船大面积浅水条件下的疏浚能力。     

耙吸船艕带泥驳疏浚工艺在长江口维护施工中的应用研究

为有利于长江口深水航道的可持续性维护和发展,在借鉴已有工程实例的基础上,开展耙吸挖泥船艕带泥驳疏浚工艺在长江口应用的研究工作。综合现场模拟试验情况、长江口专用耙吸挖泥船及配套泥驳的设计性能等,对耙吸装驳工艺在长江口应用的施工工艺、施工时间和效率、施工作业条件和工况、经济效益等进行研究。结果表明该工艺技术上可行、安全有保障、经济效益明显,可在长江口航道维护疏浚中应用,并提出相关建议。     

耙吸式挖泥船及耙头耦合运动数值模拟

耙吸式挖泥船是航道与水下沟槽开挖、航道疏浚与水下挖泥等工程中广泛采用的施工设备,深水及复杂作业环境下耙吸式挖泥船的挖掘精度控制是挖泥船施工作业需解决的重要问题.在考虑风、浪、流、船舶操作力、海床反力、波浪补偿器及其滞后等影响因素的情况下,建立了耙吸式挖泥船与耙头耦合运动的数学模型,并用实船测试数据对数值模型进行检验.通过实例计算,研究不同水深和不同风、浪、流等环境因素对耙头运动的影响,为挖泥船—耙头运动的预测及超深、超宽开挖控制提供了依据.     

船池形式对下水式升船机船厢出水过程水动力特性的影响

通过比尺为1∶20的船厢出入水物理模型,系统研究船池面积和船厢出水速度对下水式升船机船厢出水水动力特性的影响。结果表明:船池与船厢间隙面积与船厢面积比β的增大可有效降低船厢出水启动力、引航道内水面最大坡降,改善船池内船厢停泊条件;结合船厢入水过程水动力特性以及工程实际,建议船池与船厢间隙面积与船厢面积的最佳比值β为1.24。     

风浪流作用下耙吸式挖泥船运动数值模拟

耙吸式挖泥船是一种在港口与航道等基建工程中广泛采用的施工设备,挖泥船施工作业需解决的重要问题是深水及复杂作业环境下耙吸式挖泥船的挖掘精度控制。因此,为预测耙吸式挖泥船与耙头的运动,并为超深、超宽开挖控制提供依据,在考虑了风、浪、流、船舶操作力、海床反力、波浪补偿器及其滞后等影响因素的情况下,建立了耙吸式挖泥船运动数学模型,用实船测试数据对数值模型进行了检验。通过实例计算,研究了不同水深和不同风、浪、流等环境因素对耙头运动的影响。     

耙吸挖泥船装舱溢流过程中非黏性泥沙沉积与冲刷的模拟

自航耙吸挖泥船(TSHD)在装舱周期中,在可能的情况下需要边施工边溢流以提高有效装载量.溢流损失量受到泥舱结构、泥沙组分等多重因素的影响,很难准确预测利用CFD方法结合非黏性泥沙冲淤的经验公式,建立了TSHD超大型泥舱(21 643.8 m3)二维沉积数学模型,利用该模型对装舱溢流过程进行了模拟,对产量、溢流损失进行了预测,预测结果与以往成熟模型的结果基本一致.在此基础上,分析了装舱过程中沉积面的变化过程、不同粒径组的冲淤特点.该模型的建立,有助于实现对泥舱水力布置和装舱效率进行研究,弥补空白.     

特大型耙吸挖泥船研制及工程应用

针对特大型耙吸挖泥船多工况、大舱容、大挖深、精确与高效控制及良好的航行性能等问题,进行船型、系列化耙头、高效泥泵、耙臂泵和控制系统的研究。采用理论研究、大比例尺模型试验、实船验证等多种研究方法,解决了限制特大型耙吸挖泥船国产化的技术瓶颈。在上述研究成果的基础上,设计建造了2艘特大型耙吸挖泥船,两船服务于我国多个重大港口航道工程,经济和社会效益显著。     

耙吸挖泥船耙头内流场分析与优化

为了提升泥浆输送效率、避免泥沙淤积,采用CFD手段对耙吸挖泥船耙头的内流场进行分析优化。通过对耙头内泥浆流动特点的分析,确定了CFD分析所用多相流模型、进出口边界等条件。根据内流场分析结果提出按流线对耙头修型的优化方案。与原方案计算对比,优化后的耙头内流场实现降低流动阻力、减少涡流的目的。     

装舱溢流施工在航道疏浚工程中的应用

装舱溢流施工工艺是耙吸挖泥船最常采用的施工方法,该方法可增大挖泥船的装舱浓度,以提高其挖泥效率、降低疏浚费用。基于装舱溢流施工工艺特点及固体颗粒在液体中的沉降运动规律研究,以工程实例为依据,分析溢流施工工艺在航道疏浚工程中的适用性。