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智能浮鼓适配库区航道 多项优势助力提档升级 ——“数跃大江 航道焕新”栏目系列报道二

2020-09-14 14:27:44 来源:w88网页登录w88优德官网中文版登录网 作者:全媒记者 周佳玲 通讯员 唐浩然 吴永锋 陈伟

初秋的三峡库区,高峡平湖,烟波浩渺,来往船舶络绎不绝。百舸千帆间,只见守卫在重庆奉节关刀峡水道的两个新型浮鼓,宛如为行轮指引方向的眼睛,在三峡山水间格外醒目。

作为长江航道的护航人,长江重庆航道局一直将确保航道安全畅通作为首要使命。在长江航运迈向高质量发展阶段的当下,如何让航标维护工作也变得智能化?该局致力于新型智能浮鼓的研究,通过浮鼓的自动收放缆、防止渣草缠绕锚缆、与数字航道系统深度融合等功能,实现航标维护工作模式的创新,助力数字航道提档升级。

新技术加持 降低工作强度

航标是船舶安全航行的重要助航设施,是标识航道方向、界限和碍航物的标志,旨在为船舶航行指示出安全、经济、便捷的航道。长期以来,长江上游地区受水流、河床等条件制约,一般采用钢质船形浮标,即通常所称的“标志船”;而长江下游地区,江面开阔、水流平稳,浮标普遍采用浮鼓形式。

长江重庆航道局局长毕方全介绍,三峡大坝175米蓄水以来,常年库区河段航道条件得到显著改善,江面放宽、水流变缓,通航条件优良,随着长江航道局“擦亮行轮的眼睛”航标专项行动启动,航运发展对航标的助航效果和作业方式提出了更高要求。

另一方面,上游地区水位落差大,收撤航标、清除航标渣草、维护保养标志船等工作成为航道人的日常,但这些传统性工作往往需要耗费大量的人力、物力及精力。如何真正让航道走向数字化、智能化?转变传统航标作业方式势在必行。

长江重庆航道局经过充分论证,决定在常年库区水域开展智能浮鼓应用试验,并于2017年启动了研究工作。

“长江上游与下游设标条件最大的不同,就是水位条件。”长江重庆航道局航标处副处长曾科伟介绍到,库区水位受三峡大坝运行调度影响较大,汛期与非汛期的水位变幅达30米,设标水深多在50米以上,给浮鼓的布设和运行带来很大的挑战。

能否实现浮鼓自动收放锚缆、状态跟踪及预警等功能?“我们通过北斗定位系统、测深仪、应变传感器等集成终端,实现机电一体化控制,可以预设浮鼓旋回半径阈值、航标水深阈值、钢缆受力阈值等多项运行参数,这些参数设置可以让浮鼓自适应水情变化,‘聪明地’自动进行收放缆。”曾科伟谈到。

时时监测浮鼓运行效果的长江奉节航道处副处长万文才笑着告诉记者,自动收放缆功能的实现,保障了浮鼓在大水位落差条件下库区航道的适用性。既能够为船舶保驾护航,也免去了航道职工因为水位涨落而调整航标的重复性工作,大大减少了基层航道职工的工作强度。“现在科技多跑路,我们少跑腿,我们也尝到了科技兴航带来的甜头咧!”

据了解,当检测到有关参数偏离预设范围时,浮鼓既可按规定程序自动调节,也可远程报警提示工作人员及时维护。此外,浮鼓检测到的实时数据可远程传输至服务器控制终端,实现遥测遥控智能化。

此外,浮鼓上还安装了360度视频监控系统,可对浮鼓周围水域进行实时跟踪监控,一旦周边航标被碰撞报警,该视频监控系统自动启动,其视频数据可作为后期索赔取证提供参考。

新工艺助力 解除汛期渣草威胁

刚刚过去的8月,长江重庆段百年一遇特大洪水过境奉节,流木、竹子等漂浮物从各支流汇入长江,被洪水裹挟着进入库区水域。

“为减少浮标旋回漂移,库区浮标均设置有首尾锚缆,汛期大量渣草会堆积在标志船的首尾锚缆上,电锯、斧头、抓钩齐上阵,清理一艘标志船往往需要一个小时左右。一旦渣草过多未得到及时清理,还有可能导致锚缆断裂、标志船流失等情况,损失惨重。”万文才感叹,“但浮鼓的应用,不但成倍减少了浮标系泊设备用量,而且解决了锚缆缠绕物这个关键难题。”

记者看到,当大量漂浮物堆积在浮鼓上时,浮鼓因为受力不均匀,就会自动旋转,从而让渣草无法挂上浮鼓。

“浮鼓的锚机设计,以及锚缆与锚链的链接都有玄机。”曾科伟通过设计图解释道。通过锚机底座横移装置的巧妙设计,不管锚缆如何回收与释放,能始终保持钢缆受力点处于浮鼓的中心位置,同时锚机上的钢缆与栓系锚石的锚链之间有转环相连,从而使得江面上的浮鼓可以360度自由旋转,以应对渣草缠绕的威胁。

“通过前几次特大洪峰的连续考验,浮鼓不会挂上过多渣草,这大大减少了我们汛期航标维护的工作量。”在万文才眼里,智能浮鼓可谓为航道人开创了一种新的工作模式。

新材料添彩 降本增效又环保

水下是4吨重的锚石和不锈钢锚缆,水面上则是蓝色的高分子材料浮具,不锈钢密封仓、浮架及标体,遥遥望去,只见库区江面上的这抹蓝赫然醒目。

“这个高分子材料的浮具看起来平平无奇,实则大有门道。”曾科伟向记者慢慢揭开了浮鼓的神秘面纱。

原来,外径长为3.5米的中酞蓝色浮具并不是一个整体,而是由分成8个半径为1.75米,内径为0.75米的扇形模块组合而成。其中任何一个模块遭到碰损,都可以实现部分快速替换及修复。

此外,该浮具采用PE高分子材料制作而成。这种材料具有优良的耐低温性能,化学稳定性好、耐腐蚀性强。不溶于一般溶剂,抗压强度高,浮鼓不易变形,也不易褪色。

曾科伟介绍,传统钢质标志船每3年需要重新油漆保养一次,整体吊运上岸维护,以确保标志船颜色鲜明和环保要求。目前长江重庆航道局辖区常年库区河段共有各类浮标460余座,不但工作量大,而且维护成本高。“如果能够全部采用智能浮鼓,将大幅减少标志船系泊设备用量和油漆保养费用,而且在水位大幅变化时,不需要出航调整浮标系缆,汛期也不必频繁清除渣草,可以节省很多燃油,更加符合长江经济带绿色发展理念。”

另一方面,浮鼓配备了太阳能供电系统,在正常光照条件下,太阳能供电系统足以满足浮鼓设备的运行需求。即使在连续60天阴雨条件下,浮鼓本身配备的供电电源也能满足电机连续运行≥120次。

从2017年开始立项,到2019年9月至2020年7月的试运行,再到现在正式投入使用,智能浮鼓不仅成为库区一道新的风景线,也成为数字航道体系中新的生力军。

目前,智能浮鼓部分数据已接入数字航道系统,下一步将实现水位测量、视频智能识别等更多功能。当更多数据与数字航道系统实现互联互通后,集成新技术、新工艺、新材料的智能浮鼓,会让行轮的眼睛更智能、更明亮。