在我國(guó)華南有一條全長(zhǎng)134.2公里的運(yùn)河航道，設(shè)計(jì)年單向通過(guò)能力為8900萬(wàn)噸，這是新中國(guó)成立以來(lái)第一條連通江海的大運(yùn)河。每年的雨季，大量泥沙被帶到河流中，使得河底淤泥堆積，航道部門(mén)需定期對(duì)河道開(kāi)展水下破碎、清挖等疏浚施工，以保障航道安全暢通。

項(xiàng)目背景

航道疏浚在整體工期上易受各種不確定因素影響，同時(shí)又面臨日均2.5萬(wàn)m3的疏浚強(qiáng)度，傳統(tǒng)工藝的施工效率瓶頸亟待突破。為此，客戶單位引入中海達(dá)挖掘機(jī)3D引導(dǎo)系統(tǒng)，通過(guò)北斗高精度定位技術(shù)與多軸慣性導(dǎo)航技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)鏟斗軌跡厘米級(jí)動(dòng)態(tài)修正，為工程按期甚至提前竣工提供了關(guān)鍵技術(shù)保障。

痛點(diǎn)分析

成本高：運(yùn)河航道疏浚精度要求高，而傳統(tǒng)人工放樣需多人協(xié)助，不僅難以滿足精度要求，且易返工，存在效率低、油耗高、安全隱患多等問(wèn)題，嚴(yán)重影響工期及成本。

盲區(qū)作業(yè)：水下清淤、夜間施工依賴人工經(jīng)驗(yàn)，需多人配合，且存在超挖、漏挖、欠挖等風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法避免重復(fù)施工。

作業(yè)痕跡難以追蹤：受水流、天氣、光線等多因素的影響，在河道工作難以實(shí)現(xiàn)軌跡的追蹤，作業(yè)質(zhì)量無(wú)法保障。

實(shí)施方案

針對(duì)上述施工痛點(diǎn)，施工單位決定采購(gòu)中海達(dá)挖掘機(jī)3D引導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)高穩(wěn)定GNSS信號(hào)與高精準(zhǔn)度的傳感器結(jié)合，可在施工過(guò)程中，計(jì)算鏟斗斗齒實(shí)時(shí)、精確的三維位置數(shù)據(jù)，為挖掘機(jī)施工提供厘米級(jí)的精準(zhǔn)引導(dǎo)，防止工作區(qū)域內(nèi)的欠挖或多挖；同時(shí)，駕駛艙內(nèi)的平板終端可動(dòng)態(tài)顯示三維設(shè)計(jì)圖與鏟斗位置，操作員即使在水下或夜間作業(yè)，也能精準(zhǔn)調(diào)整挖機(jī)姿態(tài)，徹底告別“憑經(jīng)驗(yàn)施工”的粗放模式；此外，系統(tǒng)可按照設(shè)計(jì)文件以及現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)調(diào)整鏟刀姿態(tài)，即使作業(yè)處于視覺(jué)盲區(qū)，也能清晰洞察鏟刀的實(shí)時(shí)狀況，讓施工過(guò)程可視化，可實(shí)時(shí)掌握施工進(jìn)度和質(zhì)量，依次更加靈活、迅速地調(diào)整施工節(jié)奏。

針對(duì)航道疏浚這一作業(yè)場(chǎng)景，該系統(tǒng)采用專業(yè)防水設(shè)計(jì)，強(qiáng)化傳感器密封防護(hù)與線纜冗余保護(hù)體系，大幅降低在超深水下作業(yè)時(shí)因進(jìn)水、線纜磨損等問(wèn)題而導(dǎo)致停機(jī)維修的概率，進(jìn)而減少設(shè)備維護(hù)成本和作業(yè)中斷帶來(lái)的停工。

作業(yè)過(guò)程

設(shè)備清點(diǎn)與硬件安裝

項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)前，中海達(dá)專業(yè)技術(shù)交付團(tuán)隊(duì)會(huì)先與客戶按照清單核對(duì)產(chǎn)品套件數(shù)量，并在硬件實(shí)施安裝與軟件調(diào)試過(guò)程中，為現(xiàn)場(chǎng)工作人員提供專業(yè)技術(shù)支撐服務(wù)。

軟件安裝及精度核驗(yàn)

當(dāng)所有硬件安裝完成后，中海達(dá)工作人員在平板中安裝軟件后，向客戶介紹軟件界面的操作步驟，并按照指示配置主控盒以及4個(gè)位置的角度傳感器，確保軟硬件連接成功。

在甲方驗(yàn)收環(huán)節(jié)中，通過(guò)RTK核驗(yàn)鏟斗中間點(diǎn)，判斷是否與平板上的鏟斗中點(diǎn)坐標(biāo)一致，確保岸上校準(zhǔn)滿足±3cm以內(nèi)，水上校準(zhǔn)滿足±5cm以內(nèi)。

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)

測(cè)量人員可通過(guò)文件導(dǎo)入/手動(dòng)錄入/云端下發(fā)等方式，將設(shè)計(jì)文件保存到系統(tǒng)中，機(jī)械操作員根據(jù)軟件的實(shí)時(shí)引導(dǎo)，能掌握挖斗當(dāng)前的水下位置、角度。這種工作模式既避免了測(cè)量人員冒險(xiǎn)進(jìn)行水下勘測(cè)，也消除了操作員依靠經(jīng)驗(yàn)判斷開(kāi)挖精度的不確定性，顯著提升了航道疏浚作業(yè)的安全性和精準(zhǔn)度。

對(duì)此，現(xiàn)場(chǎng)的挖掘機(jī)操作師傅深有體會(huì)：“整體工期太緊張了！之前刷坡、疏浚要靠人工去測(cè)量，很多時(shí)候只能憑經(jīng)驗(yàn)，效率十分低下不說(shuō)，還很容易出錯(cuò)，返工幾率大。還有在疏浚過(guò)程中，水下盲區(qū)的作業(yè)難度十分大。自從有了這個(gè)系統(tǒng)，活能更快更好地完成！”

成果展示

在該運(yùn)河的疏浚施工中，中海達(dá)挖掘機(jī)3D引導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用成效體現(xiàn)在三大方面：

成本優(yōu)化：從生產(chǎn)力指標(biāo)來(lái)看，由傳統(tǒng)的每小時(shí)82m3提升至每小時(shí)147m3，單位時(shí)間內(nèi)完成的疏浚工程量大幅增加。在燃料消耗方面，從每小時(shí)20升降低至11升，減少了能源浪費(fèi)。同時(shí)，完成相同疏浚任務(wù)的整體時(shí)間從54分鐘縮短至29分鐘，綜合提升了挖掘機(jī)在運(yùn)河疏浚作業(yè)中的效率和性能。

效率提升：支持24小時(shí)輪班作業(yè)，在人員輪班時(shí)施工任務(wù)無(wú)縫銜接，快速上手，無(wú)需反復(fù)測(cè)量，清淤效率提升79.82 %，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度追趕與工期壓縮。

質(zhì)量保證：通過(guò)精確的軌跡追蹤，系統(tǒng)自動(dòng)判斷施工作業(yè)是否達(dá)到質(zhì)量要求，既可挖得快，還能挖得準(zhǔn)。

項(xiàng)目總結(jié)

航道拓寬疏浚對(duì)提高運(yùn)輸效率和降低運(yùn)輸成本意義重大，中海達(dá)挖掘機(jī)3D引導(dǎo)系統(tǒng)以北斗高精度定位+智能施工算法的“硬實(shí)力”，成為工程團(tuán)隊(duì)手中的“疏浚利器”，以厘米級(jí)精度與全天候作業(yè)能力，為疏浚場(chǎng)景插上了數(shù)字化“翅膀”。