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随着我国经济社会的发展,涉及水环境改善的项目越来越多,项目的设计需要开展水下地形测绘。在自然资源管理方面,国家积极倡导利用大数据为经济建设服务,对于各种河沟湖泊也应获取相关数据,水深测量是一种必不可少的数据来源。
4 D9 f( T$ L, k7 g 传统的水深测量作业中,在深水区一般采用单波束或多波束测深系统,需要采用有人操控的船舶作为平台,由于船体体积大、吃水深,无法实现浅水区测量; 在浅水区通常采用测深杆或测深锤等方法,一般结合工作船、橡皮艇、竹筏等运载工具,但是存在搁浅、侧翻等安全风险,作业效率也非常低下; 在非通航水域没有运载工具的情况下,为获取地形数据,工作人员只能涉水测量,作业劳动强度大、工作效率低、安全隐患大,尤其在潮间带和淤泥区域作业危险性更大。 * w* D5 h6 x6 w
随着人工智能、无线通讯、自动传感器等技术的不断进步,出现了无人船测深系统。由于无人船灵活高效、吃水浅,降低了人员的安全风险,因此在浅水河道测量中有着独特的优势,受到越来越多的关注。 4 v$ \* u5 u9 E
一、无人船测深系统怎么样?
! A) g6 m( m/ k* \ 1.1 无人船测深系统组成
1 o4 P* t( l0 C+ J% a& ^ 无人船测深系统包括硬件和软件两大部分。硬件主要包括定位设备、测深设备、无人船体、动力推进设备等,软件主要包括智能导航软件、通讯控制软件、数据 采集软件、数据处理软件等。 0 A! y _' J6 l" N& }
与传统有人船测深相比,无人船通过配备的定位系统和智能导航软件,在规划好测线后可实现自主导航测深,特别是一些非通航河道和浅水河道,无人船可大幅度提高数据采集的效率。无人船通过岸基通讯控制系统实现无人船远程控制, 必要时也可以人工操控以保证安全。
5 ? ?0 C# O; X 1.2 应用分析
8 ?6 w6 y3 E2 M' [+ f 1) 要保证无人船与控制站的通讯良好。作为无人船的岸基控制单元,控制站尽量选择地势较高且相对空旷区域,否则容易产生通讯中断无人船无法跟踪的隐患。为确保安全,在河道作业范围的上下游安排作业人员进行瞭望,以保证设备安全。
# N5 O. \; T/ E2 K4 ~ 2) 在进行设备参数设置时,应按照规范要求进行水深的检测比对。由于水体声速对测深结果存在影响,不同水温和盐度下水体声速存在差异,特别是海水和淡水中的声速差异较大,因此有必要对测区的声速进行测定,以保证水深测量结果的准确性。
3 |$ n% }+ I, Y I/ @- M 3) 对于无人船的作业区域应有充分的踏勘调 查。虽然无人船能够实现智能导航测量,但由于船体轻、发动机推力有限,水底下的渔网或水草可能会困住船体,影响设备安全,因此在测量过程中仍须实时监控行船区情况,在渔网和水草密集区域建议人工控制。 / e7 @. w/ v# }" e% K X3 s
总之,无人船测深系统具有灵活智能、安全高效的特点,是对载人船水深测量的一个有效补充,在浅水河道测量中能够取代传统方法,具有明显的优势,可为工程提供可靠的成果。无人船体积小、便于携带,船体较轻导致船体姿态容易受水流和风浪的影响,建议选择合适的天气进行测深作业,在测量水流较急、水深较深的项目时,尤其注意船体姿态对测深成果的影响。 / }6 \/ L& W) @8 b: D, t/ O
二、无人船监测设备有多重? / Z9 t: K* o5 n
这个问题的范围比较广泛,首先要明确使用无人船监测什么东西,比如水质、沙子、油污等。监测水质的可以搭配水质传感器。水质传感器的重量为350g。 " a: ^% K' [9 w+ x
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测流仪可以搭配ADCP,该设备的重量为8kg. 8 o0 \% Y8 y5 j9 Q1 L" B% B! R& r
5 {$ r( ?2 @' w; I" P. U* p 想了解更多的无人船知识,欢迎多多关注雪窦智造。 . n6 A% i( h, `9 o; T9 e1 y9 c
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