【鐵甲網(wǎng) 原創(chuàng)】隨著科技的不斷進步,5G、AI人工智能、3D數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星導航定位等先進技術不斷應用于工程機械領域,尤其是近幾年來,工程機械無人駕駛技術多點開花,發(fā)展很快,最近徐工、三一組織的路面機械無人機群投入施工現(xiàn)場,為路面機械施工帶來革命性的變化與進步,完美展現(xiàn)出無人駕駛設備的優(yōu)秀性能和精準控制,無人駕駛技術已經成為工程機械發(fā)展的趨勢。早先國外的戴納派克和國內的山河智能分別推出過小型遙控壓路機和小型遙控挖掘機,而現(xiàn)在國內無人駕駛機械種類就多了,有挖掘機、壓路機、攤鋪機、礦用卡車、推土機、建筑塔吊等,三一、徐工、山推、中聯(lián)重科等國內工程機械領頭企業(yè)都在研發(fā)和生產。
無人駕駛技術分為兩種:一種是遠近程遙控,實現(xiàn)施工現(xiàn)場的無人化作業(yè);另外一種是無需遙控,通過對施工現(xiàn)場、無人駕駛機械的參數(shù)設置,讓機械智能、自主地完成各項施工任務。無人駕駛路面機械也分為兩種:一種是無人單機攤鋪機或壓路機;一種是無人機群。無人駕駛機械適合機場、大壩、高速公路、危險地域(塌方、高溫、寒冷、爆炸、核化污染等)和軍用,主要是工程規(guī)模大、施工質量要求標準高、施工現(xiàn)場相對規(guī)整、施工工期延續(xù)時間長的大型工程,優(yōu)點是能夠保證施工現(xiàn)場的人員和財產安全,操作更加舒適,減輕勞動強度,降低人力、材料和能源成本,自主生成詳盡的施工技術數(shù)據(jù),有效提高施工精度和質量,有效縮短工期提高生產效率。
無人駕駛技術系統(tǒng)一般包括局域地面基站、通訊交互系統(tǒng)、智能避障系統(tǒng)、車載控制系統(tǒng)、施工現(xiàn)場及路徑規(guī)劃系統(tǒng)、施工現(xiàn)場工況采集系統(tǒng),利用了無線通訊(微波、5G)、高精度定位、智能控制、傳感等技術。雖然無人駕駛技術是工程機械發(fā)展的方向,也在工程項目上得到實際驗證,但是從技術和外界條件方面講還是具有局限性:
1. 使用成本高。
無人駕駛壓路機、攤鋪機與普通壓路機、攤鋪機相比,成本肯定會高出很多,這對用戶來說是一個考驗,尤其是成套的機械絕非一般用戶買得起的。如果用戶對自己的壓路機、攤鋪機進行智能化改造,以壓路機為例,需要設計安全防護系統(tǒng),改造轉向系統(tǒng)、油門系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)和壓實檢測系統(tǒng),需要安裝車載控制器、雷達、攝像頭、高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)、各種傳感器等,再加上基站的設置,改造成本需以數(shù)十萬元計,且難以保障系統(tǒng)性能穩(wěn)定。
2. 對施工人員技術素質要求較高。
無人駕駛系統(tǒng)涉及通訊、定位、測量、控制等相關技術,操作人員需要了解掌握計算機和機械的基本知識,接受廠商的系統(tǒng)培訓后才能獨立操作無人駕駛機械。而實際情況是現(xiàn)有的操作人員大多文化水平較低,計算機方面的知識學習掌握有一定的難度。
無人駕駛系統(tǒng)也需要日常維護甚至維修,對于裸露于車身外部的器件,應定期進行防塵、防水處理,故障部件需要拆卸、檢查、維修和安裝,且拆卸和安裝有一定要求,基站線路需要做好防火措施,因此需要配備掌握這方面知識的維修人員,僅靠廠商遠水解不了近渴。
3. 衛(wèi)星導航定位技術的誤差,影響壓路機作業(yè)安全。
有數(shù)據(jù)表明,衛(wèi)星導航載波相位差分(RTK)動態(tài)定位誤差分布在2.5cm,疊加控制精度的誤差,整體的軌跡控制容錯范圍大致在5-10cm,這些誤差的存在,將給無人駕駛壓路機貼邊碾壓造成安全隱患,因此施工現(xiàn)場的貼邊碾壓還需要人工操作壓路機。
4. 衛(wèi)星信號受障礙阻隔,基站覆蓋距離受限。
基站必須建立在空曠的地帶,最好是地勢較高的地帶,基站附近不能有高層建筑,否則會影響GPS接收衛(wèi)星的信號?;九c施工地的距離不能超過3公里,在基站地理位置較好的條件下有效覆蓋范圍可達5-10公里。山區(qū)施工受到山體的阻隔,衛(wèi)星信號響應的有效距離會減小?;旧系陌l(fā)射天線與壓路機之間不能有大的障礙物,否則影響通訊質量。
5. 影響就業(yè)或再就業(yè)。
工程機械駕駛人員多以農民工為主體,無人化駕駛必然減少人員使用量,在一定程度上影響農民工的就業(yè)或再就業(yè),不適合現(xiàn)在的國情。
6. 施工場地不規(guī)整,限制了無人駕駛機械的使用。
由于各地經濟發(fā)展水平、建設標準等不統(tǒng)一,山區(qū)受地勢地況條件限制,導致省、縣、鄉(xiāng)級公路不規(guī)整較多,尤其是縣、鄉(xiāng)級公路,不利于無人駕駛機械的使用,而且也不適合公路小面積、短距離的修補養(yǎng)護。
無人駕駛機械的出現(xiàn),是工程機械走向智能化、智慧化的重要表現(xiàn),也是工程機械領域重要的革命性的變化,也會給工程施工方法帶來變革,未來的施工作業(yè)也將走向智能化、智慧化,作業(yè)過程更加精準和高效。徐工、三一等工程機械大型企業(yè)已經開始在智能制造方面積累經驗,探索蓄積技術,為以后的無人駕駛技術發(fā)展與完善打下基礎??傊F(xiàn)在無人駕駛技術的應用說明我們有能力將若干先進技術運用于工程機械領域,但由于相關技術不完善還在研發(fā)驗證,市場應用條件不成熟,短時間內難以大規(guī)模推廣,無人駕駛技術形式上的意義還是大于實際意義。
原創(chuàng)文章,作者:侯宇輝。作者系天津市薊州區(qū)公路工程處,天津鑫路橋建設工程有限公司。本文系鐵甲網(wǎng)原創(chuàng),轉載請注明出處,感謝您的閱讀與關注。歡迎大家積極投稿,審核通過后署名發(fā)布,投稿郵箱:market@cehome.com
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