CN107543532A - 一种用于绞吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，用于解决传统测量方法带来的成本高、海况限制、数据时效性差的问题。本发明充分利用自航耙吸式挖泥船的施工特性，提供一种边疏浚施工、边测量的浚测一体化方法，在船舶施工过程中完成相应施工区域水下地形的扫测，从而实现施工区域的水深测量。本发明有效提升浚前、浚中、浚后测量的时效性，通过实时测量引导自航耙吸式挖泥船及时扫浅，从而提升了疏浚的施工效率和质量，节省测量工作的运营成本。

Description

一种用于绞吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法

技术领域

本发明涉及一种水深测量方法，具体为用于自航耙吸式挖泥船进行航道疏浚施工时的浚测一体化同步测量。

背景技术

航道疏浚指用挖泥船或其他工具在航道中清除水下泥沙的作业。航道疏浚是开发航道，增加和维护航道尺度的主要手段之一。水深是航道疏浚施工的主要技术指标，同时也是航道疏浚工程规划的主要依据之一。

自航耙吸式挖泥船是一种装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置的自航、装舱式挖泥船。挖泥时，将耙头下放至河底，利用泥泵的真空作用，通过耙头和吸泥管自河底吸入泥浆至挖泥船的泥舱中，装满泥舱后，起耙航行至抛泥区开启泥门卸泥，或直接将挖起的泥土排除舷外。

在自航耙吸式挖泥船疏浚施工开始前，需要进行浚前测量，采用测量船对疏浚区域及其边坡线一定范围内的水深和地形进行测量，测量结果是工程规划的主要依据；在施工过程中，为了控制疏浚施工质量、提高施工效率，需要进行浚中测量，测量船根据工程进展对施工区域的水深和地形进行及时测量；施工完成后，还需进行浚后测量，用测量船对疏浚区域及其边坡线进行全面的水深和地形测量，以验证本次疏浚施工的工程质量是否满足合同要求。

传统疏浚施工测量方法的问题在于：一、需要为疏浚施工配备专用的测量船艇和测量人员，在疏浚施工过程中均需频繁调用测量船艇进行施工水域水深测量，测量成本高；二、测量船受到自身条件所限，一般只能在二级海况以下才能进行测量工作，在多数情况下，需要等待海况满足测量要求。测量工作往往因为等待海况而难以进行，影响施工进度；三、施工过程中，海况不满足测量要求时，测量船将无法及时测量施工区域的水深，从而造成数据时效性差，影响工程质量和进度控制。

为了避免传统测量方法带来的海况限制、数据时效性差、成本高的问题，提升疏浚施工效率，充分发挥自航耙吸式挖泥船自航的特性，在自航耙吸式挖泥船上配备浚测一体化系统，采用边疏浚施工、边测量的浚测一体化方法实现施工同步水深测量。

发明内容

本发明提供了一种用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，用于解决传统测量方法带来的成本高、海况限制、数据时效性差的问题。本发明充分利用自航耙吸式挖泥船的施工特性，提供一种边疏浚施工、边测量的浚测一体化方法，在船舶施工过程中完成相应施工区域水下地形的扫测，从而实现施工区域的水深测量。本发明有效提升浚前、浚中、浚后测量的时效性，通过实时测量引导自航耙吸式挖泥船及时扫浅，从而提升了疏浚的施工效率和质量，节省测量工作的运营成本。

具体的，本发明提供一种用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，其包括以下步骤：

S1、在自航耙吸式挖泥船的艏部左右两侧，设置可自动升降的测量平台，测量平台内部安装多波束系统的水下换能器。

S2、船舶在施工时，左右升降平台下放至设定深度并启动多波束测量装置。

S3、测量系统对施工区域进行扫测，通过对采集数据的综合处理，实现对施工区域的浚前、浚中、浚后的水深测量。

S4、船舶在抛泥往返过程中均可对相关区域进行测量，测量结果可优化施工方案、提高施工效率。

S5、施工结束，多波束测量装置停止工作，左右升降平台收回船体内。

优选地，S1中的测量平台采用一种用于船舶井式安装的多波束测量装置的升降系统。

优选地，S1中的左右两侧多波束换能器分别倾斜安装，形成V 型阵布置。

优选地，S2中的多波束换能器集成航向角、纵横摇角度修正单元，升降平台下放到位换能器伸出船底后，无须对换能器因安装角度导致的航向角、纵横摇角度误差进行人工校准即可进行测量工作。

优选地，S2中的左右两侧多波束换能器在伸出船底板后形成左右倾斜V形布置，其有效测量覆盖面可达到水深的10倍以上。

优选地，S3中将施工区域划分为测量网格，网格大小可设置；原始测量数据以网格为逻辑记录单元进行存储，记录内容包括时间、空间坐标、水深测量数据、船舶施工状态信息、耙头施工轨迹等，根据网格内记录的多维信息，采用人工智能算法进行数据的自动清洗和处理，获得施工区域的浚前、浚中、浚后测量数据。

优选地，S3中测量系统根据测量数据以及设定值自动搜索浅点生成浅点图，并于水深测量图上予以显示，引导船舶完成扫浅工作。

本发明的优点如下所述：

本发明可在五级海况以下进行测量工作，测量精度及覆盖范围满足施工测量要求，实现施工过程同步测量，节省测量工作的运营成本。

本发明对施工区域测图网格化，网格数据多维存储，采用人工智能算法对多维数据进行处理，获得施工区域的浚前、浚中、浚后测量数据。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1自航耙吸式挖泥船浚测一体化方法步骤示意图

图2自航耙吸式挖泥船浚测一体化布置示意图

图3自航耙吸式挖泥船浚测一体化测量范围示意图

图4自航耙吸式挖泥船浚测一体化网格水深变化示意图

附图中序号含义解释如下：

1-自航耙吸式挖泥船；2-测量平台；3-多波束换能器；

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施示例对本发明的步骤及工作原理做进一步解释：

S1、如图1所示，在自航耙吸式挖泥船1的艏部左右两侧，设置可自动升降的测量平台2，测量平台2为一种用于船舶井式安装多波束测量装置的升降系统，测量平台2内部安装多波束换能器3。左右两侧多波束换能器3分别倾斜安装，形成V型阵布置。

S2、如图2所示，自航耙吸式挖泥船1疏浚施工时，左右测量平台2自动下放至设定深度，自动启动多波束测量系统，其有效测量覆盖面可达到水深的10倍以上。

S3、如图3所示，将测量区域划分为测量网格，网格大小可设置；测量系统实时获取多波束原始测量数据，包含每个波束的声程数据、能量数据、波束角数据以及水下基阵的实时航向、俯仰、横摇等数据，结合时间、空间坐标、水深测量数据、船舶施工状态信息、耙头施工轨迹等多维数据，通过人工智能算法进行数据的自动清洗和处理，获得施工区域的浚前、浚中、浚后测量数据。浚测一体化系统自动生成浅点，浅点信息来源于网格中的水深计算数据，深度未达到标准值要求的自动标注为浅点。在水深测量图上对于浅点予以标示，引导船舶完成扫浅工作。

S4、船舶在抛泥往返过程中均可对相关区域进行测量，测量结果可优化施工方案、提高施工效率。

S5、施工结束，多波束测量装置停止工作，左右升降平台收回船体内。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，其特征在于：在船舶施工过程中完成船舶下方地形的扫测，从而实现施工区域的水深测量。其包括以下步骤：

S1、在自航耙吸式挖泥船的艏部左右两侧，设置可自动升降的测量平台，测量平台内部安装多波束系统的水下换能器。

S2、船舶在施工时，左右升降平台下放至设定深度并启动多波束测量装置。

S3、测量系统对施工区域进行扫测，通过对采集数据的综合处理，实现对施工区域的浚前、浚中、浚后的水深测量。

S4、船舶在抛泥往返过程中均可对相关区域进行测量，测量结果可优化施工方案、提高施工效率。

S5、施工结束，多波束测量装置停止工作，左右升降平台收回船体内。

2.根据权利要求1所述的用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，其特征在于：S1中的测量平台采用一种用于船舶井式安装的多波束测量装置的升降系统。

3.根据权利要求1所述的用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，其特征在于：S1中的左右两侧多波束换能器分别倾斜安装，形成V型阵布置。

4.根据权利要求1所述的用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，其特征在于：S2中的多波束换能器集成航向角、纵横摇角度修正单元，升降平台下放到位换能器伸出船底后，无须对换能器因安装角度导致的航向角、纵横摇角度误差进行人工校准即可进行测量工作。

5.根据权利要求1所述的用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，其特征在于：S2中的左右两侧多波束换能器在伸出船底板后形成左右倾斜V形布置，其有效测量覆盖面可达到水深的10倍以上。

6.根据权利要求1所述的用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，其特征在于：S3中将施工区域划分为测量网格，网格大小可设置；原始测量数据以网格为逻辑记录单元进行存储，记录内容包括时间、空间坐标、水深测量数据、船舶施工状态信息、耙头施工轨迹等，根据网格内记录的多维信息，采用人工智能算法进行数据的自动清洗和处理，获得施工区域的浚前、浚中、浚后测量数据。

7.根据权利要求1所述的用于自航耙吸式挖泥船的浚测一体化水深测量方法，其特征在于：S3中测量系统根据测量数据以及设定值自动搜索浅点生成浅点图，并于水深测量图上予以显示，引导船舶完成扫浅工作。