【鐵甲網(wǎng) 原創(chuàng)】隨著科技的不斷進(jìn)步,5G、AI人工智能、3D數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位等先進(jìn)技術(shù)不斷應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域,尤其是近幾年來,工程機(jī)械無人駕駛技術(shù)多點(diǎn)開花,發(fā)展很快,最近徐工、三一組織的路面機(jī)械無人機(jī)群投入施工現(xiàn)場,為路面機(jī)械施工帶來革命性的變化與進(jìn)步,完美展現(xiàn)出無人駕駛設(shè)備的優(yōu)秀性能和精準(zhǔn)控制,無人駕駛技術(shù)已經(jīng)成為工程機(jī)械發(fā)展的趨勢。早先國外的戴納派克和國內(nèi)的山河智能分別推出過小型遙控壓路機(jī)和小型遙控挖掘機(jī),而現(xiàn)在國內(nèi)無人駕駛機(jī)械種類就多了,有挖掘機(jī)、壓路機(jī)、攤鋪機(jī)、礦用卡車、推土機(jī)、建筑塔吊等,三一、徐工、山推、中聯(lián)重科等國內(nèi)工程機(jī)械領(lǐng)頭企業(yè)都在研發(fā)和生產(chǎn)。

無人駕駛技術(shù)分為兩種:一種是遠(yuǎn)近程遙控,實(shí)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(jī)械的參數(shù)設(shè)置,讓機(jī)械智能、自主地完成各項(xiàng)施工任務(wù)。無人駕駛路面機(jī)械也分為兩種:一種是無人單機(jī)攤鋪機(jī)或壓路機(jī);一種是無人機(jī)群。無人駕駛機(jī)械適合機(jī)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(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)是能夠保證施工現(xiàn)場的人員和財(cái)產(chǎn)安全,操作更加舒適,減輕勞動強(qiáng)度,降低人力、材料和能源成本,自主生成詳盡的施工技術(shù)數(shù)據(jù),有效提高施工精度和質(zhì)量,有效縮短工期提高生產(chǎn)效率。

無人駕駛技術(shù)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(shù)。雖然無人駕駛技術(shù)是工程機(jī)械發(fā)展的方向,也在工程項(xiàng)目上得到實(shí)際驗(yàn)證,但是從技術(shù)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(jī)、攤鋪機(jī)與普通壓路機(jī)、攤鋪機(jī)相比,成本肯定會高出很多,這對用戶來說是一個考驗(yàn),尤其是成套的機(jī)械絕非一般用戶買得起的。如果用戶對自己的壓路機(jī)、攤鋪機(jī)進(jìn)行智能化改造,以壓路機(jī)為例,需要設(shè)計(jì)安全防護(hù)系統(tǒng),改造轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、油門系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)和壓實(shí)檢測系統(tǒng),需要安裝車載控制器、雷達(dá)、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(shè)置,改造成本需以數(shù)十萬元計(jì),且難以保障系統(tǒng)性能穩(wěn)定。
2. 對施工人員技術(shù)素質(zhì)要求較高。
無人駕駛系統(tǒng)涉及通訊、定位、測量、控制等相關(guān)技術(shù),操作人員需要了解掌握計(jì)算機(jī)和機(jī)械的基本知識,接受廠商的系統(tǒng)培訓(xùn)后才能獨(dú)立操作無人駕駛機(jī)械。而實(shí)際情況是現(xiàn)有的操作人員大多文化水平較低,計(jì)算機(jī)方面的知識學(xué)習(xí)掌握有一定的難度。
無人駕駛系統(tǒng)也需要日常維護(hù)甚至維修,對于裸露于車身外部的器件,應(yīng)定期進(jìn)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(yuǎn)水解不了近渴。

3. 衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的誤差,影響壓路機(jī)作業(yè)安全。
有數(shù)據(jù)表明,衛(wèi)星導(dǎo)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(jī)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(jī)。
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。基站與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(dá)5-10公里。山區(qū)施工受到山體的阻隔,衛(wèi)星信號響應(yīng)的有效距離會減小?;旧系陌l(fā)射天線與壓路機(jī)之間不能有大的障礙物,否則影響通訊質(zhì)量。

5. 影響就業(yè)或再就業(yè)。
工程機(jī)械駕駛?cè)藛T多以農(nóng)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(nóng)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(jī)械的使用。
由于各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等不統(tǒng)一,山區(qū)受地勢地況條件限制,導(dǎo)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(jī)械的使用,而且也不適合公路小面積、短距離的修補(bǔ)養(yǎng)護(hù)。

無人駕駛機(jī)械的出現(xiàn),是工程機(jī)械走向智能化、智慧化的重要表現(xiàn),也是工程機(jī)械領(lǐng)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(zhǔn)和高效。徐工、三一等工程機(jī)械大型企業(yè)已經(jīng)開始在智能制造方面積累經(jīng)驗(yàn),探索蓄積技術(shù),為以后的無人駕駛技術(shù)發(fā)展與完善打下基礎(chǔ)??傊?,現(xiàn)在無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用說明我們有能力將若干先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用于工程機(jī)械領(lǐng)域,但由于相關(guān)技術(shù)不完善還在研發(fā)驗(yàn)證,市場應(yīng)用條件不成熟,短時間內(nèi)難以大規(guī)模推廣,無人駕駛技術(shù)形式上的意義還是大于實(shí)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(shè)工程有限公司。本文系鐵甲網(wǎng)原創(chuàng),轉(zhuǎn)載請注明出處,感謝您的閱讀與關(guān)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