隧道物料运输电机车无人驾驶技术研究.pdfVIP

第1期（总第226期） 2023年2月 CHINA MUNICIPAL ENGINEERING Feb. 2023 DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2023.01.013 隧道物料运输电机车无人驾驶技术研究 顾 嫣，黎 燕，郝 震 宇，刘 杰 （上海隧道工程有限公司 , 上海 200120） 摘要：施工过程中为实现隧道内物料运输的电机车无人驾驶，研究电机车无人驾驶物料运输系统的装载物识别、 避障、定位、行车调度等技术痛点和难点，从而设计系统架构和信号链接。主要是在传统电机车控制系统的基础 上，加装检测雷达传感器、条码定位传感器、光电检测传感器、视频监控系统等外围传感器；搭配电机车无人驾 驶 PLC 控制软件，使电机车具备环境感知、高精度定位、路径规划和自动控制的功能；通过技术的升级改造提升 电机车安全运营水平。这些能为国内隧道物料运输自动化与智能化发展提供应用技术的依据。 关键词：隧道物料；水平运输；电机车；无人驾驶 中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1004-4655（2023）01-0046-04 盾构法隧道施工的运输系统由水平运输和垂直 装、泥水接管以及设备维修状态时，如何精准判断 运输两大部分构成。在工程项目施工中，为解决施 运输装载物料是管片、浆液、泥水管还是其他维修 工运输难题，提高施工运输效率和经济效益，盾构 设备，对运输控制策略起到关键作用。利用称重传 运输技术研究多集中在运输方式组合优化 [1-2] 、运输 感器、偏载传感器等设施，或者结合视频成像分析 技术改进 [3] 、运输系统虚拟施工仿真 [4] 等方面。 等手段，能准确判断装载物。 近几年，无人驾驶技术广泛应用于物流、汽车、 2）障碍物探测和识别。电机车正常运行过程 轨道交通、港口等领域。通过装配先进的传感器与 中最大危险源来自轨道范围内侵入异常障碍物，造 辅助系统，使车辆具有一定的环境与自身感知能力， 成轨道车运行故障，甚至电机车倾覆、人员伤亡等 达到无人驾驶自动识别与判断。 严重事故。采用视频图像识别与多方位雷达检测相 隧道内电机车无人驾驶技术根据行车技术要求 结合的手段，特别是优化避障控制模型能探测和识 设定软件、精准实施，依靠先进的传感器解决视觉 别电机车周边障碍物。 盲区，很大程度上解放劳动力，减少人员疲劳驾驶 3）电机车的定位。在电机车无人驾驶控制系 带来的安全隐患 ；对 2 组及以上的电机车进行编组， 统中，实施电机车在隧道中的自动控制策略，在保 配置行车调度系统，提高安全运输作业效率，保证 证系统定位精确性和实时性的前提下，研究并采用 电机车持续正常运行。 复合传感器定位技术，结合多种传感器采集的数 1 电机车无人驾驶技术的痛点及难点 据，进行核对、验证，从而得到电机车精确的实时 隧道内电机车无人驾驶物料运输的技术难点主 位置。 要集中在装载物的准确识别、障碍物的避让、电机 4）高效且适合多运用场景的行车调度系统。 车的定位、行车调度等方面 [5-7] 。 2 台及 2 台以上的电机车运输时利用行车调度，确 1）装载物的准确识别。盾构机推进、 管片拼 保电机车正常运行。当单隧道单台电机车运输拓展 到双向编组的电机车运输或多区间多台电机车运输 收稿日期：2022-10-24 第一作者简介：顾嫣（1982—），女，高级工程师，本科， 时，需融合多传感器信息，在避开障碍物的前提之 主要从事市政工程管理工作。