Schlüsselwörter: Intelligente Schiffsschleuse; LiDAR-Anwendung; Automatisierung von Schiffsschleusen; Echtzeit-Schiffserkennung; Erkennung der Gefäßabmessungen; Überwachung von Schiffen mit zu hoher Geschwindigkeit; Identifizierung illegaler Schiffe; Kanalüberlastungsanalyse; Vorhersage des Schiffsflusses; digitales Management; unbemannte Operationen; 3D-Schiffsmodellierung; Fernerkennung; hochpräzise Positionierung; Allwettertauglichkeit.
Mit der zunehmenden Globalisierung und dem zunehmenden Handel entwickelte sich die Schifffahrtsbranche rasant, wobei die Anzahl der Schiffe und das Frachtvolumen kontinuierlich zunahmen. Effizienz und Sicherheit im Versand sind zu wichtigen Themen in der Branche geworden. Herkömmliche Methoden des Schiffsschleusenmanagements können den Anforderungen der modernen Schifffahrt nicht mehr gerecht werden und erfordern effizientere und wissenschaftlich intelligentere Managementansätze. Der Schwerpunkt der Planung und Überwachung des Schiffsschleusenbetriebs liegt auf der Erstellung volumetrischer Statistiken und der Analyse von Schiffen innerhalb der Schleuse, der Vorhersage ankommender Schiffsströme und der Bewältigung von Kanalstaus.
Der Große Kanal Peking-Hangzhou ist eine wichtige Wasserstraße in China, die den Norden und Süden sowie den Osten und Westen verbindet. Die Schiffsschleuse Yulinzhuang am nördlichen Kanal des Großen Kanals Peking-Hangzhou ist ein entscheidender Knotenpunkt, und ihre Navigationseffizienz wirkt sich direkt auf die Logistikgeschwindigkeit und die wirtschaftlichen Vorteile des gesamten Kanals aus. Allerdings leiden herkömmliche Schiffsschleusenmanagementmethoden häufig unter langen Wartezeiten für Schiffe und einer geringen Navigationseffizienz. Eine veraltete Infrastruktur beeinträchtigt nicht nur die Effizienz der Schifffahrt, sondern birgt auch Sicherheitsrisiken. In den letzten Jahren wurden Fortschritte beim Bau von Schiffsschleusen und bei der Standardisierung von Schiffen erzielt, wodurch die Effizienz von Schiffsschleusen zu einer obersten Priorität bei der Förderung der Entwicklung der Kanalschifffahrt wurde.
Um Effizienzprobleme anzugehen, hat Yulinzhuang Ship Lock ein „digitales Management“ eingeführt, um Wahrnehmung, Information, intelligenten Betrieb, dreidimensionale Digitalisierung und unbemanntes Wassertechnik-Betriebsmanagement zu erreichen.
Dieses Projekt umfasst die LiDAR-Technologie von LSLiDAR, wobei mehrere LSLiDAR-Geräte in Überwachungsbereichen entlang des Kanals und am Schleuseneingang installiert sind. Ohne dass die Geschwindigkeit verringert oder angehalten werden muss, werden Schiffe während des gesamten Prozesses der Einfahrt, des Wartens, der Einfahrt in die Schleuse und der Ausfahrt aus der Schleuse dynamisch in Echtzeit gescannt. Das LSLiDAR-System ermöglicht die Echtzeiterkennung von Schiffsposition, Länge, Breite, Höhe und Geschwindigkeit, die mit Daten anderer Sensoren kombiniert wird. Die Ergebnisse werden dann mit dem Schiffsschleusenkontrollsystem verknüpft, um Navigationsinformationen für die sichere und schnelle Durchfahrt von Schiffen bereitzustellen und die Sicherheitsüberwachung der Schiffsschleusen zu unterstützen.
Systemfunktionen
Statistiken zur Kanallautstärke
Mithilfe von Datenmodellen kann das System die Anzahl der an der Schleuse wartenden Schiffe statistisch analysieren, Staukurven berechnen und die Merkmale der Schiffsdurchfahrtsanforderungen analysieren und so Datenunterstützung für das automatische Öffnen und Schließen von Toren bereitstellen.
Erkennung von Schiffslänge, -breite und -höhe
Auf beiden Seiten des Kanals oder an der Schleuseneinfahrt installierte LiDAR-Systeme erfassen die Länge, Breite und Höhe der durch die Schleuse fahrenden Schiffe.
Erkennung von Schiffsübergeschwindigkeiten
Um starke Kollisionen mit den Wänden der Schleusenkammer, den Toren oder anderen Schiffen beim Einfahren des Schiffes zu vermeiden, erkennt das LiDAR-System die Schiffsgeschwindigkeit und sorgt für eine Überwachung und Frühwarnung bei Schiffen mit zu hoher Geschwindigkeit.
Erkennung nicht konformer Schiffe
Das System kann Erkennungsmaße voreinstellen, um nicht standardmäßige oder illegale Schiffe zu identifizieren, die in den Bereich außerhalb des Tors eindringen. Die Erkennungsergebnisse können an die entsprechende Zone übertragen werden, wodurch Schiffe automatisch zum Verlassen aufgefordert werden. Gleichzeitig werden die Ergebnisse an das Steuerungssystem gesendet, das entscheidet, ob die Tore geöffnet oder geschlossen werden.
Das System nutzt mehrere LSLiDAR-Geräte, darunter Halbleiter- und mechanische LSLiDAR-Geräte, und nutzt so die technologischen Vorteile dieser Anwendung effektiv aus.
Vorteile von LiDAR:
Fernerkennung
LiDAR verfügt über eine große Erkennungsreichweite, die eine frühzeitige Erkennung sich nähernder Schiffe aus der Ferne ermöglicht und ausreichend Zeit für die Planung und Führung der Schiffspassage bietet.
Hochpräzise 3D-Modellierung, Erkennung und Positionierung
Ein LiDAR-Gerät verfügt über hochpräzise Messfunktionen, die eine genaue 3D-Modellierung, Identifizierung und Verfolgung von Schiffen ermöglichen. Das System umfasst mehrere LSLiDAR-Sensoren, die die Fusion von Wahrnehmungsdaten und die kooperative Punktwolkenkonstruktion ermöglichen, wodurch die Genauigkeit der Erkennung und Positionierung weiter verbessert und tote Winkel wirksam reduziert werden, wodurch Fehlalarme und Fehlerkennungen minimiert werden.
Dynamisches Scannen in Echtzeit
Das Echtzeit-Scannen von LiDAR liefert zeitnahe Aktualisierungen der Navigationsbedingungen, sodass das Backend über den Status der Schiffspassage informiert bleibt und bei Bedarf Anpassungen und Optimierungen vornehmen kann
Allwettertauglichkeit
LiDAR verfügt über hervorragende Regen-, Nebel- und Staubfilterfunktionen und ist daher für extreme Wetterbedingungen geeignet. Darüber hinaus ist es resistent gegen starke Lichteinflüsse und gewährleistet so einen unterbrechungsfreien Betrieb den ganzen Tag über und bei allen Wetterbedingungen.
Wie oben erwähnt, kann die Rolle des Laserradars bei der Anwendung intelligenter Schiffsschleusen nicht ignoriert werden. Es arbeitet mit anderen Komponenten zusammen, um die Intelligenz und Automatisierung von Schiffsschleusenvorgängen zu fördern.
