机器人及智能技术在船闸行业中的应用探讨

李彪(长江三峡通航管理局葛洲坝船闸管理处, 湖北 宜昌 443000)

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。而智能设备目前在市场中的应用，主要有智能家居等，主要分为:安防安保系统、办公系统、多媒体系统等。如果利用机器人和智能设备，本人认为可以有效解除某些人工作业的不足。

1 人工作业和机器人作业的对比

(1)船闸通航四要素及其目前存在问题 船闸通航的第一要素是时间。提高过闸效率是提高船闸通过量的直接因素，而目前年通过量已处于1亿吨的瓶颈处。船闸通航的第二要素是安全。保障安全才能有效提高过闸效率，如何利用科学技术来高效的保证安全，不再是单纯强调安全意识和用降低过闸效率来保障通航是安全方面的首要任务。船闸的第三要素是设备。如何优质高效的保障设备，减少设备维护的停航时间，是值得探索的。船闸的第四要素是安防安保。利用科技来解决人的麻痹大意、巡视和安防报警。

(2)人工作业和机器人作业的对比举例 ①在提高船闸通航效率方面，葛洲坝二号船闸的有效尺寸是266米，船舶在闸室中停靠3排或4排的情况经常发生，而处于闸室内第2排和第3排的船舶，经常不能停靠到位，造成船与船之间空间过大，最后一排的船舶不能完全进闸，以至于拖延过长时间。如果我们可以在闸室边上，加装一个巡航监控机器人，就可以解决此问题。此机器人能在船闸中间50米的范围内沿导轨往复移动，并可以受集控室内遥控控制，能停靠在导轨任意位置，那么就可以有效监控第2排和第3排的船舶的停靠点，让船方上移到位，提高过闸效率。甚至可以将机器人导轨以米为单位划成刻度，通过程序设置，能让监控机器人事先移动到指定刻度。比如第1排船舶长120米，那么我将监控机器人在船舶进闸前先移动到船闸120米处，这样更能够提高效率，方便人操作。

②在帮助设备维保方面，葛洲坝船闸人字门闸墙侧采用承压条钢止水，需要定期抹油。现在是人工抹油，需要维保人员攀爬人字门，在攀爬过程中完成抹油任务，安全风险大，并且要求三个以上人员协同完成抹油及监护工作。如果我们可以采用某种专业的工业机器人来执行此项任务，那么可以降低安全风险、提高抹油效率。除此之外，船闸定期的停航维保、水下设备检查和水下探摸，能否也采用遥控机器人来完成作业，达到不停航维保检修的目的。除此之外，船闸大修工程中，也可以采用工业和智能机器人。

③在船闸安全安防方面，可以借鉴或利用智能家居中的安防系统理念，来帮助研发巡检机器人、射线报警器等，完成船闸安防安保、设备巡检等任务。另外，智能手机等智能设备可以有效提高船闸单位各项业务流程。

(3)人工作业与机器人作业优劣势对比 人工作业:优势为人工作业更全面、更灵活，智能性远超机器人；劣势在于从事高危、重复、精密等任务时不如机器人。

机器人作业:优势为专业化，完成任务质量高，在力量、精密度、危险度等方面可以做到“人力”所不及的事情；劣势在于成本昂贵，专业性太强导致执行任务单一等。

2 可行性分析

(1)市场环境可行性分析 智能家居和智能安防已趋于成熟，工业机器人和智能机器人市场也在蓬勃发展。工业机器人已广泛应用于工厂企业，它们能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。因此，从市场角度来说机器人及智能技术越来越成熟是一个必然的趋势。

(2)葛洲坝船闸技术条件可行性分析 三峡通航管理局甚至葛洲坝船闸管理处已具有相当成熟的机械和电气技术水平，技术人才储备，目前有重点大学和专科毕业生近20人，电工钳工20人，专职技术人员5人，副高级工程师5人，中级工程师3人。我们目前缺乏的，是在机器人遥控技术、互联网技术以及传感技术方面的知识，但葛洲坝船闸可以通过引进先进机器人企业的技术、设备和自行研发相结合的方式来提高船闸科技水平，从而让通航效率再上一个台阶。

3 结语

(1)船闸机器人分类概述 机器人分类根据船闸四要素，分为提高通航效率机器人，通航安全保障机器人，设备维保机器人和安防机器人。其中，维保机器人分为维修机器人和巡检维护机器人，安防机器人包含巡视、报警和保卫用途。

(2)船闸机器人与现有的集中控管系统的关系 葛洲坝船闸目前的机械与电气自动化程度已非常高，通过集中控管系统改造工程构建了整个“控管中心-分控中心-现地机房-设备”的集中控制体系，犹如“一艘连成一体的巨型航空母舰”，而机器人技术恰好能在船闸集中控制系统外，灵活机动地弥补某些不足，就好像“巨型航空母舰上的飞机”因此，它是“牛奶杯中的糖”，而不是打破“牛奶杯”。