Китайские инженеры используют строительных роботов, оснащенных искусственным интеллектом, для развития железных дорог беспрецедентными темпами.
Линия высокоскоростных поездов проходит недалеко от Уханя. Фото: Синьхуа
Сеть высокоскоростных железных дорог Китая, крупнейшая в мире , готовится к дальнейшему расширению. В этом году к обширной электрифицированной железнодорожной сети страны присоединятся несколько новых линий, включая линии Фучжоу-Сямынь (277 км), Гуанчжоу-Шаньтоу (203 км) и Шанхай-Нанкин (278 км). По данным SCMP, после ввода в эксплуатацию новые линии будут более чем вдвое длиннее всей сети высокоскоростных железных дорог Германии. Поезда на каждой линии смогут развивать максимальную скорость 350 км/ч.
Однако новейшие железные дороги отличаются от большинства существующих тем, что их строят специально разработанные роботы. По словам Ван Пэйсюна, главного инженера Китайского бюро электрификации железных дорог, этот автоматизированный метод строительства был протестирован и одобрен для использования в будущих проектах высокоскоростных железных дорог. Использование роботов для строительства электрифицированных надземных железных дорог в крупных масштабах является важной вехой для отрасли, доказывающей, что машины могут взять на себя значительную часть трудоёмких работ, включая строительство высокоскоростных железных дорог.
Строительство железных дорог включает в себя целый ряд работ, включая земляные работы, выравнивание грунта, укладку путей, возведение мостов и туннелей, а также установку систем сигнализации и связи. Это дорогостоящая инфраструктура, требующая большого количества рабочих, а также квалифицированных специалистов. В прошлом железнодорожные проекты были очень опасными. Например, для строительства железной дороги, проходящей через горы Сьерра-Невада в США, требовалось более 10 000 строителей.
Сегодня роботы и другие передовые технологии выполняют значительную часть трудоёмкой работы по строительству железных дорог. Например, в 2018 году Китай представил автоматизированную машину, способную укладывать высокоскоростные рельсы со скоростью 1,5 километра в день. В 2021 году повышенная точность и возможность работы в режиме 24/7 позволили автоматизированной машине для строительства железных дорог укладывать 2 километра путей в день. Вскоре возможности роботов выйдут за рамки укладки рельсов. Теперь роботы могут выполнять сварку, покраску и контроль. Автоматизированное оборудование также будет рыть туннели и заливать бетон, среди прочих задач.
Однако роботы лишь недавно смогли построить системы воздушной электрификации для высокоскоростных железных дорог. По словам Вана и его коллег, эта задача когда-то считалась слишком сложной для машин. Электропроводка, опоры, стойки и столбы, питающие поезда, называются воздушными линиями электропередачи (ВЛЭП). Строительство сети ВЛЭП для высокоскоростных железных дорог включает в себя сложные процессы, такие как предварительная сборка опор и кабелей, транспортировка материалов на строительную площадку и установка опор и опор.
Установка опор и кабелей — особенно опасная работа, требующая работы на большой высоте в условиях повышенного давления. Например, для установки стрелы энергосистемы на опорный столб рабочим необходимо прикрепить блок к верхней части столба, а затем с помощью троса привязать стрелу к земле и вытянуть её наверх, рассказывает Цзян Чжэхуа, инженер из команды Вана.
Этот процесс требует координации действий нескольких рабочих на земле и рабочих на опорных колоннах. Если что-то пойдет не так, работа может быть смертельно опасной. Из-за опасностей и специфики работ монтаж сети OCS становится самой трудоемкой частью проекта высокоскоростной железной дороги.
Чтобы решить эту проблему, железнодорожные инженеры разрабатывают автоматизированную технологию строительства, которая использует платформы цифрового управления данными и интеллектуальные системы для хранения, предварительной сборки, транспортировки и строительства. Автоматизированные датчики собирают данные со строительной площадки в режиме реального времени и отправляют их на интеллектуальный склад, где автоматизированная система хранения и поиска определяет и доставляет материалы, необходимые на завод для сборки опор, опор электропередач, подвесок и других компонентов, а затем поднимает и размещает их в нужных местах.
Однако, по словам инженерной группы, роботы также сталкиваются с трудностями при сборке OCS. Один из самых сложных аспектов работы требует точной и синхронной установки большого количества кабелей, опор, стрел и многих других компонентов. На строительной площадке также существуют такие трудности, как неровный рельеф, естественные препятствия, неблагоприятные погодные условия и другие факторы, которые могут затруднить процесс установки. Роботам может быть сложно преодолевать препятствия или адаптироваться к изменениям окружающей среды. Монтаж OCS также требует использования ряда роботизированных систем, которые слаженно работают для выполнения работы.
Решением этих задач является искусственный интеллект. Ученые установили на строительных площадках роботов, которые используют алгоритмы распознавания изображений и извлечения целевых признаков для планирования оптимального процесса установки опор электропередачи с точностью до 1 мм. ИИ также позволяет роботам работать в сложных погодных условиях и работать бок о бок. Благодаря ИИ роботы становятся более гибкими: они перемещаются между рабочими станциями, регулируют и затягивают винты, а затем возвращаются в исходную точку и ждут следующей инструкции.
По словам Гао Ци, инженера из команды Вана, на складе оборудование на базе искусственного интеллекта, такое как умные вилочные погрузчики, может поднимать и транспортировать материалы. Умные машины запрограммированы на самообслуживание и круглосуточную работу, выполняя различные задачи с высокой точностью. Также была улучшена функция контроля качества на складе. Хранящиеся материалы сортируются и транспортируются через темную комнату для сканирования. Специализированная модель нейронной сети, обученная на 30 различных материалах, может обнаруживать дефекты в материалах до их использования. Эта технология повышает эффективность работы склада, ускоряя процесс в 10 раз по сравнению с традиционным складом.
Хотя роботы могут работать целый день без перерыва и без ущерба для точности, они также могут играть важную роль в областях, где не хватает квалифицированной рабочей силы или затраты на рабочую силу слишком высоки.
Ан Кханг (по данным SCMP )
Ссылка на источник
Комментарий (0)