JP4960402B2 - Dredging method by grab dredger - Google Patents
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Description
本発明はグラブ浚渫船に装備されたクレーンのジブから吊支したグラブバケットによって所定水域の水底を掘削する浚渫作業において、潮流等の影響によって基準位置,基準軸及び基準方位から変位したグラブバケットの水底における実際の状態を把握することによって、浚渫作業を正確、かつ、効率的に実施することができるグラブ浚渫船による浚渫方法に関するものである。 The present invention relates to the bottom of a grab bucket displaced from the reference position , reference axis and reference direction due to the influence of tidal current etc. in dredging work where the bottom of a predetermined water area is excavated by a grab bucket suspended from a jib of a crane mounted on a grab dredger. It is related with the dredging method by the grab dredger which can implement dredging work correctly and efficiently by grasping | ascertaining the actual state in.
浚渫作業は船舶の航路確保や堆積土砂を除去するために、港湾,河川,運河などの底面を浚って土砂などを取り除くものであり、その代表的な手段としてグラブ浚渫船による浚渫方法が広く実施されている。そして、近時の浚渫作業は、その効率とともに環境に過度の負荷を与えることがないように、浚渫水域を正確、かつ、均一に必要量の土砂のみを浚渫することが求められている。そのため、未浚渫の部分があったり、浚渫量の過不足があると、再度補修作業を行うことが求められる。補修作業を実施するとなると著しく作業効率が悪化するため、何より正確な浚渫作業が求められている。 Dredging work to remove routes secure and sediment of ships, harbors, rivers, and smooth the bottom of the canal are those of removing earth, sand, dredging methods widely practiced by grab dredgers As a typical means Has been. In recent dredging work, it is required to dredge only a necessary amount of earth and sand accurately and uniformly so as not to give an excessive load to the environment as well as its efficiency. Therefore, if there is an unfinished part or there is an excess or deficiency in the amount of dredging, it is required to perform repair work again. When the repair work is performed, the work efficiency is remarkably deteriorated, so that the most accurate dredging work is required.
そこで、潮位によって水深が変化しても正確に海底の浚渫ができる浚渫船の施工支援システムとして、船体揺動やジブの傾斜角度等のデータから水深値を演算するシステムが提供されている(特許文献1)。また、掘削土厚を均一とするため、深度計を装備したグラブバケットを使用する手段も提供されている(特許文献2)。更に、グラブバケットを水中に降下させる際のグラブバケットが水中で移動する挙動傾向を把握することにより、水底の所定の位置に効率よく、かつ正しくグラブバケットを降下させるために、超音波水中位置測量装置の送波器を取り付けたグラブバケットを使用し、グラブ浚渫船の本体にその受波器を取り付ける手段も提供されている(特許文献3)。 Therefore, as a construction support system for dredgers that can perform dredging on the seabed accurately even if the water depth changes due to tide level, a system that calculates the water depth value from data such as hull swing and jib tilt angle is provided (Patent Literature) 1). Moreover, in order to make excavation soil thickness uniform, the means to use the grab bucket equipped with the depth meter is also provided (patent document 2). Furthermore, in order to lower the grab bucket efficiently and correctly to a predetermined position on the bottom of the water by grasping the behavior tendency of the grab bucket moving underwater when the grab bucket is lowered into the water, ultrasonic underwater position surveying There is also provided means for attaching a receiver to a main body of a grab dredger using a grab bucket to which a transmitter of the apparatus is attached (Patent Document 3).
従来のグラブ浚渫船による浚渫作業は、支持ロープ及び開閉ロープを介してクレーンのジブに吊支されたグラブバケットがジブ先端の真下に降下して、そのまま水底に着底し、かつ、ジブの位置する方位に沿ってグラブを開閉操作することによって、水底を掘削することを前提としている。この前提に基づきオペレータの操作を支援するために、作業中のグラブバケットの位置や深度をジブの旋回方位や起伏角度,潮位データ,船体位置データ、支持ロープの繰り出し長さ等の各種情報に基づいて演算し、浚渫船内に数値や画像情報として表示している。 In the dredging work by the conventional grab dredger, the grab bucket suspended from the jib of the crane via the support rope and the opening and closing rope descends directly below the tip of the jib, settles on the bottom of the water as it is, and the jib is located It is assumed that the bottom of the water is excavated by opening and closing the grab along the direction. Based on this premise, the position and depth of the grab bucket that is being worked on are determined based on various information such as the jib turning direction, undulation angle, tide level data, hull position data, and support rope extension length. Calculated and displayed as numerical values and image information in the charter.
しかしながら、浚渫水域には潮流があり、天候や季節,作業時間によってはグラブバケットが水中で流されてしまい、ジブ先端の真下に降下しないことやグラブバケットの開口部が回動してしまうことがある。また、水底には地形や掘削作業によって生じた段差があり、着底したグラブバケットが段差に乗り上げてしまい傾いてしまうこともある。そのような場合には、オペレータの認識している掘削場所と実際の掘削場所との間にズレを生じてしまうこととなる。 However, there are tidal currents in the inundation area, and depending on the weather, season, and working time, the grab bucket may be washed away in the water, so that it does not fall directly under the tip of the jib and the opening of the grab bucket may rotate. is there. In addition, there is a step caused by terrain or excavation work on the bottom of the water, and the grab bucket that has landed may climb on the step and tilt. In such a case, a deviation occurs between the excavation site recognized by the operator and the actual excavation site.
そのため、オペレータは掘削済みと認識している箇所と一定の重なり部を確保して新たな掘削場所を掘削することにより、前記したズレを解消するようにしている。ズレが小さい場合には問題ないが、ズレが大きい場合には、確保した重なり部ではカバーしきれずに未浚渫の部分として残ってしまうこととなる。その場合には、作業完了後の確認探査によって水深の相違として測定されるため、該当部分について再度補修の為の浚渫作業を実施することが必要となり、作業効率を悪化させる。一方、ズレがないか、ズレが少ない場合に、大きな重なり部を確保して浚渫作業を行うことは不必要な作業を行うこととなり、作業効率を悪化させてしまう。 For this reason, the operator secures a certain overlapping portion with a portion recognized as having been excavated and excavates a new excavation site to eliminate the above-described deviation. If the deviation is small, there is no problem, but if the deviation is large, the secured overlapping portion cannot be covered and remains as an unfinished portion. In that case, since it is measured as a difference in water depth by the confirmation exploration after the completion of the work, it is necessary to carry out dredging work for repairing the corresponding portion again, which deteriorates work efficiency. On the other hand, when there is no deviation or there is little deviation, it is unnecessary work to secure the large overlapping portion and perform the dredging work, which deteriorates the work efficiency.
特許文献1や特許文献2に示す例では、まさに潮流によってグラブバケットが流されてしまうこと等を全く考慮していない。また、特許文献3に示す超音波水中位置測量装置は、水中に濁りが生じると使用することができないし、単にグラブバケットの挙動傾向を知ることを目的とするものであり、グラブバケットの正確な位置や傾き、或いは開口部の方位を知ることはできない。
In the examples shown in Patent Document 1 and
また、浚渫水域の水底の深度は、浚渫水域の実際の水面位置から水底に着底するまでに繰り出された支持ロープの長さを基準とし、潮位や浚渫船のヒール・トリムデータ等の各種データによって補正して求めていた。そのため、潮流によって支持ロープが流されることによる支持ロープの繰り出し量の増加については何ら考慮されておらず、水深の誤差となっていた。この誤差が大きいと浚渫深度の過不足が生じ、再度補修の為の浚渫作業を実施することが必要となり、作業効率を悪化させる。 In addition, the depth of the bottom of the dredged area is based on the length of the support rope that is drawn from the actual water surface position of the dredged area to the bottom of the dredged area, and is based on various data such as tide level and dredger heel / trim data. It was calculated after correction. For this reason, no consideration is given to the increase in the amount of the support rope that is fed by the support rope being swept away by the tidal current, resulting in an error in water depth. If this error is large, the depth of the dredging will be excessive and insufficient, and it will be necessary to carry out the dredging work for repair again, thereby deteriorating the work efficiency.
そこで、本発明は上記した従来のグラブ浚渫船による浚渫方法の問題点を解決するとともに、潮流等の影響によって基準位置,基準軸及び基準方位から変位したグラブバケットの水底における実際の状態を把握することによって、浚渫作業を正確、かつ、効率的に実施することができるグラブ浚渫船による浚渫方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention solves the problems of the dredging method using the conventional grab dredger described above, and grasps the actual state of the grab bucket that is displaced from the reference position , reference axis, and reference direction due to the influence of the tidal current and the like. The purpose of the present invention is to provide a dredging method using a grab dredger that can carry out dredging work accurately and efficiently.
本発明はその目的を達成するために、グラブ浚渫船に装備されたクレーンのジブから支持ロープ及び開閉ロープを介して吊支したグラブバケットによって、所定水域の水底を掘削する浚渫方法において、グラブバケットに加速度センサ及び角速度センサを直接装備し、加速度センサによって水底における実際のグラブバケットの基準位置からの移動量を測定し、又角速度センサによって水底における実際のグラブバケットの基準軸からの傾き角度及び基準方位からの回動量を測定し、これらの移動量,傾き角度及び回動量の測定データをグラブ浚渫船に装備したデータ処理演算装置にグラブバケットの基準位置,基準軸及び基準方位からなる基準データとともに入力して演算処理し、基準データから変位した水底におけるグラブバケットの実際の位置と傾き角度及び方位の演算データを得て、該演算データに基づいてグラブバケットを操作するグラブ浚渫船による浚渫方法を基本として提供する。 For the present invention to achieve its objectives, the grab buckets Tsu支through the supporting rope and closing rope from the jib of the crane that is equipped with grab dredgers, the dredging method for drilling water bottom of a predetermined body of water, Grab buckets Directly equipped with an acceleration sensor and an angular velocity sensor, and the acceleration sensor measures the amount of movement from the reference position of the actual grab bucket at the bottom of the water, and the angular velocity sensor measures the tilt angle and the reference from the reference axis of the actual grab bucket at the bottom of the water. Measure the amount of rotation from the direction, and input the measurement data of the amount of movement, tilt angle, and amount of rotation together with the reference data of the grab bucket reference position, reference axis and reference direction to the data processing arithmetic unit equipped on the grab dredger. The grab bucket at the bottom of the water displaced from the reference data. Obtaining the position and tilt angle and orientation of the operation data, to provide the basic dredging method by grab dredgers for operating the grab bucket on the basis of the calculated data.
また、ジブ先端の座標をグラブバケットの基準位置として、垂直軸をグラブバケットの基準軸として、ジブの旋回方位をグラブバケットの基準方位として使用し、基準データに、潮位信号,グラブ浚渫船のヒール・トリム信号,ジブ起伏角度信号,ジブ旋回方位信号,グラブ浚渫船の船体寸法信号,ジブ長さ信号,グラブバケット寸法信号,GPS船体位置信号,GPS船体方位信号,支持ロープの繰り出し長さ信号を付加する。In addition, the coordinates of the tip of the jib are used as the reference position of the grab bucket, the vertical axis is used as the reference axis of the grab bucket, and the turning direction of the jib is used as the reference direction of the grab bucket. Trim signal, jib undulation angle signal, jib turning direction signal, grab dredger hull size signal, jib length signal, grab bucket size signal, GPS hull position signal, GPS hull direction signal, support rope extension length signal are added. .
そして、演算データとして、グラブバケットが変位したことによる水底の深度補正演算データを得て、該深度補正演算データに基づいて水底の深度を補正し、演算データをグラブ浚渫船において表示することにより、演算データの表示に基づいてグラブバケットを操作する。 Then, the arithmetic data, with the water bottom depth correction calculation data by the grab bucket is displaced, by correcting the water bottom depth based on the deep level correction calculation data, display the calculation data in grab dredgers, The grab bucket is operated based on the display of the calculation data.
上記構成の本発明によれば、グラブバケットに装備した加速度センサからの水底のグラブバケットの基準位置からの移動量と、角速度センサからの水底のグラブバケットの基準軸からの傾き角度及び基準方位からの回動量の測定データをグラブバケットの基準位置,基準軸及び基準方位からなる基準データとともにグラブ浚渫船に装備したデータ処理演算装置で演算することにより、基準データから変位した水底におけるグラブバケットの実際の位置と傾き角度及び方向を演算データとして得ることができる。よって、潮流等の影響によって基準位置,基準軸及び基準方位から変位したグラブバケットの水底における実際の状態を把握して浚渫作業を行うことができ、浚渫作業を正確、かつ、効率的に実施することができる。また、演算データとして、グラブバケットが変位したことによる水底の深度補正演算データを得ることにより、水底の実際の深度を補正することができる。 According to the present invention having the above configuration, the amount of movement from the reference position of the bottom grab bucket from the acceleration sensor equipped on the grab bucket, the inclination angle and the reference direction from the reference axis of the bottom grab bucket from the angular velocity sensor The measurement data of the amount of rotation of the grab bucket together with the reference data consisting of the reference position, reference axis and reference direction of the grab bucket is calculated by the data processing arithmetic unit equipped on the grab dredger, so that the actual grab bucket at the bottom of the water displaced from the reference data The position, tilt angle, and direction can be obtained as calculation data. Therefore, the dredging work can be carried out by grasping the actual condition of the bottom of the grab bucket displaced from the reference position , the reference axis and the reference direction due to the influence of the tidal current, etc., and the dredging work can be performed accurately and efficiently. be able to. Moreover, the actual depth of the water bottom can be corrected by obtaining the depth correction calculation data of the bottom of the water due to the displacement of the grab bucket.
以下図面に基づいて本発明にかかるグラブ浚渫船による浚渫方法の実施形態を説明する。図1は本発明に使用するグラブ浚渫船の全体側面図、図2はその要部側面図である。図において、1はグラブ浚渫船であり、非自航式の作業台船2に装備したクレーン3のジブ4からグラブバケット5を昇降自在に吊支している。6は作業台船2に設置された操船室であり、7はクレーン操作室である。
Embodiments of a dredging method using a grab dredger according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall side view of a grab dredger used in the present invention, and FIG. 2 is a side view of an essential part thereof. In the figure, reference numeral 1 denotes a grab dredger, which suspends a
グラブバケット5は図8に示すように、左右一対のシェル8を下部フレーム9に軸10を介して回動自在に軸支し、タイロッド11の下端部をシェル8に、上端部を上部フレーム12にそれぞれ回動自在に軸支してシェル8と上部フレーム12を連結している。上部フレーム12の上面にはグラブバケット5全体を前記クレーン3から昇降自在に吊支するための2本の支持ロープ13が吊環14を介して連結されている。下部フレーム9及び上部フレーム12にはそれぞれ所定個数の下シーブ15と上シーブ(図示略)が回転自在に軸支されていて、これらの下シーブ15と上シーブ間には左右対称で2本の開閉ロープ16が掛け回され、シェル8の開閉操作をする。この開閉ロープ16は上部フレーム12の上面に配置されたガイドローラを介して上方へ延び、クレーン3のジブ4から吊支されている。上記したグラブバケット5の基本構成は従来公知のものである。
As shown in FIG. 8, the
浚渫作業に際しては、所定の浚渫水域の水底17にスパッド18を打ち込んで作業台船2を固定した後、グラブバケット5に固定した支持ロープ13及び開閉ロープ16をクレーン3によって繰り出して、シェル8を開いた状態でグラブバケット5を水底17まで下降させて着底させ、その後開閉ロープ16を巻き上げてシェル8を閉じて水底17を所定厚さで掘削し、支持ロープ13及び開閉ロープ16を巻き上げることによりグラブバケット5を上昇させて、掘削した土砂を揚上して浚渫する。そして、この作業を浚渫水域の全域にわたって反復する。
In dredging work, a
従来の浚渫作業においてグラブバケット5は、図2に仮想線で示したようにジブ4の先端に位置するトップシーブ4aの真下に降下して、そのまま水底17に着底し、かつ、ジブ4の位置する方位に沿ってシェル8を開閉操作することによって、水底17を掘削することを前提としている。この前提に基づきオペレータの操作を支援するために、作業中のグラブバケット5の位置や深度をジブ4の旋回方位や起伏角度,潮位データ,船体位置データ、支持ロープの繰り出し長さ等の各種情報に基づいて演算し、作業台船2の操船室6内やクレーン操作室7内において数値情報や画像情報として表示している。
In the conventional dredging operation, the
しかしながら、浚渫水域には潮流があるため、天候や季節,作業時間によってはグラブバケット5が、水中で矢印19に示すように潮流に流されてしまい、図2に実線で示したようにジブ4先端のトップシーブ4aの真下に降下しないことやグラブバケット5の開口したシェル8の開口部が回動してしまうことがある。図6においてA,Bはグラブバケット5の一回あたりの掘削領域を示しており、20はクレーン3の旋回中心を、21はジブ4の方位を、22はクレーン3の旋回方向を示している。仮想線で示した掘削領域Aは潮流の影響を受けないとした場合に、シェル8を開口したグラブバケット5が水底17に着底する位置と方向の領域を示しており、従来はこの掘削領域Aを基準位置及び基準方位として浚渫作業を施工していた。
However, since there is a tidal current in the inundation area, depending on the weather, season, and working time, the
ところが、実際にはグラブバケット5は水中の潮流によって流されることがあり、ジブ4先端のトップシーブ4aの真下の水底17に着底することなく、矢印19に示すように潮流の流れに沿って変位し、又シェル8の開口方向も矢印23に示すように回動してしまい、結局掘削領域Bの位置に着底することがある。このような場合には、オペレータの認識している掘削領域Aと実際の掘削領域Bとの間にズレを生じてしまう。なお、24はグラブバケット5の中心位置を示している。
In reality, however, the
また、地形による段差や掘削作業によって水底17に段差が生じていることもある。そのため、グラブバケット5は平面的な位置の変位だけでなく、図9に示すように水底17において段差25に乗り上げて、垂直方向に変位して傾いてしまうこともある。そのような場合にもオペレータの認識している掘削領域Aと実際の掘削領域Bとの間にズレを生じてしまうこととなる。例えば、浚渫済み水底17aは平面状に浚われているが、未浚渫の水底17bとの境界面には段差25が形成されることとなり、この段差25にグラブバケット5が乗り上げて傾いてしまうことがある。また、未浚渫の水底17bそのものに段差25が存在する場合も同様である。
Further, there may be a step in the bottom 17 due to a step due to topography or excavation work. For this reason, the
そのため、オペレータは掘削済みと認識している掘削領域と一定の重なり部を確保して新たな掘削領域を掘削することにより、前記したズレを解消するようにしている。ズレが小さい場合には問題ないが、ズレが大きくなると確保した重なり部ではカバーしきれずに、図13に示すように掘削領域において、グラブバケット5が潮流によって矢印26に示す浚渫方向へ変位することによって生じた未掘削領域Cや、グラブバケット5の開口部の回動による未掘削領域Dが未浚渫の部分として残ってしまうこととなる。その場合には、作業完了後の確認探査によって水深の相違として未掘削領域CやDとして測定されるため、この未掘削領域CやDについて再度補修の為の浚渫作業を実施することが必要となり、作業効率を悪化させることとなる。一方、ズレがないか、ズレが少ない場合に、大きな重なり部を確保して浚渫作業を行うことは不必要な作業を行うこととなり、これも作業効率を悪化させてしまう。
For this reason, the operator secures a certain overlap with the excavation area recognized as being excavated and excavates a new excavation area, thereby eliminating the above-described deviation. If the deviation is small, there is no problem, but if the deviation is large, it cannot be covered by the secured overlapping portion, and the
一方、水底17の深度は、グラブバケット5を浚渫水域の実際の水面27の位置まで降下させ、水面27における支持ロープ13の位置を基準点として設定し、水面27から水底17に着底するまでに繰り出された支持ロープ13の長さL1を基準とし、この支持ロープ13の繰り出し長さL1にグラブバケット5の高さ寸法Bhを加えた数値を潮位や作業台船2のヒール・トリムデータ等の各種データによって補正することにより求めている。しかしながら、図7に示すようにグラブバケット5が潮流によって流されてジブ4のトップシーブ4aの真下の水底17cから座標BLだけズレた位置に着底した場合においても、水深はトップシーブの真下に位置する水底17cに着底した場合と同一となってしまう。即ち、水深はグラブバケット5の着底位置にかかわらず、支持ロープ13の繰り出し長さL1にグラブバケット5の高さ寸法Bhを加えた数値が基準となるため、グラブバケット5の実際の着底位置の深度Hとの誤差を生じる(「L1+Bh」>H)。その結果、グラブバケット5は実際の深度Hよりも深い水深に着底したものとして、掘削作業を行うこととなる。
On the other hand, the depth of the
また、図9に示すように水底17bにおいて段差25に乗り上げて、グラブバケット5が垂直方向に変位して傾いてしまうと、図10に示すようにグラブバケット5の中心軸28は、垂直軸29に対して角度θだけ傾斜して着底することとなる。この傾斜した状態におけるグラブバケット5の高さ寸法Bhαは、垂直状態に着底したグラブバケット5の高さ寸法Bhよりも低くなってしまうが(Bhα<Bh)、深度の表示においてはあくまで垂直状態に着底したグラブバケット5の高さ寸法を基準としているため、これも水深の誤差の原因となり、グラブバケット5は実際の水深よりも深い水深に着底したものとして、掘削作業を行うこととなる。
As shown in FIG. 9, when the
上記した潮流等の影響によって基準位置からグラブバケット5が変位したり、深度の誤差による弊害を解消するため、本発明ではグラブバケット5に加速度センサ30及び角速度センサ31を直接装備し、加速度センサ30及び角速度センサ31の測定データに基づいて、グラブバケットの水底における実際の状態を把握し、その状態に基づいて浚渫時におけるグラブバケット5を操作するグラブ浚渫船による浚渫方法を提供する。
The
加速度センサ30及び角速度センサ31は、液密性の収納ボックス32に収納されて、図8、図9に示すようにグラブバケット5の上部フレーム12に直接装備されている。この収納ボックス32は上部フレーム12の中心位置、即ち図6に示すグラブバケット5の中心位置24に設置されている(なお、図示例では説明の都合上、中心位置から若干変位させた位置に図示している)。そして、加速度センサ30及び角速度センサ31の測定データを送信するための送信ケーブル33が、収納ボックス32から延長されてジブ4のケーブルシーブ4bを介してクレーン3にグラブバケット5の昇降動作に連動して巻き取り・繰り出し自在に巻回されている。よって、クレーン操作室7に加速度センサ30及び角速度センサ31の測定データを随時送信することができる。
The
加速度センサ30は物体の加速度(1秒あたりの速度の変化)を測定することにより、水平方向における基準位置からの移動量を測定することができる。その結果、測定した場所における位置の座標を基準位置から演算することができる。一方、角速度センサ31は物体の角度や角速度(1秒あたり物体の回転量)を測定することにより、基準軸からの傾き角度及び基準方位からの回動量を測定することができる。その結果、測定した位置における傾き角度及び方位を基準軸及び基準方位から演算することができる。本実施形態では加速度センサ30及び角速度センサ31として、加速度センサと角速度センサが一体として組み込まれ、収納ボックス32に収納して容易にグラブバケット5の中心位置24に設置することができる市販品を使用した。
The
次に、水底17におけるグラブバケット5の実際の位置と傾き角度及び方向の演算データを得るための浚渫方法の概要について図3に基づき説明する。図3に示すように、グラブバケット5に直接装備した加速度センサ30によって測定したグラブバケットの位置信号34(水平方向における位置座標)と、同様にグラブバケット5に直接装備した角速度センサ31によって測定したグラブバケットの傾き信号35及び方位信号36をそれぞれ送信ケーブル33を介して、作業台船2内に装備したデータ処理演算装置37に入力する。即ち、加速度センサ30によって水底17のグラブバケット5の水平方向における基準位置からの移動量を測定し、又角速度センサ31によって水底17のグラブバケット5の基準軸からの傾き角度及び基準方位からの回動量を測定し、これらの測定データをデータ処理演算装置37に入力する。
Next, an outline of a dredging method for obtaining calculation data of the actual position, inclination angle, and direction of the
また、データ処理演算装置37には基準データ38として、グラブバケット5の基準位置39と基準軸40及び基準方位41を入力する。なお、グラブバケット5の基準位置39としてはジブ4先端のトップシーブ4aの水平方向における座標を使用し、グラブバケット5の基準軸40としては垂直軸を使用し、グラブバケット5の基準方位41としてはジブ4の旋回方位を使用する。
Further, the
更に、基準データ38として、潮位信号42,作業台船2のヒール・トリム信号43,浚渫水域に隣接する陸上基準局位置信号44,作業台船2のGPS船体信号45,作業台船2のGPS船体方位信号46,作業台船2のGPSアンテナ位置47,作業台船2の船体寸法48,グラブバケット5の寸法49,ジブ4の長さ50,ジブ4の起伏角度信号51,ジブ4の旋回方位信号52,グラブバケット5の着底信号53,グラブバケット5の補正深度信号54その他の浚渫作業において得られるデータから選択されたデータを使用する。
Further, as the
そして、データ処理演算装置37において演算処理し、水底17におけるグラブバケット5の実際の位置と傾き角度及び方位の演算データ55を得て、該演算データ55に基づく浚渫画面表示56を操船室6内及び/又はクレーン操作室7に表示し、オペレータは浚渫画面表示56に基づいてグラブバケット5を操作する。
Then, calculation processing is performed in the data
図12は浚渫画面表示56の一例を示すものであり、操船室6内やクレーン操作室7内その他の必要箇所において表示され、又必要に応じてプリントアウトが可能である。この浚渫画面表示56の左欄には水底17におけるグラブバケット5の実際の掘削領域Bを画像として表示するとともに、これまでの掘削済みの領域Eを画像として表示している。よって、オペレータは未掘削の領域Dが生じないように、掘削領域Bと掘削済みの領域Eを視認しながら効率的に、即ち図13に示すような未掘削の領域C,Dを残すことなく、かつ、不必要な重なり部を掘削することなく浚渫作業を実施することができる。図12において、矢印64は今回の浚渫エリアの幅領域を示すものであり、浚渫ライン65,66の範囲の水底17を設計深度に従って掘削するものである。なお、図12において、掘削済みの領域Eが左側の浚渫ラインを65を超えて掘削しているが、これは一定範囲で余掘りを行っているものである。
FIG. 12 shows an example of the
また、浚渫画面表示56の右欄にはグラブバケット5の垂直軸からなる基準軸40に対する傾き角度(図示例では左5.0°)及びジブ4の旋回方位からなる基準方位41に対する回動方位(図示例では左5.0°)を数値と画像で表示している。この傾き角度と回動方位によってグラブバケット5の姿勢を正確に認識して浚渫作業を実施することができる。また、潮流等の影響によって基準位置から変位したグラブバケットの水底における実際の状態を把握する参考資料として、ジブ4の起伏角度(図示例では60.0°)、ジブ4の旋回方位(図示例では2.0°)及び潮位(図示例では1.20m)並びに深度(図示例では10.0m)を表示している。
Further, in the right column of the
次に図7に示すようにグラブバケット5が潮流によって流されて水平方向に変位したり、図9に示すように水底17において段差25に乗り上げて、垂直方向に傾いて変位した場合の補正水深データを得るための浚渫方法の概要について図4に基づき説明する。なお、図3に示すグラブバケット5の実際の位置と傾き角度及び方位の演算データ55を得る方法と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
Next, as shown in FIG. 7, the corrected water depth when the
図4に示すように、グラブバケット5に直接装備した加速度センサ30によって測定したグラブバケットの位置信号34(水平方向における位置座標)と、同様にグラブバケット5に直接装備した角速度センサ31によって測定したグラブバケットの傾き信号35及び方位信号36をそれぞれ送信ケーブル33を介して、作業台船2内に装備したデータ処理演算装置60に入力する。また、データ処理演算装置60には基準データ38として、グラブバケット5の基準位置39と基準軸40及び基準方位41を入力する。なお、データ処理演算装置60は、図3に示すデータ処理演算装置37と別個に設けても、或いはデータ処理演算装置37を使用してもよい。
As shown in FIG. 4, the grab bucket position signal 34 (position coordinate in the horizontal direction) measured by the
更に、基準データ38として、潮位信号42,作業台船2のヒール・トリム信号43,グラブバケット5の寸法49,ジブ4の長さ50,ジブ4の起伏角度信号51,ジブ4の旋回方位信号52,グラブバケット5の着底信号53その他の浚渫作業において得られるデータから選択されたデータを使用する。
Further, as the
そして、データ処理演算装置60において演算処理し、水底17の深度補正演算データ61を得て、該深度補正演算データ61に基づき補正深度62を得て、該補正深度62を深度表示63として操船室6内及び/又はクレーン操作室7に表示するとともに、図3に示す浚渫画面表示56にも表示して、オペレータは深度表示63を認識してグラブバケット5を操作する。
Then, calculation processing is performed in the data
この深度補正演算データ61を得るための原理を図7、図9に基づいて説明する。図7に示すように、グラブバケット5がトップシーブ4aの真下の水底17cから座標BLだけズレた位置に着底した場合、グラブバケット5の実際の着底位置の深度Hは、トップシーブ4aから水面27までの高さ寸法Jhと、支持ロープ13の繰り出し長さL1と、垂直状態に着底したグラブバケット5の高さ寸法Bhと、グラブバケット5が実際に着底した位置の座標BLから下記の数式1によって求めることができる。
The principle for obtaining the depth
また、図10に示すように、グラブバケット5が垂直軸29に対して角度θだけ傾斜して着底した場合、傾斜した状態におけるグラブバケット5の高さ寸法Bhα及びグラブバケット5の中心軸の座標BLαは、垂直状態に着底したグラブバケット5の高さ寸法Bhと傾斜角度θから次式によって求めることができる。
Bhα=sinθ・Bh
BLα=cosθ・Bh
Further, as shown in FIG. 10, when the
Bhα = sinθ ・ Bh
BLα = cos θ · Bh
このようにして求めたグラブバケット5の実際の着底位置の深度H、傾斜した状態におけるグラブバケット5の高さ寸法Bhα及びグラブバケット5の中心軸の座標BLαをデータ処理演算装置60に入力し、基準データ38とともに演算処理することにより、実際の深度である補正深度62を求めることができる。
The depth H of the actual bottom position of the
図11は深度表示63の一例を示すものであり、操船室6内やクレーン操作室7内その他の必要箇所において表示され、又必要に応じてプリントアウトが可能である。この深度表示63の左欄にはグラブバケット5の開口度が数値(%)と指針で表示されている。また、深度補正演算データ61、潮位及び支持ロープ13の繰り出し長さが数値で表示されるとともに、支持ロープ13の繰り出し長さと潮位及び深度補正演算データ61によって補正した深度を表示している。
FIG. 11 shows an example of the
次に図3に示すグラブバケット5の実際の位置と傾き角度及び方位の演算データ55を得るための浚渫方法と、図4に示す深度補正演算データ61を得るための浚渫方法を一体として構築した浚渫方法の概要について図5に基づき説明する。なお、図3及び図4に示す浚渫方法と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。本方法においてはデータ処理演算装置として1つのデータ処理演算装置37を使用している。
Then the dredging method for obtaining the actual position and tilt angle and
図5に示すように、グラブバケット5に直接装備した加速度センサ30によって測定したグラブバケットの位置信号34(水平方向における位置座標)と、同様にグラブバケット5に直接装備した角速度センサ31によって測定したグラブバケットの傾き信号35及び方位信号36をそれぞれ送信ケーブル33を介して、作業台船2内に装備したデータ処理演算装置37に入力する。また、データ処理演算装置37には基準データ38として、グラブバケット5の基準位置39と基準軸40及び基準方位41を入力する。更に、基準データ38として、潮位信号42,作業台船2のヒール・トリム信号43,浚渫水域に隣接する陸上基準局位置信号44,作業台船2のGPS船体信号45,作業台船2のGPS船体方位信号46,作業台船2のGPSアンテナ位置47,作業台船2の船体寸法48,グラブバケット5の寸法49,ジブ4の長さ50,ジブ4の起伏角度信号51,ジブ4の旋回方位信号52,グラブバケット5の着底信号53,グラブバケット5の補正深度信号54その他の浚渫作業において得られるデータから選択されたデータを使用する。
As shown in FIG. 5, the grab bucket position signal 34 (position coordinates in the horizontal direction) measured by the
そして、データ処理演算装置37において演算処理し、水底17におけるグラブバケット5の実際の位置と傾き角度及び方位の演算データ55を得て、該演算データ55に基づく浚渫画面表示56を操船室6内及び/又はクレーン操作室7に表示し、オペレータは浚渫画面表示56に基づいてグラブバケット5を操作する。併せて、データ処理演算装置37の演算処理によって、水底17の深度補正演算データ61を得て、該深度補正演算データ61に基づき補正深度62を得て、該補正深度62を深度表示63として操船室6内及び/又はクレーン操作室7に表示するとともに、浚渫画面表示56にも表示して、オペレータは深度表示63を認識してグラブバケット5を操作するようにする。更に、浚渫方法において利用される各種データを基準データとしてデータ演算処理装置37内に入力して、各種のデータと組み合わせて演算することにより、必要なデータを得ることもできる。
Then, calculation processing is performed in the data
本発明にかかるグラブ浚渫船による浚渫方法によれば、潮流等の影響によって基準位置,基準軸及び基準方位から変位したグラブバケットの水底における実際の状態を把握することができるため、オペレータが認識している掘削箇所と実際の掘削箇所のズレをなくすことがでる。また、無駄な重なり部を確保して掘削作業を行う必要がなく、補修のための掘削作業を少なくすることができる。更に、浚渫水域の水底の深度を正確に知ることができる。そのため、浚渫作業を正確、かつ、効率的に実施することができるグラブ浚渫船による浚渫方法を提供することができる。 According to the dredging method using the grab dredger according to the present invention, the operator can recognize the actual state at the bottom of the grab bucket displaced from the reference position , reference axis and reference direction due to the influence of tidal currents, etc. It is possible to eliminate the gap between the existing excavation site and the actual excavation site. Further, it is not necessary to secure a useless overlapping portion and perform excavation work, and the excavation work for repair can be reduced. Furthermore, it is possible to accurately know the depth of the bottom of the flooded area. Therefore, it is possible to provide a dredging method using a grab dredger that can carry out dredging work accurately and efficiently.
1…グラブ浚渫船
2…作業台船
3…クレーン
4…ジブ
4a…トップシーブ
4b…ケーブルシーブ
5…グラブバケット
6…操船室
7…クレーン操作室
8…シェル
9…下部フレーム
11…タイロッド
12…上部フレーム
13…支持ロープ
15…下シーブ
16…開閉ロープ
17,17a,17b,17c…水底
24…(グラブバケットの)中心位置
25…段差
27…水面
28…(グラブバケットの)中心軸
29…垂直軸
30…加速度センサ
31…角速度センサ
32…収納ボックス
33…送信ケーブル
34…位置信号
35…傾き信号
36…方位信号
37,60…データ処理演算装置
38…基準データ
39…基準位置
40…基準軸
41…基準方位
55…演算データ
56…浚渫画面表示
61…深度補正演算データ
62…補正深度
63…深度表示
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Grab
Claims (5)
グラブバケットに加速度センサ及び角速度センサを直接装備し、加速度センサによって水底における実際のグラブバケットの基準位置からの移動量を測定し、又角速度センサによって水底における実際のグラブバケットの基準軸からの傾き角度及び基準方位からの回動量を測定し、これらの移動量,傾き角度及び回動量の測定データをグラブ浚渫船に装備したデータ処理演算装置にグラブバケットの基準位置,基準軸及び基準方位からなる基準データとともに入力して演算処理し、基準データから変位した水底におけるグラブバケットの実際の位置と傾き角度及び方位の演算データを得て、該演算データに基づいてグラブバケットを操作することを特徴とするグラブ浚渫船による浚渫方法。 In a dredging method for excavating the bottom of a predetermined water area by a grab bucket suspended from a jib of a crane equipped with a grab dredger via a support rope and an opening / closing rope,
Equipped with an acceleration sensor and angular velocity sensor to grab bucket directly, the inclination angle from the actual measured amount of movement from the reference position of the grab bucket, also the reference axis of the actual grab bucket in the sea bed by the angular velocity sensor in the bottom of the water by the acceleration sensor Measure the amount of rotation from the reference azimuth and measure the amount of movement, tilt angle, and amount of rotation . The data processing arithmetic unit equipped with the grab dredger is the reference data consisting of the reference position, reference axis and reference azimuth of the grab bucket. And calculating the actual position, tilt angle, and direction of the grab bucket at the bottom of the water displaced from the reference data , and operating the grab bucket based on the calculated data Dredging method by dredger.
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