JPH1060943A - 浚渫船の施工管理システム - Google Patents

浚渫船の施工管理システム

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JPH1060943A
JPH1060943A JP11645797A JP11645797A JPH1060943A JP H1060943 A JPH1060943 A JP H1060943A JP 11645797 A JP11645797 A JP 11645797A JP 11645797 A JP11645797 A JP 11645797A JP H1060943 A JPH1060943 A JP H1060943A
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JP
Japan
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signal
dredger
depth
wire
hull
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JP11645797A
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Hiroshi Ikehata
博至 池畑
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IKEHATAGUMI KK
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IKEHATAGUMI KK
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Publication date
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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援助システム及び施工管理シ
ステムを提供する。 【解決手段】 グラブ浚渫船12に配設された起重機1
1のジブの傾斜角度を測定したジブ傾斜角度信号と、起
重機11の旋回角度を検出した旋回角度信号と、浚渫船
12の船体動揺を検出した船体動揺検出信号と、潮位計
から送信される潮位信号と、グラブバケット10を吊下
する支持ワイヤ長を測定する測定器からのワイヤ長信号
とを入力とし、実際の基準海面からの水深値を演算し、
吊下されるグラブバケット10の支持ワイヤ15を巻回
するウインチドラム25を制御して、設定深度に対する
余堀厚を最小限に制御している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海底を掘削する浚
渫船の施工援助システム及び浚渫船の施工管理システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、海底を堀下げる場合には浚渫船を
掘り下げる場所にアンカー又はスタッドを降ろして固定
し、浚渫船に取付けられている起重機にグラブバケット
を取付け、支持、開閉ワイヤの操作及び船体の移動によ
って徐々に海底を堀下げていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、浚渫船は海
上に浮いているので潮位によって水深が変化し、従って
グラブバケットの支持ワイヤの長さを一定に制御すると
潮位によって堀下深さが変化し目視等で補正をしても不
正確となるので、通常余堀厚を大きく取る必要があっ
た。この為余分の浚渫工事によって発生する土砂が生じ
ることになり、土砂の処分確保に余分の経費がかかると
いう問題点があった。また、グラブバケットの代わりに
砕岩棒を取付けて、砕岩棒を海底に自由落下させた場合
には、慣性によって支持ワイヤが弛むので、ウインチド
ラムに適当な時期にブレーキをかける必要があるが、従
来人手によっていたので、正確な制御が困難であるとい
う問題点があった。本発明はこのような事情に鑑みてな
されたもので前記問題点を解決する浚渫船の施工援助シ
ステム及び浚渫船の施工管理システムを提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第1の発
明に係る浚渫船の施工援助システムは、グラブ浚渫船に
配設された起重機のジブの傾斜角度を測定したジブ傾斜
角度信号と、該起重機の旋回角度を検出した旋回角度信
号と、浚渫船の船体動揺を検出した船体動揺検出信号
と、潮位計から送信される潮位信号と、グラブバケット
を吊下する支持ワイヤ長を測定する測定器からのワイヤ
長信号とを入力とし、実際の基準海面からの水深値を演
算し、吊下されるグラブバケットの支持ワイヤを巻回す
るウインチドラムを制御して、設定深度に対する余堀厚
を最小限に制御し、しかも、前記グラブバケットには該
グラブバケットの先端の爪が水平移動をするように開閉
用のワイヤを巻回する開閉用ウインチドラムと、該グラ
ブバケットの吊下する支持ワイヤを巻回するウインチド
ラムとを制御する水平掘削制御手段が取付けられて構成
されている。
【0005】そして、前記目的に沿う第2の発明に係る
浚渫船の施工援助システムは、グラブ浚渫船に配設され
た起重機のジブの傾斜角度を測定したジブ傾斜角度信号
と、該起重機の旋回角度を検出した旋回角度信号と、浚
渫船の船体動揺を検出した船体動揺検出信号と、潮位計
から送信される潮位信号と、砕岩棒を吊下する支持ワイ
ヤ長を測定する測定器からのワイヤ長信号とを入力と
し、実際の基準海面からの水深値を演算し、吊下される
砕岩棒の支持ワイヤを巻回するウインチドラムのブレー
キを制御して、支持ワイヤの余分な弛みを最小限に制御
すると共に、砕岩深度を一定にするようにして構成され
ている。また、前記目的に沿う浚渫船の施工管理システ
ムは、必要により微速で移動する船体に多数の超音波送
受素子を直線状に取付け、該超音波送受素子を順次切り
換えて船体から海底までの距離に相当する深度信号を発
生させ、この深度信号を潮位信号によって補正して実深
信号を算出し、前記超音波送受素子の並べた幅に対応す
る所定幅の海底断面図あるいは浅深図を表示させるよう
にして構成されている。なお、ここで潮位信号とは、実
際に潮位を測定して信号を発するものの他、時間計算に
よって潮位を計算して出力するものも含むものである。
【0006】第1及び第2の発明に係る浚渫船の施工管
理システムの作用について説明する。浚渫船の起重機に
グラブバケットを取付けて浚渫作業を行う場合、潮位に
よって変化しない基準海面から海底までの基準深度は、
起重機のジブの角度(α)、該起重機の旋回角度
(θ)、船体の動揺(β)、潮位(h)によって変化す
る。従って、前記、α、θ、β及びhから垂直成分(α
v 、θv 、βv 、 hv ) を取り出し、これらから補正値
を算出して(αv +θv +βv +hv )、支持ワイヤ長
の長さを補正し、これによって支持ワイヤのウインチド
ラムを制御することによって、掘削あるいは砕岩しよう
とする設定値にグラブバケットあるいは砕岩棒を沈める
ことができる。従って、この位置にグラブバケットをお
いて掘削すれば、余堀厚を最小限することが可能とな
り、この位置に砕岩棒が落下するようにして、手前の位
置にてウインチドラムにブレーキを必要程度にかけるこ
とによって慣性によって放出される支持ワイヤの余分な
弛みを最小限にし、砕岩深度を一定に制御できる。次
に、浚渫船の施工援助システムにおいては、船体に直線
状に多数の超音波送受素子を取付け、これを時間と共に
順次切り換えることによってスキャニング信号を発生さ
せるので、このスキャニング信号を潮位信号によって補
正することによって絶対的な海底信号を発することがで
きる。これを表示あるいは印字することによって実際に
掘削の状態を目で見ることができ、直接人間の感覚によ
って認識することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1及び図2は本発明の一
実施の形態に係る浚渫船の施工援助システムを説明する
為の概略構成図、図3はグラブバケットの側面図、図4
は同グラブバケットの動作を説明するグラフ、図5は本
発明の一実施の形態に係る浚渫船の施工管理システムを
説明するための概略構成図である。図1、図2に示すよ
うに、グラブバケット10を吊下する起重機11が取付
けられている浚渫船12をアンカー13によって所定場
所の海上に固定する。ここで、海底地盤が硬い場合には
グラブバケット10の代わりに重錘式の砕岩棒14を使
用することになり、この場合は支持ワイヤ15の先端を
砕岩棒14に取り替えることになる。図中、16は浚渫
船の遠隔制御室を、17は該起重機11の運転室を、1
8は潮位信号を発生する潮位テレメータを示す。図2に
は前記浚渫船の施工援助システムの概略構成を示すが、
図に示すように起重機11のブーム19の回動部に取付
けられてブーム19の起伏角度を検出する装置からのブ
ーム起伏角度信号20と、船体のトリム、ヒールを検出
する船体動揺検出装置からの船体傾斜信号21と、起重
機の基底に取付けられて旋回角度を検出する旋回角度検
出装置からのブーム旋回角度信号22と、前記潮位テレ
メータ18によって発する潮位信号23とを必要なAD
変換機あるいはインターフェイスを介して演算装置24
に入力する。この演算装置24においては、前記信号の
垂直分を合計して深度補正値kを算出する。
【0008】一方、グラブバケット10を支持する支持
ワイヤ15は、種々のガイド車輪を通って支持ワイヤ用
のドラムウインチ25に巻回されているが、該ドラムウ
インチ25にはその回転数を測定して支持ワイヤ15の
長さを測定する支持ワイヤ長測定器26、27が設けら
れている。なお、支持ワイヤ15を通るガイド車輪に回
転計を設けて支持ワイヤの長さを測定することもでき
る。従って、グラブバケット10が海面から海に沈んだ
距離d1 は前記測定器26によって測定され、この信号
1 が前記演算装置24に加えられ、演算処理部28に
よって補正値k(マイナスの場合もある)を加え、種々
の条件に左右されない実際の基準海面からのグラブバケ
ット10までの距離を算出し、この値と操作盤29によ
って入力される設定値とを比較しながら、その出力を駆
動アンプ30によって適当大きさに増幅して電気油圧バ
ルブ31を制御してウインチドラム25の油圧モータを
回転させ、支持ワイヤ15の長さを調整しグラブバケッ
ト10で設定水深値まで掘削を行うことになるが、この
掘削を行うに当たっては、グラブバケット10の開閉を
行うワイヤ32も前記支持ワイヤ15の下降に伴い下降
させる必要がある。そこで、開閉用ウインチドラム33
にも解かれたワイヤ32の長さを測定するワイヤ長測定
器34を取付ける。そして、該ワイヤ長測定器34の信
号とウインチドラム25に取付けた他方のワイヤ長測定
器27との信号を演算装置24に入力し、前記深度補正
値kを考慮して、グラブバケット10の開閉を行うよう
にウインチドラム33、25を制御する。
【0009】この時、制御装置24には水平掘削制御手
段35が設けられているので、この動作について図3、
図4を参照しながら説明すると、左右のシェル36、3
7の中央を下部ブロック38を介して吊る開閉用のワイ
ヤ32と、前記シェル36、37の側部を接続部材3
9、40及び上部ブロック41を介して吊る支持ワイヤ
15とを有してなり、ウインチドラム25、33を制御
することによって、シェル36、37の開閉を行ってい
るが、シェル36、37の先端の爪の軌跡は支持ワイヤ
15を保持した状態で開閉用のワイヤ32を上げると図
4(a)に示すようになる。そこで、支持ワイヤ15を
図4(b)に示すように下げると、全体の爪の軌跡は図
4(c)に示すように水平面上を移動する。従って、こ
れらの動きを前記補正値を考慮することによって動作さ
せると、所定の深さの海底の水平掘削を行うことができ
る。これらの動きは演算装置24に取付けられたXYプ
ロッター42、プリンター42a、CRT42bによっ
て表示させることができし、更には起重機11の運転室
17にはグラブバケット10の開口度計と、補正後の深
度を表示する深度計とを配置しこれらを見ながら操作を
行うことも可能である。なお、図2において43は電気
油圧バルブを示す。前記実施の形態においては、グラブ
バケット10の動作に説明したが、砕岩棒14を操作す
る場合には支持ワイヤに砕岩棒を接続し、補正値kを考
慮して深度を補正し、これによってウインチドラムの作
動とブレーキを制御することによって、ワイヤの弛みを
少なくすことができると共に、砕岩深度を一定にするこ
とができる。
【0010】続いて、浚渫船の施工管理システムの一例
について説明すると、これは浚渫幅に相当する間隔を海
底の真上から正確に測深するもので、未測深の起こらな
い間隔で浚渫船の船底44に、図5に示すように超音波
送受素子45を横一列に配置する。浚渫船では測深発信
器46、中継端子箱47、該中継端子箱47からのコー
ドを並列に入力して所定時間で徐々に順次切り換えてス
キャニング信号を発生させるスキャニング信号発生装置
及び潮位信号を発生する潮位テレメータ48からの信号
を受け入れる測深処理装置49と、これの信号を受ける
データ入出力装置50と、該装置50に接続されるデー
タ処理装置51とを有し、運転室17にて深度をデジタ
ル表示器52及びCRデイスプレイ53にて表示し、遠
隔制御室16にてデジタル表示器52a、CRデイスプ
レイ53a、プリンター54、XYプロッター55で表
示するようになっている。
【0011】浚渫船においては、移動は操縦ウインチ5
6によって行い通常6〜10m/min 程度の速度でしか
移動しない。加えて通常の浚渫水深(30m以内)では
超音波送受素子45の切り換えは1秒間に10素子の切
り換えが可能であり、従って、浚渫幅が広くなったり、
あるいは浚渫深さが深くなったとしても切り換え装置は
2台で充分であり、この方法では斜測による深度誤差を
少なくすることができるという利点を有する他、超音波
送受素子の指向角を小さくして素子を多く使用する場合
にでも適用でき、海底断面及び深浅測量図を、潮位によ
る補正を行って、デジタル表示器52、52a、CRデ
イスプレイ53、53a、プリンター54、XYプロッ
ター55で正確に表示することができる。なお、水深は
デジタル表示器52及びプリンタ54で表示するもので
ある。このような浚渫船の施工援助システムにおいて、
運転者が手動であるいは半自動で精度良く浚渫砕岩を行
い、かつ浚渫船の施工管理システムによって浚渫状況の
仕上がり状況を確認して余堀厚を少なくすることができ
る。
【0012】
【発明の効果】請求項1に記載される浚渫船の施工援助
システムによって、グラブバケットあるいは砕岩棒を、
潮位等の外部条件が変化しても海底から一定の位置に配
置できるので、与えられた条件でもって海底を正確に浚
渫することが可能となり、これによって余掘厚を最小限
にすることが可能となった。そして、前記効果の他、グ
ラブバケットに水平掘削機構が設けられているので、一
定の深さの位置を平坦に掘削することが可能となった。
請求項2記載の浚渫船の施工援助システムにおいては、
砕岩棒の位置を正確に制御できるので、自由落下に伴う
余分なワイヤの放出を防ぐことができ、しかも、砕岩棒
の転倒等を生じることなく、円滑に砕岩を行うことがで
きることとなり、砕岩深度を一定にすることができる。
請求項3記載の浚渫船の施工管理システムによって、海
底断面及び深浅測量図を、潮位による補正を行って表示
することができ、従って、これを見ながら浚渫工事ある
いは工事の仕上がりを見ることができることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る浚渫船の施工援助
システムを説明する為の概略構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る浚渫船の施工援助
システムを説明する為の概略構成図である。
【図3】グラブバケットの側面図である。
【図4】同グラブバケットの動作を説明するグラフであ
る。
【図5】本発明の一実施の形態に係る浚渫船の施工管理
システムを説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
10 グラブバケット 11 起重機 12 浚渫船 13 アンカー 14 砕岩棒 15 支持ワイ
ヤ 16 遠隔制御室 17 運転室 18 潮位テレメータ 19 ブーム 20 ブーム起伏信号 21 船体傾斜
信号 23 潮位信号 24 演算装置 25 ウインチドラム 26 ワイヤ長
測定器 27 ワイヤ長測定器 28 演算処理
部 29 操作盤 30 駆動アン
プ 31 電気油圧バルブ 32 ワイヤ 33 開閉用ウインチドラム 34 ワイヤ長
測定器 35 水平掘削手段 36 シェル 37 シェル 38 下部ブロ
ック 39 接続部材 40 接続部材 41 上部ブロック 42 XYプロ
ッター 42a プリンター 42b CRT 43 電気油圧バルブ 44 船底 45 超音波送受素子 46 測深発信
器 47 中継端子箱 48 潮位テレ
メータ 49 測深処理装置 50 デジタル
入出力装置 51 デジタル処理装置 52 デジタル
表示器 53 CRデスプレイ 54 プリンタ
ー 55 XYプロッター
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年4月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 浚渫船の施工管理システム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海底を掘削する浚
渫船の施工管理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】浚渫後の海底地形の水深測量を行う場
合、特開昭55−135767号公報に記載のように、
船体に多数の送受信子を直線状に配列して、送信子から
海底に向けて発信した超音波を受信子で受信し、その時
間差から海底面の測量を行うようになっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の深度測定方式は、海底に予め基準ブロックを配
置し、この基準ブロックを基準面にして海底の深さを測
定しているので、必ず基準ブロックを必要とするという
問題がある。更には、基準ブロックから少し離れた場所
で測深を行う場合には、船体の移動中に潮位が変動し、
正確な海底面の形状を測定できない場合があるという問
題があった。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、潮位の変動があっても、正確に浚渫後の海底の形状
を測定可能な浚渫船の施工管理システムを提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の浚渫船の施工管理システムは、船体に多数の超音
波送受素子を海底に向けて横一列に取付け、該超音波送
受素子を順次切り換えて前記船体から海底までの距離に
相当する深度信号を発生させ、この深度信号を潮位信号
によって補正して実深信号を算出し、前記超音波送受素
子の並べた幅に対応する所定幅の海底断面図あるいは深
浅測量図を表示させている。なお、ここで潮位信号と
は、実際に潮位を測定して信号を発するものの他、時間
計算によって潮位を計算して出力するものも含むもので
ある。
【0005】請求項1記載の浚渫船の施工管理システム
においては、船体に海底に向けて、横一列に多数の超音
波送受素子を取付け、これを時間と共に順次切り換える
ことによってスキャニング信号を発生させるので、この
スキャニング信号を潮位信号によって補正することによ
って絶対的な海底信号を発することができる。これを表
示あるいは印字することによって実際に掘削の状態を目
で見ることができ、直接人間の感覚によって認識するこ
とができる。
【0006】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形
態に係る浚渫船の施工管理システムを説明するための概
略構成図である。
【0007】本発明の一実施の形態に係る浚渫船の施工
管理システムは、図1に示すように浚渫幅に相当する間
隔を海底の真上から正確に測深するもので、未測深の起
こらない間隔で浚渫船の船底44に、複数の超音波送受
素子45が横一列に配置されている。これらの超音波送
受素子45は、中継端子箱47を介して測深処理装置4
9に接続されている。また、測深処理装置49には、各
超音波送受素子45に信号を送る測深発信器46が接続
されていると共に、超音波送受素子45を所定時間で徐
々に順次切り換えてスキャニングを行うスキャニング信
号発生装置が内蔵されている。
【0008】また、前記測深処理装置49には、潮位信
号を発生する潮位テレメータ48からの信号が入力さ
れ、更に、これの信号を受けるデータ入出力装置50を
介してデータ処理装置51が接続されている。一方、デ
ータ処理装置51にはデジタル表示器52及びCRディ
スプレイ53が接続されて、運転室17にて測定深度を
表示するようになっていると共に、データ処理装置51
は、デジタル表示器52a、CRディスプレイ53a、
プリンター54、XYプロッター55が接続されて、遠
隔制御室16にて出力できるようになっている。
【0009】浚渫船においては、船体の移動は操縦ウイ
ンチによって行い、通常6〜10m/min程度の速度
でしか移動しない。加えて通常の浚渫水深(30m以
内)では超音波送受素子45の切り換えは1秒間に10
素子の切り換えが可能であり、従って、浚渫幅が広くな
ったり、あるいは浚渫深さが深くなったとしても切り換
え装置は2台で充分であり、この方法では斜測による深
度誤差を少なくすることができるという利点を有する
他、超音波送受素子の指向角を小さくして素子を多く使
用する場合にでも適用できる。複数の超音波送受素子4
5によって測定された各深度信号を潮位信号によって補
正した実深信号を算出し、即ち、超音波送受素子45に
よって測定された深度信号に対応する海底断面及び深浅
測量図を、潮位テレメータ48からの潮位信号による補
正を行って、デジタル表示器52、52a、CRディス
プレイ53、53a、プリンター54、XYプロッター
55で正確に表示することができる。なお、水深はデジ
タル表示器52及びプリンタ54で簡便に表示できる。
このような浚渫船の施工管理システムによって、浚渫状
況の仕上がりを確認して余堀厚を少なくすることができ
る。
【0010】
【発明の効果】請求項1に記載の浚渫船の施工管理シス
テムによって、従来のように、海底に基準ブロック等を
沈めておく必要がなく、海底断面及び深浅測量図を、潮
位による補正を行って表示することができ、従って、こ
れを見ながら浚渫工事あるいは工事の仕上がりを見るこ
とができることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る浚渫船の施工管理
システムを説明するための概略説明図である。
【符号の説明】 16 遠隔制御室 17 運転室 44 船底 45 超音波送
受素子 46 測深発信器 47 中継端子
箱 48 潮位テレメータ 49 測深処理
装置 50 デジタル入出力装置 51 データ処
理装置 52 デジタル表示器 52a デジタ
ル表示器 53 CRディスプレイ 53a CRデ
ィスプレイ 54 プリンター 55 XYプロ
ッター
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】削除
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】削除
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】削除
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】削除

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 グラブ浚渫船に配設された起重機のジブ
    の傾斜角度を測定したジブ傾斜角度信号と、該起重機の
    旋回角度を検出した旋回角度信号と、浚渫船の船体動揺
    を検出した船体動揺検出信号と、潮位計から送信される
    潮位信号と、グラブバケットを吊下する支持ワイヤ長を
    測定する測定器からのワイヤ長信号とを入力とし、実際
    の基準海面からの水深値を演算し、吊下されるグラブバ
    ケットの支持ワイヤを巻回するウインチドラムを制御し
    て、設定深度に対する余堀厚を最小限に制御し、しか
    も、前記グラブバケットには該グラブバケットの先端の
    爪が水平移動をするように開閉用のワイヤを巻回する開
    閉用ウインチドラムと、該グラブバケットの吊下する支
    持ワイヤを巻回するウインチドラムとを制御する水平掘
    削制御手段が取付けられていることを特徴とする浚渫船
    の施工援助システム。
  2. 【請求項2】 グラブ浚渫船に配設された起重機のジブ
    の傾斜角度を測定したジブ傾斜角度信号と、該起重機の
    旋回角度を検出した旋回角度信号と、浚渫船の船体動揺
    を検出した船体動揺検出信号と、潮位計から送信される
    潮位信号と、砕岩棒を吊下する支持ワイヤ長を測定する
    測定器からのワイヤ長信号とを入力とし、実際の基準海
    面からの水深値を演算し、吊下される砕岩棒の支持ワイ
    ヤを巻回するウインチドラムのブレーキを制御して、支
    持ワイヤの余分な弛みを最小限にすると共に砕岩深度に
    なるように制御することを特徴とする浚渫船の施工援助
    システム。
  3. 【請求項3】 必要により微速で移動する船体に多数の
    超音波送受素子を直線状に取付け、該超音波送受素子を
    順次切り換えて船体から海底までの距離に相当する深度
    信号を発生させ、この深度信号を潮位信号によって補正
    して実深信号を算出し、前記超音波送受素子の並べた幅
    に対応する所定幅の海底断面図あるいは浅深図を表示さ
    せることを特徴とするグラブ浚渫船の施工管理システ
    ム。
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