Успешный пример применения радара миллиметрового диапазона в системах шлюзов
Бизнес-фонд
Во второй половине дня 9 декабря 2024 года на шлюзе Минден на реке Мозель в Германии грузовое судно столкнулось с шлюзовыми воротами из-за чрезмерной скорости и близкого расстояния, при этом серьёзно повредив два ворота и гидравлические системы. Ремонт занял почти три месяца, причинив убытки в размере 500 000 евро.
13 ноября 2022 года в шлюзе Вучжоу Чанчжоу в Гуанси низкая эффективность движения привела к сильной пробке, в результате чего почти 1500 судов оказались заблокированы со средней задержкой в семь дней.
(Изображения взяты из интернета; при наличии авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для их удаления.)
Политическое руководство
В Китае разработаны руководящие указания по развитию интеллектуального судоходства, в которых определены поэтапные цели (базовая инфраструктура к 2025 году, полная интеллектуализация к 2035 году и высококачественная система к 2050 году) для продвижения отрасли в направлении автоматизации и интеллектуализации. Радары миллиметрового диапазона и другие умные датчики становятся незаменимыми для безопасной и эффективной эксплуатации шлюзов.
Основные проблемы в операциях с блокировками
Сильная засоренность сосудов: Объём грузоперевозок по внутренним водным путям Китая ежегодно превышает 6 миллиардов тонн, что создаёт высокую нагрузку на шлюзы из-за интенсивного движения и требует повышения эффективности.
Усиление рисков попадания в ловушку: Крупнотоннажные суда рискуют повредить конструкции шлюзов (ремонт которых обходится почти в миллионы), перекрыть водные пути или привести к жертвам. Для корректировки работы шлюзовых ворот срочно необходимы точное позиционирование судов и предиктивные технологии.
Неэффективные ручные проверки: Текущие системы контроля на воротах зависят от ручных проверок, которые затруднены погодными условиями, ночным видимостью и человеческими факторами, что требует внедрения интеллектуальных систем обнаружения взамен ручного труда.
Сравнение рыночных решений
Распространённые решения для предотвращения застревания и повышения эффективности движения: визуальные камеры, инфракрасные лучи, LiDAR и др.
| Технические метрики | Радар MMW + Видение | Только видение | Инфракрасные лучи | Лидар |
| Диапазон обнаружения | Средне-длинный (10–300 м); Многоугловая установка (до 90° по наклону) |
В основном, без дальности; Высокая зависимость от алгоритма (дорогостоящая) |
Малого радиуса действия (≤50 м) | Средне-длинный (50–300 м) |
| Точность навигации | Высокий (±0,5 м) | Основанные на изображении, большие ошибки | Только обнаружение присутствия | Сверхвысокий (±2 см) |
| Надежность | Всепогодный (проникает сквозь дождь/туман/пыль) | Weather/light/smoke-sensitive | Weather/light/smoke-sensitive | Weather/light/smoke-sensitive |
| Стоимость | Средний | Низкий | Низкий | Высокий |
С учётом производительности, надежности и стоимости, радар MMW + видение обеспечивают наилучшую экономичность.
Решение системы на основе радара MMW
Архитектура системы
Основные функции:
Обнаруживает входящие суда в шлюзовой камере; запускает закрытие ворот, управляемое ПЛК, на заранее установленных расстояниях.
Мониторы следят за приближающимися судами за пределами шлюза, оценивая расстояние и скорость для оценки рисков столкновения и при необходимости останавливая закрытие ворот.
Радар наземного наблюдения NSR100W
| Параметр | Спецификация |
| Частотная полоса | 24~24,25 ГГц (одобрено в Китае, США, ЕС) |
| Угловое покрытие | Азимут: 90° Возвышение: 13° |
| Диапазон обнаружения (судно) | 300m |
| Точность навигации | ±0,5 м |
| Разрешение по расстоянию | 1m |
| Диапазон скорости | 0,5–30 м/с |
| Точность скорости | 0.03m/s |
| Разрешение скорости | 0.06m/s |
| Интерфейс связи | RJ45 10M/100M (PoE)/RS485/Modbus |
| Класс защиты | IP66 |
Развертывание на месте
Оборудование: 4 радара MMW (одна водная дорога), 4 камеры PTZ, 1 сервер, 2 контроллера ворот.
Установка радара
Метод 1: Для шлюзов с разницей уровней воды в верхнем и нижнем бьефе менее 10 м эффективное обнаружение судов обеспечивают радары, установленные спереди.
Метод 2: Для разниц >10 м боковые радары настраивают вертикальное обнаружение на 90° для многоуровневого охвата.
Преимущества для клиента
Сокращение коллизий/запираний ворот на 70%, экономия более 8 миллионов юаней на ремонте.
На 25% выше эффективность движения: среднее время транзита сократилось с 40 до 30 минут.
На 50% меньше ручных проверок, что сокращает расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание на 20%.
СОПУТСТВУЮЩИЕ ТОВАРЫ
Радар наземного наблюдения NSR100W