Pašgājējas ceļu būves mašīnas
Patstāvīgi braucoši auto, kuri pārvietojas bez cilvēka vadības, pagaidām vēl nav kļuvuši par ikdienu, tomēr tā vairs nav arī nepārskatāma nākotne. Daudzās mūsu dzīves jomās arvien vairāk parādās produkti un pakalpojumi, kuros nav nepieciešama cilvēka vadība, piemēram, zāles pļaušanas vai logu mazgāšanas roboti. Celtniecības tehnikas jomā pagaidām ir maz autonomās tehnikas.
Tostarp būvniecības sektorā šādas iekārtas arvien vairāk tiek izmantotas dažādos palīgdarbos. Ceļu ieklāšanas nozarē HAMM AG ir viens no uzņēmējiem, kurš rada jaunu virzienu un jaunas tehnoloģijas asfaltēšanas darbu uzlabošanai. Tagad ražotājs HAMM pievērsies pašgājējām ceļu būves iekārtām. Pagaidām ierobežoti testa režīmā izmantotā tehnika ir daļa no nākotnes projekta "Autonomā ceļu būve". Līdz brīdim, kad HAMM ražotā tehnika spēs pārvietoties un blīvēt pilnīgi autonomā režīmā, paies vēl vairāki gadi. Tomēr jau tagad veiktās analīzes un izmēģinājumi apliecina, ka autonomā ceļa būves tehnika būtiski uzlabo ceļa klājuma kvalitāti un darbu ražīgumu.
Modernajos vieglajos un kravas automobiļos strauji palielinās dažādu palīgsistēmu izmantošanas apjoms. Navigācijas sistēma, ātruma kontrole, distances sensori, ceļa joslas kontrole, parkošanās un līkumu izbraukšanas palīgierīces, kā arī automātiskā gaismas ieslēgšana un izslēgšana pieejama arvien plašāk. Daudzās valstīs šī sistēmas iekļautas jauno automašīnu standarta pamataprīkojumā. Šāds palīgaprīkojums ir autonomi braucošo vieglo un kravas automašīnu bāze, kuras pašlaik tiek testētas un ar kuru attīstīšanu nodarbojas uzņēmuma komanda.
HAMM: Jauns vārds jomā – autonomi braucošais veltnis
"Šādas būvtehnikas attīstība vairs nav apturama. Tostarp veltņi asfalta un zemes blietēšanai ir pirmās iekārtas, kurās plaši tiek izmantotas šādas sistēmas. Pamats: tie līdzinās automašīnām daudz vairāk nekā citi iekārtu tipi. Tāpēc HAMM jau ilgi nodarbojas ar šo tematu," stāsta HAMM tehniskais direktors Dr. Stefans Klumps. Tostarp HAMM šai jomā ir celmlauzis. Inženieris Dr. Klumps turpina: "Patlaban mūsu nozarē neviens cits uzņēmums nenodarbojas ar pašgājēju ceļu būves tehnikas ražošanu. Mūsu veiktie pētījumi liecina, ka ar šādām iekārtām iespējams uzlabot ceļu klājuma blīvējuma kvalitāti un paaugstināt darba ražīgumu.
Daudzi mūsu nozarē strādājošie lielie uzņēmēji jau iepazinušies ar autonomās ceļu būves tehnikas priekšrocībām un jau ilgi un labprāt sadarbojas ar mums tās ieviešanā. Mūsu kopīgais mērķis – optimizēt būvdarbu procesu sakarā ar ierobežotu speciālistu pieejamību, no vienas puses, un nodrošināt augstas kvalitātes un augstražīgu, bet vienlaikus resursus taupošu iekārtu izmantošanu, no otras puses."
Dizaina izveide vēl priekšā
Par to, kā vajadzētu izskatīties pašgājējam asfalta veltnim, ilgi domāja HAMM izpētes un attīstības nodaļas vadītājs ar savu komandu Dr. Aksels Rēmers: "Mēs izpētījām tehniskos, konstrukcijas un saimnieciskos aspektus, novērtējot tos dažādos izmēģinājumos. Rezultāts: asfalta veltnim bez vadītāja nav nepieciešama šofera vieta, toties vajag neskaitāmus sensorus, kuri līdztekus blīvēšanas parametriem seko arī veltņa apkaimei.
Mēs apvienojām šos izaicinājumus un atklājām daudz jaunu, konstruktīvu iespēju. Mēs aprīkojām veltni ar ievērojami lielāku valča diametru, lielāku ūdens rezervuāru un akumulatoru veltnim ar elektrisko piedziņu. Tas uzlabo darbu kvalitāti, tehnika ir dabai draudzīgāka un augstražīgāka." Sadarbībā ar industriālajiem dizaineriem HAMM izveidojis atbilstošu tehnikas veidolu. Rezultāts ir pārsteidzošs: īpaši 9 tonnu smagās mašīnas valcis, kuru diametrs ir tikai zem 2 metriem. Tādējādi mašīnas kopējais augstums ir ievērojami mazāks nekā ar kabīni un jumtu.
Palīgsistēmas jau darbojas
Līdz šādu iekārtu reālai izmantošanai ejams vēl tāls ceļš – HAMM laiku rēķina dekādēs. Tomēr ceļojums sācies jau sen – sākumā tika izmēģināts dažāds palīgaprīkojums. Īpaši svarīgs ir HCQ navigators. Tas uzrāda veltņa iebūvētajā datorā reālos GPS rādījumus, kur, cik sen un cik pārgājienus veltnis ir veicis. Nodrošinātas arī tādas pārvietošanās funkcijas kā automātiskā ātruma kontrole, atpakaļgaita un tāds drošības aprīkojums kā aizmugures skata kameras. Tas atvieglo braukšanu un jau šodien uzlabo ieklāšanas darbu kvalitāti. Pašlaik HAMM speciālistu komanda strādā pie joslas ievērošanas aprīkojuma, papildu stūrēšanas iekārtām un navigatora uzlabošanas.
Sensoru un programmēšanas komplekss
Lai pašgājēja veltnis spētu pilnīgi autonomi blīvēt kvalitatīvu segumu, nepieciešams daudz vairāk sensoru un vēl inteliģentāka programmatūra nekā jau esošajās iekārtās. Sensoriem jāuztver visi mainīgie dati no mašīnas apkaimes. Cita starpā tie ir dati par atrašanās vietu, braukšanas virzienu, atstatumu no citiem objektiem, aktuālā informācija par blīvējamo virsmu (temperatūru un blīvumu) vai informācija par laikapstākļiem (piemēram, vēja spēku vai temperatūras svārstībām).
Šos datus iekārta salīdzinās ar virsmas rādītājiem (kur vēl nepieciešams sablīvēt?), ar asfaltēšanas shēmu (cik daudz un kādas mašīnas strādā vienlaikus?) vai vēlamo ceļa sablīvējumu (cik izturīgam tam jābūt?). Vienlaikus tiek salīdzināti ceļu seguma ieklāšanas darbu attēli ar darba instrukciju pagriezienu vai atpakaļgaitas regulējumam, malu apstrādei, braukšanas ātruma noteikšanai, enerģijas izmantošanai. Tas ir ļoti komplekss uzdevums.
10 tūkstoši nepārtraukta darba stundu
HAMM jau paveicis pirmos darbus šā rādītāja sasniegšanai. Turklāt tas noticis ne tikai uz papīra, bet gan konkrētā darba ilguma pārbaudījumā, kas notika uz testa ceļa ar tā dēvēto "ēnas operatoru" - tas bez vadītāja sekoja priekšā braucošai automašīnai. Šis testēšanas ceļš tika izveidots 2014. gadā galvenokārt prototipu izmēģināšanai. Šeit realitātei tuvos apstākļos HAMM inženieri nedēļām ilgi dienu un nakti var pārbaudīt savus jauninājumus – bez vadītāja.
Mašīnas patstāvīgi "apgūst" programmu, uzpilda degvielu un pēc testēšanas noslēgšanas patstāvīgi novietojas stāvvietā. Lai mašīna nesadurtos ne ar cilvēkiem, ne citiem objektiem, HAMM inženieri izveidojuši vērienīgu apkaimes uzraudzību. "Pa testēšanas ceļu mēs esam nobraukuši jau 10 tūkstošus stundu, tādējādi ieguvuši lielu pieredzi par autonomajām mašīnām," stāsta diplomēts inženieris Hanss Pēteris Pacners, kurš izveidojis mašīnas stūrēšanas sistēmu.
Inženierus gaida vēl viens izaicinājums, jo top otrais testēšanas ceļš, kur jau drīz darbu sāks otrais asfalta veltnis. "Mēs esam izstrādājuši īpašu sadursmju uzraudzītāju – tas ir svarīgs solis pašgājēju automašīnu izstrādāšanā," stāsta automatizēšanas speciālists.
Pašgājēja "ēnas" veltnis
Otrā projekta mērķis bija citāds: sadarbībā ar Osnabrikas augstskolu izdevās pārbūvēt asfalta veltni, kurš automātiski "kā ēna" bez vadītāja seko priekšā braucošam asfalta ieklājējam. Par to stāsta attīstības nodaļas vadītājs inženieris Dr. Rēmers: "Kad mēs pilnveidosim šo "ēnas" mašīnu, būtiski palielināsies tās potenciāls, jo seguma blīvēšana tiks pilnīgi automatizēta. Tas ļaus paaugstināt darba kvalitāti, pateicoties vienmērīgajam ātrumam un joslas ievērošanai. Regulējama veltņa apturēšana ļaus izvairīties no izbraukšanas ārpus veltņošanas robežām un nepieļaus pārblīvēšanu. Tāpat precīza veltņa joslas maiņa nepieļaus iespiedumu veidošanos. Visas šīs sistēmas automātiski paaugstina darba ražīgumu, īpaši ja šāda koncepcija tiek izmantota vienlaikus vairākās iekārtās."
Automatizācija nodrošina augstāku kvalitāti
Jebkāda autonomās ceļu būves tehnika vienmēr nozīmē arvien jaunu un jaunu palīgaprīkojumu ieviešanu. "Tas jau tuvākajos gados ļaus pakāpeniski arvien vairāk atslogot tehnikas vadītāju, tomēr galvenais mērķis ir pilnīgi autonoma veltņa izveide. Protams, tāpat ikviena jauna papildu iekārta paredzēta ceļa blīvēšanas procesa uzlabošanai," saka Dr. Klumps. Tomēr, kamēr nav radīta pilnīgi nekļūdīga apkaimes uzraudzība absolūti autonomai darbībai, mašīnas vadītājs būs nepieciešams.
Viņš pārņems iekārtas vadīšanu tikai noteiktā situācijā, piemēram, degvielas uzpildīšanas, iekraušanas vai izkraušanas laikā, vai arī nepieredzētos ārkārtas gadījumos. Tas līdzinās lidmašīnas vadīšanai: mūsdienīgajos lidaparātos autopilots un citas sistēmas lidojuma laikā veic lielāko darbu daļu. Piloti vada lidmašīnu tikai pacelšanās un nolaišanās laikā, kā arī neieplānotās situācijās, bet parasti viņu galvenais uzdevums ir tikai procesa pārraudzīšana.
Jauniem projektiem nepieciešami likumīgi noteikumi
Pirms darbu uzsākšanas "autonomā būvlaukumā" līdztekus darbu tehniskai izpildei noteikti jāpievēršas arī likumu normām. Tām jāietver šādus jautājumus: kurš uzņemsies atbildību, ja šāda pašgājēja mašīna nodarīs kādu kaitējumu: ražotājs, īpašnieks, izstrādātājs? Vienlaikus jāievieš skaidrība arī par robežjautājumu izvērtēšanu: vai mašīnas darbā svarīgākā ir objektu aizsardzība tās apkaimē vai tomēr galvenā ir optimālā seguma kvalitātes nodrošināšana? Šos jautājumus jāapspriež ražotājiem un lietotājiem kopā ar uzņēmējiem, iestādēm un likumdevējiem.
Vairāk struktūru būvdarbu procesā
Tā kā autonomās būvdarbu tehnikas attīstīšana saistīta ar lielām izmaksām, HAMM speciālisti apsvēruši, ar kādiem noteikumiem viņi varētu apņemties ierīkot šādas sistēmas. Dr. Klumps saka: "Uzskatām, ka ceļu būvē arī pēc 50 gadiem tiks izmantots betons un asfalts. Lai tuvinātu autonomi strādājošas tehnikas ražošanu, jāmaina to apkaime un izbūves procesi. Mūsu ražotās pašgājēju mašīnas tiek izmantotas, piemēram, kalnrūpniecībā. Tur tās strādā noslēgtā, pilnīgi standartizētā sistēmā, kur praktiski nesaskaras ar ārpasauli un neietekmē procesus. Šādos strikti noteiktos ierobežojumos milzīgās mašīnas bez vadītājiem jau šodien pa raktuvēm vairākus kilometrus pārvadā akmeņus un rūdu. Ceļu būvē šāda pārvietošanās ir grūtāk paredzama un strukturējama. Katrs būvlaukums ir atšķirīgs. Turklāt šeit pastāv pārāk cieša saskare ar apkārtējo vidi (tas saistīts arī ar augstāku bojājumu potenciālu), arī tehnikas izmantojums nav vienveidīgs. Lai mēs varētu paaugstināt iekārtu potenciālu, automatizējot tās, ceļu būvē nepieciešams mainīt būvnormatīvus un ieviest stingrāku standartizāciju. Tas savukārt nozīmē izmaiņas plānotāju domāšanā un ražotāju darbā."
No veltņa operatora – par veltņu menedžeri
Viss aprakstītais nozīmē arī veltņu darba kopainas izmaiņas. Arvien plašāka automatizācija cita starpā varētu atrisināt darbaspēka trūkuma problēmu. Nākamajā posmā, kad "ēnas" veltņi vai citas pašgājējas vai tālvadības mašīnas pilnīgi iekaros būvlaukumus, cilvēka darbs mainīsies vēl vairāk: viņš vairs nebūs cilvēks, kas groza stūri, bet gan būs būvtehnikas menedžeris, kurš, iespējams, pat no biroja, uzraudzīs un vadīs pat vairākas mašīnas vienlaikus. Šādas attīstības scenārijs vispirms būs iespējams valstīs ar augstu darba apmaksu, turklāt tas neapšaubāmi saistīts ar kvalitatīvām un komerciālām priekšrocībām. Šai gadījumā tiks panākts finansiāls ietaupījums, nodarbinot mazāk personāla ar augstāku darba atdevi. Rezultātā izpaliks arī papildu darbi, jo pamatdarbs tiks paveikts augstā kvalitātē. Tomēr tam noteikti nepieciešama plānotāju un klientu mijiedarbība, attiecīgu plānošanas instrumentu un attiecīgo likumu normatīvu izstrādāšana. Tas jādara vienlaikus ar moderno mašīnu izveidi.
Kopsavilkums
HAMM ne tikai apsver autonomo mašīnu tematu. Dr. Klumps runā par skaidriem plāniem: "Mēs esam ne tikai formulējuši savu vīziju. Mēs jau strādājam pie vairākiem projektiem, kuru rezultāti mūs arvien vairāk tuvina autonomajiem būvdarbiem. Iespējams, daudziem mūsu mērķis var šķist kā zinātniskā fantastika. Tomēr jau pēc 20 vai 30 gadiem daudz kas no tiem būs kļuvis par ikdienu. Nākotnē mūsu izstrādājumi padarīs ceļu būvi vēl saimnieciskāku, augstražīgāku un labāku."
Uzzināt vairāk: www.wirtgen-group.com