集裝箱門式起重機防撞箱事故策略對比研究

陳 實

（重慶國際集裝箱碼頭有限責任公司 重慶）

一、引言

集裝箱撞箱事故一直是困擾集裝箱港口的常見事故之一。集裝箱堆場內所堆放的集裝箱往往高度不一、錯落有致，因此，堆場內的集裝箱門式起重機在吊裝作業過程中，稍有不慎就會出現由于起吊高度不足，引起起吊箱與堆存箱發生碰撞，從而導致嚴重的起重事故。目前，應對此類事故的措施有3種，分別是門字形運行方案、集裝箱定位計算方案和集裝箱高度檢測方案。對3種方案進行介紹和對比研究。

二、門字形運行方案

門字形運行方案即要求起重機在作業每個集裝箱時，必須將起吊箱提升至最高位置方能進行水平移動。該方案的優點是投入小、實施簡單。只需要借助起重機起升機構的凸輪開關或編碼器，將起吊箱高度位置信息引入起重機運行機構控制，要求起吊箱必須達到安全高度方能全速進行大、小車水平運行，即可實現強制門字形運行。另外，為防止凸輪開關或編碼器失效的情況發生，也可在安全高度位置增加對射型光電傳感器進行檢測，確保起吊箱達到指定高度（圖1）。

圖1 對射型光電傳感器

圖2 起重機按優化路線運行

圖3 集裝箱高度檢測方案

門字形運行方案可靠性高，是防止撞箱事故最有效的解決方案。不過，其缺點也顯而易見，起重機起升、大車、小車機構無法實現聯動，很大程度的導致作業效率下降和作業成本上升。

三、集裝箱定位計算方案

集裝箱定位計算方案是通過起重機大、小車運行機構上增加編碼器等定位裝置記錄堆場內集裝箱堆放位置和數量情況，再計算出起吊箱運行軌跡上，堆存箱的高度信息，從而引導起重機按優化路線運行（圖2）。

經過測試，上述方案相比門字形運行，在作業效率上可提高25%，減少能耗24%。但是該方案投入大，實際使用過程中存在一些問題，一是由于編碼器等定位裝置的累計誤差或大小車軌道下沉等問題，極易導致集裝箱定位出現偏差。二是在同一堆場內作業的起重機需要相互通信，共享定位數據信息，對通信的可靠性要求也非常高，這些問題導致集裝箱定位計算方案，在實際使用中故障率較頻繁，影響正常作業。

四、集裝箱高度檢測方案

集裝箱高度檢測方案，主要是依靠激光測距裝置實時檢測起吊集裝箱水平運行軌跡上的堆存箱高度，并與起吊箱實時高度（起吊箱實時高度可通過起升機構上的編碼器獲取）進行比較，一旦發現起吊高度不足，立即限制運行（圖3）。

此種方案是防止起重機駕駛員操作疏忽的一種安全保護措施，對所需的激光測距裝置的性能要求較高，需要較高的檢測頻率和能對各種顏色集裝箱進行檢測。如果需要全方位進行保護，至少需要配備6個激光測距裝置。

五、分析比較

經過對3種方案實際使用效果比較，采用集裝箱高度檢測方案相對更合理。門字形運行方案犧牲了港口寶貴的作業效率，缺點非常顯著。集裝箱高度檢測方案在功能上較集裝箱定位計算方案差別不大，在作業過程中，都能實現起吊箱在垂直起升和水平移動的聯動。但是，集裝箱高度檢測方案相對投資較小，故障率更低，運行也更可靠。