激光傳感器在自動化港口中的應用研究

王家喜

摘 要：隨著社會的發展、科技的進步，各種高科技技術應運而生，為各行各業帶來了極大的便利?，F今自動化港口的興起，將無人操作變成了現實，極大的提高了港口工作效率，而這一切都要歸功于激光傳感器。激光傳感器顧名思義，就是使用激光技術進行測量的傳感器。本文就激光傳感器在自動化港口中的應用展開探究，希望為自動化港口的發展提供理論支持。

關鍵詞：激光傳感器；自動化港口；應用

在我國有大量的港口，每天貨運量巨大，如果全部用人工操作，港口及港口作業人員都將承受巨大的壓力。而自動化港口的誕生，極大的緩解了港口作業的負載，提高了作業效率，降低運營成本，同時也為港口帶來了豐厚的效益，推動著港口的發展。因此我國作為航運吞吐量大國，更應當注重激光技術在港口的運用和發展。

一、激光傳感器簡述

當前內河船舶正在不斷發展與進步，但革新船舶工作的開展只是其中一部分，更重要的是港口革新工作，該項工作對增強內河航運有著至關重要的作用。隨著激光傳感器不斷的普及與進步，各個行業都逐步開始投入使用，其中也包括港口自動化工作實施。而該傳感器因一維的激光測距儀與二維、三維的激光掃描儀這幾種不同功能整合在一起運用在港口領域，促使全自動化港口的誕生。而自動化港口是在整個港區從橋吊到集裝箱卡車及碼頭內的各個環節都實現了計算機自動管理、監控，全程實現了無人操作。[ 1 ]

二、激光傳感器在自動化港口中的應用

通常港口在日常中作業時的基本流程有以下幾個環節。卸船時候，港口岸邊集裝箱起重機（岸橋）將集裝箱從船舶上卸下，裝在集裝箱牽引車上，牽引車將集裝箱運至相應的堆場；再由堆場設備卸在指定的位置。裝船時候流程相反。在傳統的港口的許多工作都需要人工來操作機械完成，而將激光傳感器運用到自動化港口中的每個環節中，最大程度全面實現無人操控、全自動作業，促使整個港口作業的效率得到極大的提高，且省時省力安全，作業過程更流暢。

（一）岸橋作業的自動化

激光傳感器應用到岸橋作業時，是將兩個二維激光掃描儀安裝在岸橋的大梁上，當船舶靠岸時，對裝載的集裝箱進行掃描測量。掃描完成后，再將得到的信息、數據反饋到計算機系統，計算機軟件根據掃描結果進行處理，在計算機上可以清晰的看到集裝箱的排列次序及高度。通過處理后，將集裝箱的輪廓圖像更直觀的展現出來。得到這些準確的信息后，岸邊的起重機才能夠更準確、飛速的卸載貨物，卸載時間大大縮短，而卸載效率大幅提高。

在未應用激光傳感器之前，集裝箱的大體位置、高低等信息，所以裝卸作業既費時又費力，不僅如此，起重機的司機因不了解所有集裝箱的分布情況，從而經常發生一些碰撞事故，如果，遭到碰撞的集裝箱內是易碎物品，就會造成巨大的損失。而激光掃描儀的應用，使得整個集裝箱的分布、排列都清晰可見，從而很好的規避了這種風險。[ 2 ]

（二）軌道式集裝箱門式起重機作業的自動化

自動化港口的碼頭在應用激光傳感器時，都是將幾個三維的激光掃描儀安裝在堆場合適的位置，對所有的集裝箱與各個自動導引小車進行立體空間掃描，以獲得準確的數據及坐標。一旦確定要運送的集裝箱選好目標后，計算機系統就會馬上調派一輛自動導引?。╝gv）車前去轉運，同時設定最為恰當的路線指示其前行。

通過計算機系統的調配，整個碼頭運轉將更加快速，暢通無阻。在碼頭內部的每臺門式起重機的橫梁兩端位置，也將安裝一臺三維掃描儀，通過這兩臺三維掃描儀能夠更精準的獲得每個集裝箱的具體位置及信息狀況，從而在卸載集裝箱時，可以準確的找到目標。找到目標后快速的抓取，將目標集裝箱放在集裝箱轉運平臺上，再由轉運平臺放置AGV上，AGV會依照系統給出的最佳路線，將集裝箱快速的運到制定位置，裝船和卸船的流程剛好相反。在傳統的集裝箱碼頭上，都是依靠手工操作機械完成集裝箱的運輸、裝載及卸載等工作，而自動化碼頭使用自動化機械進行裝卸、運輸工作，不僅更安全可靠，同時低碳環保，實現了高效運作。

激光傳感器在自動化港口中的應用，使無人操作成為現實。并在整個港口內，實施了全面監控，更好的調動、調整、控制，不但為港口節省了大量的人力、物力和時間，同時運轉、抓取更加的準確，降低了失誤發生的幾率，港口作業效率大幅度提高。[ 3 ]

自動化港口的優勢顯而易見，但是在運作當中，仍存在一些問題需要解決，如AGV的避讓措施、連續工作是工況下AGV的充電問題。調度規則、安全距離以及合適的數量等，這些問題也成為當下研究的熱點，只有不斷完善，才能確保港口作業平穩、快速的開展。

三、結語

眾所周知，港口是一個密集型物流的核心及中轉站，一直以來，肩負著很大的重任。而社會的發展，使得港口作業負載急劇加重，而對其作業效率要求也在不斷的提升。而激光傳感器的運用，發揮了其優良的特性，使港口實現了自動化作業。不但緩解了港口作業壓力，節省了人力物力，更推動港口快速的發展。但作為相關部門及研究人員還應繼續努力，不斷優化、創新激光技術，使港口自動化設施更加完善，真正將自動化設備全面覆蓋到港口的各個角落，為國家和社會創造更多的利益。

參考文獻：

[1] 薛苗苗.機電自動化在港口中的實際應用[J].企業導報，2016，（20）：55.

[2] 龔永祥.關于自動化控制技術在港口輸送系統中的應用與分析[J].信息系統工程，2016，（06）：24.

[3] 許驥平.激光傳感器在自動化港口中的應用[A].上海市激光學會.上海市激光學會2013年學術年會論文集[C].上海市激光學會，2013：1.