自動化集裝箱碼頭水平運輸系統(tǒng)安全保護(hù)設(shè)計

唐立輝+王偉+朱林+張常江

自動化集裝箱碼頭有別于傳統(tǒng)集裝箱碼頭的主要特征之一是碼頭岸邊與堆場間水平運輸實現(xiàn)全自動化。目前，國外已建成的自動化集裝箱碼頭主要采用自動引導(dǎo)車（automated guided vehicle，AGV）作為水平運輸設(shè)備（見圖1）。AGV車隊規(guī)模龐大，且與岸邊及自動化堆場系統(tǒng)交互頻繁；因此，要求AGV具有智能化的避碰保護(hù)功能。為保障AGV車隊正常作業(yè)，避免碰撞，應(yīng)用設(shè)備控制系統(tǒng)（equipment control system， ECS）交通控制邏輯算法、單機自動化層面的激光防撞系統(tǒng)以及底層機械電氣保護(hù)系統(tǒng)，實現(xiàn)AGV多系統(tǒng)融合與多層級避碰，確保AGV安全、高效運行。

1 ECS層面避碰設(shè)計

作為自動化集裝箱碼頭裝卸設(shè)備的核心控制系統(tǒng)，ECS的主要功能是接收碼頭操作系統(tǒng)的指令，自動規(guī)劃AGV最優(yōu)行駛路徑，控制AGV執(zhí)行裝卸船及轉(zhuǎn)場任務(wù)。通過ECS的交通控制邏輯算法模塊實現(xiàn)AGV的路徑規(guī)劃及避碰，是AGV避碰保護(hù)策略最重要也是最根本的一環(huán)。ECS交通控制邏輯算法根據(jù)AGV的當(dāng)前位置和目標(biāo)位置以及作業(yè)車隊內(nèi)其他AGV的任務(wù)及位置情況，自動生成避開其他AGV的到達(dá)目標(biāo)位置的最優(yōu)路徑；同時，在AGV運行前，系統(tǒng)自動生成到達(dá)目標(biāo)位置的預(yù)申領(lǐng)路徑，并根據(jù)AGV的速度、運行指令方式等生成鎖閉區(qū)伴隨AGV運行，確保AGV運行過程中的鎖閉區(qū)不被其他AGV侵占，從而從系統(tǒng)層面防止AGV在運行過程中與其他AGV相撞。在一些特殊情況下，例如，當(dāng)AGV發(fā)生故障，導(dǎo)致其在ECS內(nèi)離線而無法確定當(dāng)前車輛位置時，ECS通過暫停整個車隊或自動在故障AGV周圍生成禁行區(qū)來確保車輛安全。……