集裝箱碼頭RTG遠程半自動化操作堆場實現(xiàn)方法研究

尹飛

摘 要：現(xiàn)階段輪胎起重機是我國集裝箱碼頭堆場用來裝卸集裝箱的主要形式，并將現(xiàn)有的RTG技術(shù)改進為遠程操控的半自動化模式，在一定程度上減少了員工的工作數(shù)量及操作人員的工作壓力，同時還有效提高了工作頻率及集裝箱碼頭的經(jīng)濟效益。本文將結(jié)合實際情況對集裝箱碼頭RTG遠程半自動化操作堆場實現(xiàn)方法進行分析研究并提出有效意見，旨在為促進我國RTG遠程半自動化的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：集裝碼頭；半自動化操作；方法研究

中圖分類號：U695 文獻標(biāo)識碼：A

0.引言

隨著我國數(shù)字化時代、信息化時代的到來，建設(shè)自動化的集裝箱碼頭逐漸成為物流運輸行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前國內(nèi)主要采用橋式起重機-RTG-集卡的裝卸工藝，實現(xiàn)RTG遠程半自動化可以有效減少上機人員，實施動態(tài)配置任務(wù)，RTG待工時可自動停機，減少了能源消耗，從而使碼頭節(jié)能減排的效果達到最優(yōu)。本文將結(jié)合當(dāng)前集裝箱碼頭的實際情況對RTG遠程半自動化操作堆場實現(xiàn)方法進行探討研究并結(jié)合實例進行分析，旨在為今后相關(guān)工作提供寶貴經(jīng)驗。

1.RTG特點及自動化技術(shù)

（1）集裝箱堆積位置距離檢測技術(shù)

為了準(zhǔn)確地將集裝箱放置到指定地點，相關(guān)工作人員有必要對吊箱與目標(biāo)項之間的距離進行檢測，而為了檢測出吊箱與目標(biāo)箱之間的距離應(yīng)大力開發(fā)電子眼。電子眼的安放位置應(yīng)在吊具的前側(cè)CCD攝像頭和夜間照明裝置是構(gòu)成電子眼的主要構(gòu)件，通過電子眼拍攝出的清晰影像經(jīng)過畫像處理準(zhǔn)確給出目標(biāo)相上邊緣及吊箱下邊緣的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，通過計算得出二者之間的準(zhǔn)確距離。在實際工作過程中RTG會受到小車移動、箱體過重的影響導(dǎo)致輪胎變形、本體振動的現(xiàn)象，而吊具用于吊取吊箱的攬勝也會受到小車移動、風(fēng)力等外界因素的影響產(chǎn)生震動。因此，電子眼需要及時檢測出受到各種因素影響時吊箱與目標(biāo)項之間的距離，從而保證高精度運動提供有力保障。

（2）高精度堆積控制技術(shù)

應(yīng)控制吊箱的實際操作與電子眼檢測出的距離相同，并使吊箱可以準(zhǔn)確堆放至目標(biāo)的上方，以實現(xiàn)高精度堆積。由于吊箱在實際操作過程中會受到外界因素出現(xiàn)擺動現(xiàn)象使得電子眼無法有效實時對目標(biāo)箱上邊緣進行檢測，從而無法準(zhǔn)確確定與目標(biāo)之間的距離，因此應(yīng)采集傳感器信號檢測到的吊箱搖動信息并進行復(fù)合運算，以確定吊箱與目標(biāo)箱之間的距離。

（3）大車/小車自動向目標(biāo)位置移動和確認(rèn)的控制技術(shù)

在吊箱進行移動時，首先應(yīng)利用設(shè)置在大梁上的RTG傳感器對集裝箱高度進行檢測，然后利用檢測出的數(shù)據(jù)進行計算從而得出最簡便快捷、安全的路徑，通RTG應(yīng)與機械式防搖裝置、電子防搖裝置同時運用到吊箱的移動過程中，以減小吊具在吊箱移動過程中的搖晃情況。在吊箱升起的過程中，為防止與臨近集裝箱發(fā)生碰撞可以在釣具上安裝橫向超聲波傳感器。對于大車移動，為保證RTG可以在規(guī)定跑道內(nèi)運行，需通過在RTG后左右方安裝讀取裝置用來讀取地下預(yù)埋的磁力線，并通過掃描地下磁力線的方式對大車進行控制來實現(xiàn)大車的自動移動控制技術(shù)。

2.名古屋RTG自動化碼頭系統(tǒng)運行實踐分析

以名古屋RTG自動化碼頭為例，對RTG遠程半自動化運行系統(tǒng)進行實踐分析。該碼頭分為2個泊位，岸線長度為750m，擁有6臺額定起重量為45t的橋式起重機，齊聲總高度為56.5m，其中軌下高度16.5m，軌距30.5m，橋吊外伸距離可以為22排6層高的船只工作同時還配備可自動運行RTG設(shè)備24臺，其中有兩臺作為備用，可供18598TEU堆存，其中392TEU用于海關(guān)、動植物檢疫，32TEU用于危險品，486TEU冷藏箱。此外名古屋RTG自動化碼頭分別有6道出場通道、6道進場通道，在2012年集裝箱吞吐量為50.8TEU，而到2013年已經(jīng)增長到55萬TEU。名古屋RTG自動化碼頭主要具有以下特點：

（1）該碼頭將自動化堆場分為各配有一臺自動化RTG的22個箱區(qū)，保證RTG不會跨區(qū)作業(yè)。

（2）采用金屬網(wǎng)對各個箱區(qū)進行分割，而每個箱區(qū)利用自動欄桿實現(xiàn)對外集卡及AGV安全進出口的控制，同時將每臺輪胎起重機的高度、跨度分別設(shè)計為堆4過5、6+AGV+集卡，只有外集卡會受到遠程操作人工干預(yù)的影響，其他工序均采用自動化控制。

（3）兩條流機通道、1條外集卡通道以及1條AGV專用通道是每一個RTG必有的構(gòu)造。

（4）外集卡需要持有RFID卡才可以進入通道，沒有安裝固定RFID卡的外集卡需要在通道外臨時取卡。

（5）自自動化箱區(qū)不會對危險品、冷藏箱等特種箱進行作業(yè)，特種箱需要經(jīng)過人工操作的RTG進行作業(yè)并堆方至專門箱區(qū)。

（6）在各個箱區(qū)內(nèi)額外配置兩臺RTG用于替換原有RTG。

（7）在對RTG進行保養(yǎng)時會將RTG運送至專門保養(yǎng)場地，不會一下那個箱區(qū)的正常運行。

碼頭東部的出場道口旁邊設(shè)置一個遠程操控室并配有5套遠程操作臺已實現(xiàn)對RTG的控制，且僅會對外集卡的裝卸工作進行遠程監(jiān)控，人操作臺會同時設(shè)有3個屏幕用于監(jiān)視RTG，屏幕一用于監(jiān)控吊具操作集裝箱或集卡鎖銷工作，且屏幕帶有標(biāo)尺方便工作人員判斷吊具及工作目標(biāo)之間的差距；屏幕二被分割為4塊小屏幕用于監(jiān)視不同工序的操作；屏幕三用于讀取RTG控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和運行動態(tài)以及碼頭TOPS系統(tǒng)傳輸過來的數(shù)據(jù)。這種堆場在實際應(yīng)用中有以下幾點優(yōu)勢：每臺輪胎起重機的高度、跨度分別設(shè)計為堆4過5、6+AGV+集卡可充分利用AGV、集卡靈活性特點，使得總體操作得以流暢運作且可以實現(xiàn)對對唱的自由控制，而TOPS與傳統(tǒng)非自動化碼頭的控制方式基本相同，符合非自動化碼頭進行改造的基本需求。通過對名古屋RTG自動化碼頭進行分析，提出以下幾點對于優(yōu)化半自動化堆場的建設(shè)：第一，做到逐步實施、分部學(xué)習(xí)，不可急于求成、操之過急。首先建立一個自動化堆場并配備一臺或數(shù)臺RTG，并采用自動化-遠程干擾模式進行試運，成功后方可進行下一步建設(shè)工作。第二，完善上一建設(shè)過程中并將自動化堆場的成功經(jīng)驗運動到現(xiàn)階段建設(shè)，同時改進TPOS系統(tǒng)。第三，整體推進半自動化進程，將各個環(huán)節(jié)逐步完善、改造后的自動化堆場進行整合，使之順利進行。第四，根據(jù)集裝箱碼頭發(fā)展的實際狀況，判斷AGV是否能夠代替內(nèi)場集卡，從而實現(xiàn)將集裝箱碼頭徹底改造成自動化集裝箱碼頭。

結(jié)論

綜上所述，輪胎起重機的遠程作業(yè)方案是一項具將智能、信息技術(shù)進行有效結(jié)合的綜合性技術(shù)改造項目。振東碼頭已于2011年與上海振華重工合作并成功將一臺RTG改造為可遠程半自動化操控的新型RTG，為集裝箱碼頭RTG遠程半自動化操作堆場累積了豐富經(jīng)驗并提供參考方法，若將該種RTG成功應(yīng)用于我國集裝箱碼頭可以有效提高碼頭的經(jīng)濟效益以及社會效益，從而為我國建立航運強國地位奠定有力基礎(chǔ)。

參考文獻

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