岸邊集裝箱起重機自動化遠程控制改造研究

摘 要：本文首先簡要闡述了自動化碼頭岸橋控制技術和應用意義，進而分別從優化子系統和岸橋作業流程兩個方面分析如何實現岸邊集裝箱起重機自動化遠程控制改造，旨在通過技術研究，切實改善岸橋自動化作業效能，保障碼頭作業安全，全方位、多角度的提高岸橋作業效率。

關鍵詞：岸邊集裝箱起重機;集裝箱碼頭;自動化遠程控制

引言：伴隨著各種現代信息技術的應用和普及，船舶開始朝向大型化、規模化的方向發展，在此情況下，需要切實提高港口裝卸效率和碼頭自身的環保節能效果，推動岸橋也能夠朝向智能化的方向發展。而為了推動自動化港口建設，我國也開始不斷加強技術研究，帶動自動化遠程控制改造，從而優化作業流程和工作效率。

1 自動化遠程控制的應用意義

岸邊集裝箱起重機又可以將其稱之為岸橋，本身主要應用于橋梁工程中，工作人員進行集裝箱裝卸的專用設備類別。過去，當岸橋司機展開裝卸作業時，工作環境較為復雜、工作強度加大，很容易由于操作不當引發各種風險，也有可能在長期辛苦工作下，使得司機引發一系列職業病。將自動化遠程控制技術應用其中，能夠有效破除傳統模式的桎梏，減輕岸橋司機的工作壓力，打造自動化集裝箱碼頭，改善工作環境、精簡工作環節，切實提高岸橋作業效率，推動行業發展建設。

2 自動化碼頭岸橋控制技術

隨著各種技術手段的應用和普及，自動化碼頭相應建造形成，本身的安全可靠性更高，作業成本也能夠更好地控制，成為當前階段碼頭建造的主要發展趨勢。而岸橋本身位置特殊，整體作業難度較高，對于工作人員的技術要求較高，是實現自動化碼頭作業的關鍵內容。自動化碼頭岸橋控制技術本身能夠切實優化工作環境促使維修保養效率也能夠顯著提高，而自動化碼頭岸橋控制技術又可以將其劃分為不同的部分。其中自動化岸橋控制系統，是整個系統的核心功能，能夠完成小車的靈活調控和自動運行。還可以完成和 MS 信息、岸橋內部各個系統的交互作用。

3 優化方案

3.1 優化子系統

3.1.1 增設閉路電視監控系統

岸邊集裝箱起重機自動化遠程控制改造著重于改善工作環境，促使岸橋司機操作更加簡單、方便，對于各種設備設施的維修保養也能夠更加迅速，促使岸橋作業能夠朝向節能環保、高效智能的方向前進。想要實現自動化遠程控制改造的目的，首要便可以通過增加子系統，切實強化岸橋作業效率效能。通常而言，自動化遠程控制系統類別多樣，不僅有日常生活中較為常見的閉路電視監控系統（CCTV），而且還有專門應用于船舶行業的船型掃描系統（SPSS），此外還有半自動運行系統、防搖防扭系統等[1]。這些類別多樣的子系統共同作用到一起，形成相互配合、共同發揮作用，能夠為后續展開岸邊集裝箱起重機自動化遠程控制提供基本保障。

其中，閉路電視監控系統應用最為廣泛，當在岸橋各個部位上配置安裝攝像頭后，岸橋司機可以直接實現遠程監控，了解作業貝位、俯仰機構運行軌跡等基本參數信息。需要注意的是，當岸橋司機處于遠程控制時，還是會存在視覺盲區，特別是在攝像距離過遠時，縮孔很難直接看清楚，為后續工作埋下安全隱患。根據相關統計報告了解到，應用岸邊集裝箱起重機進行施工作業，一般來講每位岸橋司機自身的平均著箱時間處于36.5秒左右，還應當不斷加強技術研究，切實提高著箱效率，減少著箱耗時。而為了切實提高岸橋司機自身的工作水平、強化遠程操控著箱水平，可以直接增設攝像頭在側面位置，予以岸橋司機全方位、多角度的體驗，便于觀察著箱情況、提高著箱效率。通產將攝像頭安裝在海側、陸側。

與此同時，還可以在閉路電視監控系統中安裝可編程邏輯控制器中的相應插件，提高作業效能。第一種則為可編程邏輯控制器中的TextBar插件，通過TextBar插件，能夠直接通過顯示器，將岸橋起升高度等信息進行直觀顯示，方便岸橋司機展開后續的著箱操作。第二種則為可編程邏輯控制器中的Text插件，Text插件能夠通過高清攝像頭直接展開自動變焦，并借助遠控操作臺顯示器靈活且智能化地進行畫面切換，促使岸橋吊具始終處于整個畫面的關鍵位置，予以岸橋司機更加全面的視覺體驗，切實避免出現視覺盲區。

3.1.2 部署三維集卡對位系統

過去，基于傳統港口作業模式，對于岸橋陸側著箱，往往需要捆扎工和岸橋司機的相互配合。具體來講，捆扎工需要預先選定好參照物，通常是將一根標桿選為整個著箱作業的參照物，進而配合集卡、完成碼頭集卡引導。其中，無論是捆扎工和司機雙方的溝通不暢，抑或是在集卡引導環節耗費時間過長，都有可能直接影響到后續的著箱作業。在此情況下，通過部署三維集卡對位系統能夠在一定程度上提高一次著箱成功率，切實減少能源消耗，提升作業效率。

集卡對位系統本身具有多方面的應用優勢，不僅能夠實現自動檢測集卡，而且還能夠將集卡位置信息直接傳送到單機自動化控制系統，并能夠通過岸邊集裝箱起重機支腿兩側的顯示器，輔助岸橋司機展開后續工作，向岸橋司機提示當前所處位置、集卡方向等基本數據信息，整個工作都變得更加穩定可靠，并能夠完成精準化、穩定化的集卡停靠[2]。

當岸橋司機處于實際著箱作業時，隨著岸橋司機將小車從海側方向朝向陸側方向前進，并處于陸側車道上方時，如果集卡本身并不在正中央的位置，將會促使岸橋小車出現對箱不夠準確、穩定的情況，影響后續工作。而當二維集卡對位系統已經完成初步化的集卡引導工作后，還需要岸橋司機不斷調整小車位置，從而明確具體位置，完成對箱作業。采用三維集卡對位系統，能夠有效破除二維集卡對位系統的桎梏，實現自動化的引導功能，并能夠靈活切換吊具，計算得到陸側目標位，促使岸橋司機能夠在回歸途中，結合實際情況自動調整吊具姿態、下放導板，幫助岸橋司機完成整個吊具升降著箱。

3.1.3 陸側自動著箱系統

除了增設閉路電視監控系統、三維集卡對位系統，還可以通過應用陸側自動著箱系統，切實強化整體作業效率。通常而言，對于港口裝卸作業，如果岸橋司機自身在著箱階段耗費的時間過長，將會直接影響到岸橋作業效率，影響自動化遠程控制發揮效用。需要注意的是，隨著技術發展和變革，港口裝卸自動化也開始進入快速發展時期，進一步改進和優化陸側自動著箱方案，能夠切實提升岸橋自動化水平，促使整個工作效率也能夠顯著提高，更好地適應行業建設和發展。與此同時，對于陸側自動著箱系統的研究和應用，也已經成為當今社會研究的主要議題。

基于三維集卡對位系統、船型掃描系統，岸橋陸側自動著箱系統開始將陸側目標檢測系統應用其中，從而在陸側一方，構建形成符合現實發展情況的三維目標模型。與此同時，還可以結合實際發展情況，在系統內部配備相應的防搖防扭系統，岸邊集裝箱起重機自身的防搖和防扭功能，能夠更好地應用于自動化遠程控制改造工作中，切實消除著箱作業時吊具自身的晃動程度。通常而言，可以直接應用LPS探頭完成吊具搖晃程度的檢測工作，并透過應用程序，控制操作手柄，靈活調配小車的實際運行情況，切實消除晃動情況，完成精準對箱、高效著箱。

3.2 優化作業流程

3.2.1 智能理貨系統

想要實現岸邊集裝箱起重機自動化遠程控制改造，還需要展開整個作業鏈的改造工作，變革碼頭作業模式、調整作業鏈，促使岸橋硬件配置和軟件配置能夠相適應，切實推動岸橋作業朝向智能化、現代化、規范化的方向發展。其中，智能理貨系統不同于傳統的理貨方式，將現代信息技術應用其中，借助多種智能化模塊，完成各種數據信息的采集、傳輸和儲存等功能，破除傳統人工理貨方式的桎梏，采用技術手段直接完成箱號核對、箱體殘損查驗等各個工作環節，采用智能理貨系統也能夠促使整個集裝箱裝卸作業更具本身具備可追溯性。

現階段，日常工作中光學字符識別系統得到了更為廣泛的應用，通過該系統，隨著光學字符識別系統自身的識別速度不斷變高，岸橋作業效率也會相應提高。光學字符識別系統的識別成功率最高能夠處于98%，應用效果較好，同時使用功能多樣，不僅能夠完成自動識別、自動傳輸，而且還能夠實現系統實時監控，一旦識別出系統錯誤，也能夠自覺進行錯誤攔截。

但是需要注意的是，光學字符識別系統自身的識別率很容易受到外界環境變化，例如當處于惡劣天氣環境時，光學字符識別系統的成功率就會相應降低。而為了切實應對上述問題，提高系統自身的識別成功率，則需要基于光學字符識別系統的既有功能，結合實際情況，改善和優化相機拍照邏輯、識別算法。一方面，對于拍照邏輯，可以直接展開多次拍照取優的方式，并不斷調用相鄰相機，調整形成無論是清晰度，還是識別度都最高的相片。另一方面，對于識別算法，通過加入深度學習識別算法，能夠在一定程度上提高系統自身的識別成功率，最高可以達到95%的成功率。

3.2.2 作業面策略

近些年來，技術研究力度不斷增強，港口建設也開始朝向自動化、智能化方向前進。當處于碼頭作業現場，一般會在重點作業路段準備好一定數量的集卡，保證后續工作的展開，而大量集卡的存在，可能會出現集卡等待岸橋的情況。而在非重點作業路段集卡數量不足，相對出現岸橋等待集卡的情況，無論是上述哪一種情況的發生，都將會直接影響到碼頭作業效率。

想要完成岸邊集裝箱起重機自動化遠程控制改造，還需要在碼頭運輸現場配置齊全自動導引車、跨運車，并能夠靈活調度集卡，促使其保持平衡狀態。如果采用水平運輸多路共享的作業面策略，能夠在一定程度上便于展開各項工作，實現集卡高效作用和綜合服務，全面提高作業效率。作業面策略應用本身具有多方面的應用優勢，可以直接完成處于不同岸橋作業路邊裝卸工作，切實提高工作效率，促使整個岸橋作業都能夠處于流暢且穩定的工作狀態。

4 結論

綜上所述，對岸邊集裝箱起重機自動化遠程控制改造展開分析具有至關重要的意義。整個碼頭作業效率影響因素多樣，想要實現高效能的岸橋作業，則需要展開全面研究，增設閉路電視監控系統、部署三維集卡對位系統、設定陸側自動著箱系統，優化作業流程，從而全面提高岸橋自動化作業效率效能。

參考文獻：

[1]樓桂龍，王寧杰.自動化遠程控制輪胎式集裝箱龍門起重機大車轉向系統優化設計[J].集裝箱化，2020，31（07）：22-25.

[2]趙斌，馬矜.自動化碼頭岸邊集裝箱起重機控制技術[J].港口裝卸，2019（05）：35-37.

作者簡介：

王佳偉（1985-），男，籍貫：上海，助理工程師;研究方向：機械工程。