集裝箱正面吊“可視化”輔助卡位上鎖系統研究

楊金輝

摘 要：集裝箱正面吊，是集裝箱正面起重機的簡稱，是用來裝卸集裝箱的一種起重機，專門為20英尺和40英尺國際集裝箱而設計，主要用于集裝箱的堆疊和堆場內的水平運輸，本文以山東淄礦集團鐵路運輸有限公司為研究對像，結合正面吊結構及作業模式，提出并設計了一套“可視化”輔助卡位上鎖系統，有效的增加了正面吊堆疊層數，提高堆場利用率。

關鍵詞：集裝箱;起重機;輔助卡位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.004

1 技術背景

正面吊專門為20英尺和40英尺國際集裝箱而設計的，主要用于集裝箱的堆疊和碼頭、堆廠內的水平運輸，與叉車相比，它具有機動靈活，操作方便，穩定性好，輪壓較底，堆碼層數高，堆廠利用率高等優點。可進行跨箱作業。特別適用于中小港口，鐵路中轉站和公路中轉站的集裝箱裝卸，也可在大型集裝箱碼頭作為輔助設備來使用。使用正面吊吊裝貨物時，由于正面吊的車輛的車體龐大，駕駛員在吊運集裝箱時視線受臂架、吊具和集裝箱的限制，不能清楚的觀察到貨物下方的情況，需要指揮人員通過手勢或對講機進行指揮，效率較低。即使由地面作業人員指揮，正面吊作業時，也需要司機對正面吊的卡位勾頭與集裝箱凹角進行對位，在1-2層時，司機憑眼睛還可以確定位置，進行卡位吊裝，但是在堆積第三層或者更高層時，由于高度增加，視線遮擋，勾頭卡位難度增加，不易卡位上鎖，存在作業效率低，安全無法保證等缺點，嚴重影響堆場空間利用率。

2 技術方案

本系統在勾頭位置安裝無線視頻系統，并將視頻影像實時傳送至司機室，實現司機吊裝作業的勾頭開上上鎖可視化，司機僅通過在操作室內的屏幕就能直觀的確認勾頭卡位和上鎖是否到位。系統主要是在正面吊四個方位的勾頭處，安裝無線攝像頭，電源取自勾頭處低壓照明電源，由于正面吊照明為24V，攝像頭為12V電源，所以需要加設電源適配器和穩壓系統，直至實現攝像頭額定電壓值，保證攝像頭穩定工作。司機室內安裝無線接受裝置（無線視頻接受設備和顯示設備），并通過降壓穩壓系統為其提供穩定額定電源，顯示設備HDMI數據接口實現勾頭視頻的實時傳輸和顯示，最終實現集裝箱正面吊可視化卡位與上鎖。

3 系統參數和技術特點

本系統主要用于堆場集裝箱正面吊吊裝作業，針對市面上的視頻監控設備，結合汽車用倒車影像原理，對數字和模擬兩種系統模式進行了對比，其中一種為數字系統，一種為模擬系統。

（1）數字無線系統。采用數字無線監控系統，各個攝像頭電源為12V，無線錄像機為12V，顯示器為12V輸入電源，而本身的正面吊輸出電源為24V，均需要加設電源適配器，將正面吊輸出的24V電源進行降壓穩壓處理，需要材料為攝像頭4個，電源適配器6個，顯示器1臺，無線數字接收錄像機1臺。系統的組成為圖1，正面吊“可視化”卡位上鎖系統圖（數字設備）。

（2）模擬無線系統。采用模擬無線系統，攝像頭的電壓帶寬可選擇性就比較大，有8-36V自適應錄像和現實設備，顯示器和無線接收系統采用集成模式，信號的采集采用微波系統。采用模擬無線系統所需材料為攝像頭4個，集成無線接收和顯示系統1臺。系統組成為圖2，正面吊“可視化”卡位上鎖系統圖（模擬設備）。

（3）采用技術方案。對數字無線系統和模擬系統進行比較，存在以下優缺點：

（4）結論。對數字系統和模擬系統進行比較，模擬系統雖在清晰度上還有不足，但其有著電壓高帶寬、傳輸無延時、安裝簡單等優點，最終選用了模擬系統進行了安裝。

4 本系統的技術關鍵點

本系統關鍵點主要是：（1）將無線視頻裝置應用于集裝箱正面吊吊裝作業，實現了集裝箱正面吊的可視化卡位上鎖;（2）為滿足“可視化”系統的額定穩定電源;（3）攝像頭電源取自勾頭照明，顯示器通過操作室內部，自配線盤取電。通過多次的測試比較，選用了特定的模擬系統設備，實現了低延時，易維護的系統設備。

5 系統效果和評價

現有出廠的集裝箱正面吊出廠無此裝置，其卡位、上鎖完全憑借司機的經驗和視線。本成果的使用，實現了卡位、上鎖的可視化，提高了工作效率和廠區的空間利用率。本系統已成功安裝并在山東淄礦鐵路運輸有限公司投入使用，效果良好，在未使用本成果前，集裝箱的堆積基本上是2層， 該成果使用后，可實現四層堆設，同時可實現跨箱作業，場地利用率增加，工作效率提高，安全保障能力提高。