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集装箱港口内陆堆场起重机的自动化

集装箱港口内陆堆场起重机的自动化

RTG 的装卸集装箱功用还没有完成彻底主动化, 其装备的主动化体系首要有全球定位体系(Global Position System,简称 GPS)、集装箱箱位检测体系(Position Detective System, 简称 PDS)、轮胎吊主动纠偏体系(Automated Guided Sling System,简称 AGSS)、集货车辆防吊起维护体系(Chassis LiftProtection System, 简称 CLPS)、集装箱号码辨认体系(Container Number Recognition System,简称CNRS)等,此类起重机归于半主动化起重机,其主动化功用首要体现在添加部分主动化体系以辅佐司机进行集装箱的装卸作业,如大车运转辅佐体系、小车运转辅佐体系、吊具对箱和着箱自辅佐体系等,这些体系在必定程度上削减起重机司机的手动操作,进步起重机的装卸精确度和速度,缩短了装卸集装箱的时刻,进步了整个内陆堆场的运作功率。可是,现在此类型的起重机仍以人工上机操作为主、主动化体系功用为辅,没有完成起重机无人操作的全主动化作业。

RMG 是现在全国际集装箱主动化内陆堆场起重机的首要方式,其装备的主动化体系相对 RTG 的主动化体系而言更多、更为全面。RMG 的主动化体系首要有主动人声语音引导体系(Public Address,简称 PA)、集货车辆防吊起维护体系(Chassis Lift Protection System,简称 CLPS)、集货车辆方位扫描体系(Chassis Alignment System, 简称 CAS)、 集装箱号码辨认系 统 (Container Number Recognition System, 简 称 CNRS)、 着 箱 系 统(Final Landing System, 简 称 FLS)、 起 重 机 摄 像 管 理 系 统(Crane Video Management System,简称 CVMS)、长途网络视觉体系

(Remote Vision System/Network Video Recorder,简称 RVS 或 NVR)、 吊具方位操控体系(Spreader Position Control System,简称 SPCS)、集装箱堆垛扫描体系(Spreader Profile Scanning System,简称SPSS)、集货车辆号码辨认体系(Prime Mover Number Recognition System,简称 PMNRS)。无人操作的全主动化 RMG 装卸功率十分高,削减了集装箱船只尤其是大型集装箱船只的停留时刻,大幅进步了港口的集装箱吞吐量,然后为集装箱港口带来了巨大的经济效益。现在, 单个的主动化体系均已集成为一个或多个电气体系元件,主动化港口集装箱内陆堆场起重机以 RFID 射频辨认、远红外射线传感器技能、方位监控技能、激光扫描成像及定位、摄像辨认及监控等技能经过网络通讯协议进行快速信息交互,然后完成智能化感应、扫描、辨认、定位、监控等操作。文中以新加坡 PSA 巴西班让码头集装箱堆场主动化 RMG 为例,扼要阐明集装箱港口内陆堆场起重机的主动化体系。

1 主动人声语音引导体系

当集货车辆进入堆场外的专用车道并接近轨迹吊时,经过 RMG 的扫描和定位体系对跋涉中的集货车辆进行语音引导,使集货车辆抵达精确的泊车方位。当集货车辆还需持续向前跋涉时,PA 体系就会持续宣布“跋涉”的语音提示,集货车辆抵达预订的精确方位,PA 体系宣布“中止”的语音提示;当集货车辆跋涉超越预订泊车方位时,PA 体系持续宣布“撤退”的语音提示, 集货车辆撤退至预订的精确方位,PA 体系宣布“中止” 的语音提示。经过 PA 体系的语音提示,可指引司机短在时刻内将集货车辆停靠至预订方位,然后保证主动化起重机能进行快速的集装箱装卸作业。

2 集货车辆防吊起维护体系

当 RMG 吊具闭锁后起吊装载在集货车辆上的集装箱时,若集货车辆上锁住集装箱的锁头并未翻开,吊具会将集装箱连同装载的集货车辆一起吊起,呈现这种状况极易形成集货车辆的损坏,乃至要挟到集货车辆司机的人身安全。RMG 的CLPS 体系能扫描到集货车辆的方位, 如CLPS 扫描集货车辆升高至超越安全设定高度1 m 时,RMG 会中止起升操作,起到主动维护集货车辆、司机及集装箱安全的效果。

3 集货车辆方位扫描体系

当集货车辆进入 RMG 装卸集装箱的区域规模时,CAS 体系主动进行集货车辆的扫描,CAS 体系不仅能辨认出集货车辆是单层集货车辆仍是双层集货车辆,更为重要的是能扫描辨认集货车辆的移动方位并将集货车辆的方位信息与交通指示灯进行信息交互,以交通指示灯的灯光和箭头引导集货车辆司机进行精确的跋涉、撤退或泊车操作,使集货车辆在短时刻抵达预订的停靠地址以便轨迹吊能精确、快速地进行装卸集装箱的抓箱或着箱动作。

4 集装箱号码辨认体系

RMG 鞍梁、支腿等部位装置了多个辨认集装箱前后、旁边面及顶上号码的 CNRS 摄像头,装载集装箱的集货车辆抵达 RMG 侧下方时,经过 CNRS 摄像头的摄像功用将集装箱号码的画面传输到 CNRS 体系,之后 CNRS 体系以图像辨认技能辨认、读取并记载集装箱的号码,将集装箱的号码转换为计算机可以辨认的数字和字母并把读取的集装箱号码传输给 RMG 的操控体系及堆场办理体系。

5 着箱体系

FLS 体系经过吊具四角上装置的摄像头或激光仪进行集装箱方位的辨认、吊具方位的辨认及调整。以激光仪元件为方位检测的 FLS 体系,经过装置在吊具四角上的激光限位发射出激光束,4 条激光束与集装箱的竖向四面箱壁平行。当吊具动作时,如激光束照射在集装箱上,FLS 体系会收集激光束反应的信息,调整吊具方位使激光束坚持与待吊集装箱的竖向四面箱壁坚持平行, 然后使吊具能精确的进行着箱动作,避免吊具倾斜地放置在集装箱上。

6 起重机摄像办理体系

CVMS 体系经过 RMG 上装置的多个摄像头对堆场状况、车道状况及同堆场内其他 RMG 的运转状况进行实时监控,将各部位对应的监控画面同步传输至 CVMS 体系信息处理中心和码头的中控长途操控操作室(简称ACOC)。CVMS 体系是 RMG 装置的一切画面监控摄像头的归纳办理体系,该体系依照 ACOC 的要求对堆场、车道、RMG 运转等状况和状况进行检查和监控,一起 CVMS 体系还可依据需要进行摄像画面的切换,对 RMG 四周状况进行无死角检查和监控。

7 长途网络视觉体系

RVS/NVR 体系是在摄像头画面监控的根底上添加了画面检测,将取得的实时监控画面与预先设定的 Video Encoder 画面比照、剖析,以检测 RMG 的手、主动运转状况是否在设定操作规模内。该体系还具有监控画面的存储功用,以便后续调出监控画面进行剖析。

8 吊具方位操控体系

SPCS 体系经过 RMG 小车架下方装置的 2 个 SPCS 扫描仪和吊具上装置的反射底板在吊具起升和下降的过程中实时检测吊具和集装箱的方位。在装载或卸下集装箱时,SPCS 体系主动检测吊具和集装箱的方位是否有倾反转并依据检测的方位信息指令吊具进行倾反转调整, 然后保证 RMG 装卸集装箱的方位精度。

9 集装箱堆垛扫描体系

SPSS 体系用来扫描、检测 RMG 吊具下方集装箱单排的堆垛层数及堆垛高度,若所检测的集装箱堆垛高度需与 ABMS 体系中设定的高度一致,方能使集装箱的装卸作业持续运转。SPSS 体系还可检测吊具平行移动与集装箱的堆垛是否会发作碰击,当 SPSS 体系扫描、检测到运转的吊具和集装箱堆垛高度数据与 ABMS 体系中设定的高度不一致时,即吊具可能会碰击堆垛在地面上的集装箱,SPSS 体系会宣布中止小车和吊具的运转, 然后避免 RMG 吊具碰击堆场集装箱事端的发作。

10 集货车辆号码辨认体系

PM 是用来衔接岸边集装箱起重机与 RMG 之间来往运送集装箱的码头内部集货车辆或外部集货车辆。集装箱的装卸需辨认、核对与记载集货车辆车头的编号,是RMG 上 PMNRS 体系的首要功用。每辆集货车辆的车头侧上方装置了带有集货车辆信息的 Tag 标签,当集货车辆接近轨迹吊时,装置在 RMG 鞍梁部位的 PMNRS 体系经过RFID 射频辨认功用读取集货车辆 Tag 标签上的数据, 然后获取集货车辆的信息。

近年来,我国主动化码头的建造已有了极快的开展。现已投入实践运营的福建厦门远海主动化码头是我国第一个主动化码头以及后续的天津港码头也连续选用主动化起重机设备进行运营。现已投入实践运营的山东青岛港全主动化集装箱码头是亚洲第一个全主动化码头,其第一次实践装卸作业的 7 h 里有 12 台内陆堆场起重机一起作业,合计装载 854 个集装箱,均匀 22 Move/H 的功率和 3% 的每百个装卸集装箱故障率,大幅进步了码头集装箱的装卸功率,添加了其吞吐能力,其经济效益远远超越了传统人工操作类型起重机的经济效益,为该港口面临国际集装箱航运业的大船年代应战供给了有力的设备根底保证。洋山港四期集装箱主动化码头是全国际归纳主动化程度最高的集装箱码头,也是全国际单体最大的全主动化集装箱码头现在现已开端试运营,完成了岸边船上集装箱装载和卸下、内陆堆场集装箱运送及装卸的全程主动化操作,在起重机上无人的全主动化操作下,可进行 24 h 不停歇作业,整个码头的装卸功率会到达 40 Move/H,是传统人工操作远远无法企及的装卸功率。

 

RTG 的装卸集装箱功用还没有完成彻底主动化, 其装备的主动化体系首要有全球定位体系(Global Position System,简称 GPS)、集装箱箱位检测体系(Position Detective System, 简称 PDS)、轮胎吊主动纠偏体系(Automated Guided Sling System,简称 AGSS)、集货车辆防吊起维护体系(Chassis LiftProtection System, 简称 CLPS)、集装箱号码辨认体系(Container Number Recognition System,简称CNRS)等,此类起重机归于半主动化起重机,其主动化功用首要体现在添加部分主动化体系以辅佐司机进行集装箱的装卸作业,如大车运转辅佐体系、小车运转辅佐体系、吊具对箱和着箱自辅佐体系等,这些体系在必定程度上削减起重机司机的手动操作,进步起重机的装卸精确度和速度,缩短了装卸集装箱的时刻,进步了整个内陆堆场的运作功率。可是,现在此类型的起重机仍以人工上机操作为主、主动化体系功用为辅,没有完成起重机无人操作的全主动化作业。

RMG 是现在全国际集装箱主动化内陆堆场起重机的首要方式,其装备的主动化体系相对 RTG 的主动化体系而言更多、更为全面。RMG 的主动化体系首要有主动人声语音引导体系(Public Address,简称 PA)、集货车辆防吊起维护体系(Chassis Lift Protection System,简称 CLPS)、集货车辆方位扫描体系(Chassis Alignment System, 简称 CAS)、 集装箱号码辨认系 统 (Container Number Recognition System, 简 称 CNRS)、 着 箱 系 统(Final Landing System, 简 称 FLS)、 起 重 机 摄 像 管 理 系 统(Crane Video Management System,简称 CVMS)、长途网络视觉体系

(Remote Vision System/Network Video Recorder,简称 RVS 或 NVR)、 吊具方位操控体系(Spreader Position Control System,简称 SPCS)、集装箱堆垛扫描体系(Spreader Profile Scanning System,简称SPSS)、集货车辆号码辨认体系(Prime Mover Number Recognition System,简称 PMNRS)。无人操作的全主动化 RMG 装卸功率十分高,削减了集装箱船只尤其是大型集装箱船只的停留时刻,大幅进步了港口的集装箱吞吐量,然后为集装箱港口带来了巨大的经济效益。现在, 单个的主动化体系均已集成为一个或多个电气体系元件,主动化港口集装箱内陆堆场起重机以 RFID 射频辨认、远红外射线传感器技能、方位监控技能、激光扫描成像及定位、摄像辨认及监控等技能经过网络通讯协议进行快速信息交互,然后完成智能化感应、扫描、辨认、定位、监控等操作。文中以新加坡 PSA 巴西班让码头集装箱堆场主动化 RMG 为例,扼要阐明集装箱港口内陆堆场起重机的主动化体系。

1 主动人声语音引导体系

当集货车辆进入堆场外的专用车道并接近轨迹吊时,经过 RMG 的扫描和定位体系对跋涉中的集货车辆进行语音引导,使集货车辆抵达精确的泊车方位。当集货车辆还需持续向前跋涉时,PA 体系就会持续宣布“跋涉”的语音提示,集货车辆抵达预订的精确方位,PA 体系宣布“中止”的语音提示;当集货车辆跋涉超越预订泊车方位时,PA 体系持续宣布“撤退”的语音提示, 集货车辆撤退至预订的精确方位,PA 体系宣布“中止” 的语音提示。经过 PA 体系的语音提示,可指引司机短在时刻内将集货车辆停靠至预订方位,然后保证主动化起重机能进行快速的集装箱装卸作业。

2 集货车辆防吊起维护体系

当 RMG 吊具闭锁后起吊装载在集货车辆上的集装箱时,若集货车辆上锁住集装箱的锁头并未翻开,吊具会将集装箱连同装载的集货车辆一起吊起,呈现这种状况极易形成集货车辆的损坏,乃至要挟到集货车辆司机的人身安全。RMG 的CLPS 体系能扫描到集货车辆的方位, 如CLPS 扫描集货车辆升高至超越安全设定高度1 m 时,RMG 会中止起升操作,起到主动维护集货车辆、司机及集装箱安全的效果。

3 集货车辆方位扫描体系

当集货车辆进入 RMG 装卸集装箱的区域规模时,CAS 体系主动进行集货车辆的扫描,CAS 体系不仅能辨认出集货车辆是单层集货车辆仍是双层集货车辆,更为重要的是能扫描辨认集货车辆的移动方位并将集货车辆的方位信息与交通指示灯进行信息交互,以交通指示灯的灯光和箭头引导集货车辆司机进行精确的跋涉、撤退或泊车操作,使集货车辆在短时刻抵达预订的停靠地址以便轨迹吊能精确、快速地进行装卸集装箱的抓箱或着箱动作。

4 集装箱号码辨认体系

RMG 鞍梁、支腿等部位装置了多个辨认集装箱前后、旁边面及顶上号码的 CNRS 摄像头,装载集装箱的集货车辆抵达 RMG 侧下方时,经过 CNRS 摄像头的摄像功用将集装箱号码的画面传输到 CNRS 体系,之后 CNRS 体系以图像辨认技能辨认、读取并记载集装箱的号码,将集装箱的号码转换为计算机可以辨认的数字和字母并把读取的集装箱号码传输给 RMG 的操控体系及堆场办理体系。

5 着箱体系

FLS 体系经过吊具四角上装置的摄像头或激光仪进行集装箱方位的辨认、吊具方位的辨认及调整。以激光仪元件为方位检测的 FLS 体系,经过装置在吊具四角上的激光限位发射出激光束,4 条激光束与集装箱的竖向四面箱壁平行。当吊具动作时,如激光束照射在集装箱上,FLS 体系会收集激光束反应的信息,调整吊具方位使激光束坚持与待吊集装箱的竖向四面箱壁坚持平行, 然后使吊具能精确的进行着箱动作,避免吊具倾斜地放置在集装箱上。

6 起重机摄像办理体系

CVMS 体系经过 RMG 上装置的多个摄像头对堆场状况、车道状况及同堆场内其他 RMG 的运转状况进行实时监控,将各部位对应的监控画面同步传输至 CVMS 体系信息处理中心和码头的中控长途操控操作室(简称ACOC)。CVMS 体系是 RMG 装置的一切画面监控摄像头的归纳办理体系,该体系依照 ACOC 的要求对堆场、车道、RMG 运转等状况和状况进行检查和监控,一起 CVMS 体系还可依据需要进行摄像画面的切换,对 RMG 四周状况进行无死角检查和监控。

7 长途网络视觉体系

RVS/NVR 体系是在摄像头画面监控的根底上添加了画面检测,将取得的实时监控画面与预先设定的 Video Encoder 画面比照、剖析,以检测 RMG 的手、主动运转状况是否在设定操作规模内。该体系还具有监控画面的存储功用,以便后续调出监控画面进行剖析。

8 吊具方位操控体系

SPCS 体系经过 RMG 小车架下方装置的 2 个 SPCS 扫描仪和吊具上装置的反射底板在吊具起升和下降的过程中实时检测吊具和集装箱的方位。在装载或卸下集装箱时,SPCS 体系主动检测吊具和集装箱的方位是否有倾反转并依据检测的方位信息指令吊具进行倾反转调整, 然后保证 RMG 装卸集装箱的方位精度。

9 集装箱堆垛扫描体系

SPSS 体系用来扫描、检测 RMG 吊具下方集装箱单排的堆垛层数及堆垛高度,若所检测的集装箱堆垛高度需与 ABMS 体系中设定的高度一致,方能使集装箱的装卸作业持续运转。SPSS 体系还可检测吊具平行移动与集装箱的堆垛是否会发作碰击,当 SPSS 体系扫描、检测到运转的吊具和集装箱堆垛高度数据与 ABMS 体系中设定的高度不一致时,即吊具可能会碰击堆垛在地面上的集装箱,SPSS 体系会宣布中止小车和吊具的运转, 然后避免 RMG 吊具碰击堆场集装箱事端的发作。

10 集货车辆号码辨认体系

PM 是用来衔接岸边集装箱起重机与 RMG 之间来往运送集装箱的码头内部集货车辆或外部集货车辆。集装箱的装卸需辨认、核对与记载集货车辆车头的编号,是RMG 上 PMNRS 体系的首要功用。每辆集货车辆的车头侧上方装置了带有集货车辆信息的 Tag 标签,当集货车辆接近轨迹吊时,装置在 RMG 鞍梁部位的 PMNRS 体系经过RFID 射频辨认功用读取集货车辆 Tag 标签上的数据, 然后获取集货车辆的信息。

近年来,我国主动化码头的建造已有了极快的开展。现已投入实践运营的福建厦门远海主动化码头是我国第一个主动化码头以及后续的天津港码头也连续选用主动化起重机设备进行运营。现已投入实践运营的山东青岛港全主动化集装箱码头是亚洲第一个全主动化码头,其第一次实践装卸作业的 7 h 里有 12 台内陆堆场起重机一起作业,合计装载 854 个集装箱,均匀 22 Move/H 的功率和 3% 的每百个装卸集装箱故障率,大幅进步了码头集装箱的装卸功率,添加了其吞吐能力,其经济效益远远超越了传统人工操作类型起重机的经济效益,为该港口面临国际集装箱航运业的大船年代应战供给了有力的设备根底保证。洋山港四期集装箱主动化码头是全国际归纳主动化程度最高的集装箱码头,也是全国际单体最大的全主动化集装箱码头现在现已开端试运营,完成了岸边船上集装箱装载和卸下、内陆堆场集装箱运送及装卸的全程主动化操作,在起重机上无人的全主动化操作下,可进行 24 h 不停歇作业,整个码头的装卸功率会到达 40 Move/H,是传统人工操作远远无法企及的装卸功率。



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