集装箱码头RTG远程半自动化操作堆场实现方法研究

尹飞

摘 要：现阶段轮胎起重机是我国集装箱码头堆场用来装卸集装箱的主要形式，并将现有的RTG技术改进为远程操控的半自动化模式，在一定程度上减少了员工的工作数量及操作人员的工作压力，同时还有效提高了工作频率及集装箱码头的经济效益。本文将结合实际情况对集装箱码头RTG远程半自动化操作堆场实现方法进行分析研究并提出有效意见，旨在为促进我国RTG远程半自动化的不断发展。

关键词：集装码头；半自动化操作；方法研究

中图分类号：U695 文献标识码：A

0.引言

隨着我国数字化时代、信息化时代的到来，建设自动化的集装箱码头逐渐成为物流运输行业发展的必然趋势。目前国内主要采用桥式起重机-RTG-集卡的装卸工艺，实现RTG远程半自动化可以有效减少上机人员，实施动态配置任务，RTG待工时可自动停机，减少了能源消耗，从而使码头节能减排的效果达到最优。本文将结合当前集装箱码头的实际情况对RTG远程半自动化操作堆场实现方法进行探讨研究并结合实例进行分析，旨在为今后相关工作提供宝贵经验。

1.RTG特点及自动化技术

（1）集装箱堆积位置距离检测技术

为了准确地将集装箱放置到指定地点，相关工作人员有必要对吊箱与目标项之间的距离进行检测，而为了检测出吊箱与目标箱之间的距离应大力开发电子眼。电子眼的安放位置应在吊具的前侧CCD摄像头和夜间照明装置是构成电子眼的主要构件，通过电子眼拍摄出的清晰影像经过画像处理准确给出目标相上边缘及吊箱下边缘的准确数据，通过计算得出二者之间的准确距离。在实际工作过程中RTG会受到小车移动、箱体过重的影响导致轮胎变形、本体振动的现象，而吊具用于吊取吊箱的揽胜也会受到小车移动、风力等外界因素的影响产生震动。因此，电子眼需要及时检测出受到各种因素影响时吊箱与目标项之间的距离，从而保证高精度运动提供有力保障。

（2）高精度堆积控制技术

应控制吊箱的实际操作与电子眼检测出的距离相同，并使吊箱可以准确堆放至目标的上方，以实现高精度堆积。由于吊箱在实际操作过程中会受到外界因素出现摆动现象使得电子眼无法有效实时对目标箱上边缘进行检测，从而无法准确确定与目标之间的距离，因此应采集传感器信号检测到的吊箱摇动信息并进行复合运算，以确定吊箱与目标箱之间的距离。

（3）大车/小车自动向目标位置移动和确认的控制技术

在吊箱进行移动时，首先应利用设置在大梁上的RTG传感器对集装箱高度进行检测，然后利用检测出的数据进行计算从而得出最简便快捷、安全的路径，通RTG应与机械式防摇装置、电子防摇装置同时运用到吊箱的移动过程中，以减小吊具在吊箱移动过程中的摇晃情况。在吊箱升起的过程中，为防止与临近集装箱发生碰撞可以在钓具上安装横向超声波传感器。对于大车移动，为保证RTG可以在规定跑道内运行，需通过在RTG后左右方安装读取装置用来读取地下预埋的磁力线，并通过扫描地下磁力线的方式对大车进行控制来实现大车的自动移动控制技术。

2.名古屋RTG自动化码头系统运行实践分析

以名古屋RTG自动化码头为例，对RTG远程半自动化运行系统进行实践分析。该码头分为2个泊位，岸线长度为750m，拥有6台额定起重量为45t的桥式起重机，齐声总高度为56.5m，其中轨下高度16.5m，轨距30.5m，桥吊外伸距离可以为22排6层高的船只工作同时还配备可自动运行RTG设备24台，其中有两台作为备用，可供18598TEU堆存，其中392TEU用于海关、动植物检疫，32TEU用于危险品，486TEU冷藏箱。此外名古屋RTG自动化码头分别有6道出场通道、6道进场通道，在2012年集装箱吞吐量为50.8TEU，而到2013年已经增长到55万TEU。名古屋RTG自动化码头主要具有以下特点：

（1）该码头将自动化堆场分为各配有一台自动化RTG的22个箱区，保证RTG不会跨区作业。

（2）采用金属网对各个箱区进行分割，而每个箱区利用自动栏杆实现对外集卡及AGV安全进出口的控制，同时将每台轮胎起重机的高度、跨度分别设计为堆4过5、6+AGV+集卡，只有外集卡会受到远程操作人工干预的影响，其他工序均采用自动化控制。

（3）两条流机通道、1条外集卡通道以及1条AGV专用通道是每一个RTG必有的构造。

（4）外集卡需要持有RFID卡才可以进入通道，没有安装固定RFID卡的外集卡需要在通道外临时取卡。

（5）自自动化箱区不会对危险品、冷藏箱等特种箱进行作业，特种箱需要经过人工操作的RTG进行作业并堆方至专门箱区。

（6）在各个箱区内额外配置两台RTG用于替换原有RTG。

（7）在对RTG进行保养时会将RTG运送至专门保养场地，不会一下那个箱区的正常运行。

码头东部的出场道口旁边设置一个远程操控室并配有5套远程操作台已实现对RTG的控制，且仅会对外集卡的装卸工作进行远程监控，人操作台会同时设有3个屏幕用于监视RTG，屏幕一用于监控吊具操作集装箱或集卡锁销工作，且屏幕带有标尺方便工作人员判断吊具及工作目标之间的差距；屏幕二被分割为4块小屏幕用于监视不同工序的操作；屏幕三用于读取RTG控制系统的数据和运行动态以及码头TOPS系统传输过来的数据。这种堆场在实际应用中有以下几点优势：每台轮胎起重机的高度、跨度分别设计为堆4过5、6+AGV+集卡可充分利用AGV、集卡灵活性特点，使得总体操作得以流畅运作且可以实现对对唱的自由控制，而TOPS与传统非自动化码头的控制方式基本相同，符合非自动化码头进行改造的基本需求。通过对名古屋RTG自动化码头进行分析，提出以下几点对于优化半自动化堆场的建设：第一，做到逐步实施、分部学习，不可急于求成、操之过急。首先建立一个自动化堆场并配备一台或数台RTG，并采用自动化-远程干扰模式进行试运，成功后方可进行下一步建设工作。第二，完善上一建设过程中并将自动化堆场的成功经验运动到现阶段建设，同时改进TPOS系统。第三，整体推进半自动化进程，将各个环节逐步完善、改造后的自动化堆场进行整合，使之顺利进行。第四，根据集装箱码头发展的实际状况，判断AGV是否能够代替内场集卡，从而实现将集装箱码头彻底改造成自动化集装箱码头。

结论

综上所述，轮胎起重机的远程作业方案是一项具将智能、信息技术进行有效结合的综合性技术改造项目。振东码头已于2011年与上海振华重工合作并成功将一台RTG改造为可远程半自动化操控的新型RTG，为集装箱码头RTG远程半自动化操作堆场累积了丰富经验并提供参考方法，若将该种RTG成功应用于我国集装箱码头可以有效提高码头的经济效益以及社会效益，从而为我国建立航运强国地位奠定有力基础。

参考文献

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