岸边集装箱起重机自动化远程控制改造研究

摘 要：本文首先简要阐述了自动化码头岸桥控制技术和应用意义，进而分别从优化子系统和岸桥作业流程两个方面分析如何实现岸边集装箱起重机自动化远程控制改造，旨在通过技术研究，切实改善岸桥自动化作业效能，保障码头作业安全，全方位、多角度的提高岸桥作业效率。

关键词：岸边集装箱起重机;集装箱码头;自动化远程控制

引言：伴随着各种现代信息技术的应用和普及，船舶开始朝向大型化、规模化的方向发展，在此情况下，需要切实提高港口装卸效率和码头自身的环保节能效果，推动岸桥也能够朝向智能化的方向发展。而为了推动自动化港口建设，我国也开始不断加强技术研究，带动自动化远程控制改造，从而优化作业流程和工作效率。

1 自动化远程控制的应用意义

岸边集装箱起重机又可以将其称之为岸桥，本身主要应用于桥梁工程中，工作人员进行集装箱装卸的专用设备类别。过去，当岸桥司机展开装卸作业时，工作环境较为复杂、工作强度加大，很容易由于操作不当引发各种风险，也有可能在长期辛苦工作下，使得司机引发一系列职业病。将自动化远程控制技术应用其中，能够有效破除传统模式的桎梏，减轻岸桥司机的工作压力，打造自动化集装箱码头，改善工作环境、精简工作环节，切实提高岸桥作业效率，推动行业发展建设。

2 自动化码头岸桥控制技术

随着各种技术手段的应用和普及，自动化码头相应建造形成，本身的安全可靠性更高，作业成本也能够更好地控制，成为当前阶段码头建造的主要发展趋势。而岸桥本身位置特殊，整体作业难度较高，对于工作人员的技术要求较高，是实现自动化码头作业的关键内容。自动化码头岸桥控制技术本身能够切实优化工作环境促使维修保养效率也能够显著提高，而自动化码头岸桥控制技术又可以将其划分为不同的部分。其中自动化岸桥控制系统，是整个系统的核心功能，能够完成小车的灵活调控和自动运行。还可以完成和 MS 信息、岸桥内部各个系统的交互作用。

3 优化方案

3.1 优化子系统

3.1.1 增设闭路电视监控系统

岸边集装箱起重机自动化远程控制改造着重于改善工作环境，促使岸桥司机操作更加简单、方便，对于各种设备设施的维修保养也能够更加迅速，促使岸桥作业能够朝向节能环保、高效智能的方向前进。想要实现自动化远程控制改造的目的，首要便可以通过增加子系统，切实强化岸桥作业效率效能。通常而言，自动化远程控制系统类别多样，不仅有日常生活中较为常见的闭路电视监控系统（CCTV），而且还有专门应用于船舶行业的船型扫描系统（SPSS），此外还有半自动运行系统、防摇防扭系统等[1]。这些类别多样的子系统共同作用到一起，形成相互配合、共同发挥作用，能够为后续展开岸边集装箱起重机自动化远程控制提供基本保障。

其中，闭路电视监控系统应用最为广泛，当在岸桥各个部位上配置安装摄像头后，岸桥司机可以直接实现远程监控，了解作业贝位、俯仰机构运行轨迹等基本参数信息。需要注意的是，当岸桥司机处于远程控制时，还是会存在视觉盲区，特别是在摄像距离过远时，缩孔很难直接看清楚，为后续工作埋下安全隐患。根据相关统计报告了解到，应用岸边集装箱起重机进行施工作业，一般来讲每位岸桥司机自身的平均着箱时间处于36.5秒左右，还应当不断加强技术研究，切实提高着箱效率，减少着箱耗时。而为了切实提高岸桥司机自身的工作水平、强化远程操控着箱水平，可以直接增设摄像头在侧面位置，予以岸桥司机全方位、多角度的体验，便于观察着箱情况、提高着箱效率。通产将摄像头安装在海侧、陆侧。

与此同时，还可以在闭路电视监控系统中安装可编程逻辑控制器中的相应插件，提高作业效能。第一种则为可编程逻辑控制器中的TextBar插件，通過TextBar插件，能够直接通过显示器，将岸桥起升高度等信息进行直观显示，方便岸桥司机展开后续的着箱操作。第二种则为可编程逻辑控制器中的Text插件，Text插件能够通过高清摄像头直接展开自动变焦，并借助远控操作台显示器灵活且智能化地进行画面切换，促使岸桥吊具始终处于整个画面的关键位置，予以岸桥司机更加全面的视觉体验，切实避免出现视觉盲区。

3.1.2 部署三维集卡对位系统

过去，基于传统港口作业模式，对于岸桥陆侧着箱，往往需要捆扎工和岸桥司机的相互配合。具体来讲，捆扎工需要预先选定好参照物，通常是将一根标杆选为整个着箱作业的参照物，进而配合集卡、完成码头集卡引导。其中，无论是捆扎工和司机双方的沟通不畅，抑或是在集卡引导环节耗费时间过长，都有可能直接影响到后续的着箱作业。在此情况下，通过部署三维集卡对位系统能够在一定程度上提高一次着箱成功率，切实减少能源消耗，提升作业效率。

集卡对位系统本身具有多方面的应用优势，不仅能够实现自动检测集卡，而且还能够将集卡位置信息直接传送到单机自动化控制系统，并能够通过岸边集装箱起重机支腿两侧的显示器，辅助岸桥司机展开后续工作，向岸桥司机提示当前所处位置、集卡方向等基本数据信息，整个工作都变得更加稳定可靠，并能够完成精准化、稳定化的集卡停靠[2]。

当岸桥司机处于实际着箱作业时，随着岸桥司机将小车从海侧方向朝向陆侧方向前进，并处于陆侧车道上方时，如果集卡本身并不在正中央的位置，将会促使岸桥小车出现对箱不够准确、稳定的情况，影响后续工作。而当二维集卡对位系统已经完成初步化的集卡引导工作后，还需要岸桥司机不断调整小车位置，从而明确具体位置，完成对箱作业。采用三维集卡对位系统，能够有效破除二维集卡对位系统的桎梏，实现自动化的引导功能，并能够灵活切换吊具，计算得到陆侧目标位，促使岸桥司机能够在回归途中，结合实际情况自动调整吊具姿态、下放导板，帮助岸桥司机完成整个吊具升降着箱。

3.1.3 陆侧自动着箱系统

除了增设闭路电视监控系统、三维集卡对位系统，还可以通过应用陆侧自动着箱系统，切实强化整体作业效率。通常而言，对于港口装卸作业，如果岸桥司机自身在着箱阶段耗费的时间过长，将会直接影响到岸桥作业效率，影响自动化远程控制发挥效用。需要注意的是，随着技术发展和变革，港口装卸自动化也开始进入快速发展时期，进一步改进和优化陆侧自动着箱方案，能够切实提升岸桥自动化水平，促使整个工作效率也能够显著提高，更好地适应行业建设和发展。与此同时，对于陆侧自动着箱系统的研究和应用，也已经成为当今社会研究的主要议题。

基于三维集卡对位系统、船型扫描系统，岸桥陆侧自动着箱系统开始将陆侧目标检测系统应用其中，从而在陆侧一方，构建形成符合现实发展情况的三维目标模型。与此同时，还可以结合实际发展情况，在系统内部配备相应的防摇防扭系统，岸边集装箱起重机自身的防摇和防扭功能，能够更好地应用于自动化远程控制改造工作中，切实消除着箱作业时吊具自身的晃动程度。通常而言，可以直接应用LPS探头完成吊具摇晃程度的检测工作，并透过应用程序，控制操作手柄，灵活调配小车的实际运行情况，切实消除晃动情况，完成精准对箱、高效着箱。

3.2 优化作业流程

3.2.1 智能理货系统

想要实现岸边集装箱起重机自动化远程控制改造，还需要展开整个作业链的改造工作，变革码头作业模式、调整作业链，促使岸桥硬件配置和软件配置能够相适应，切实推动岸桥作业朝向智能化、现代化、规范化的方向發展。其中，智能理货系统不同于传统的理货方式，将现代信息技术应用其中，借助多种智能化模块，完成各种数据信息的采集、传输和储存等功能，破除传统人工理货方式的桎梏，采用技术手段直接完成箱号核对、箱体残损查验等各个工作环节，采用智能理货系统也能够促使整个集装箱装卸作业更具本身具备可追溯性。

现阶段，日常工作中光学字符识别系统得到了更为广泛的应用，通过该系统，随着光学字符识别系统自身的识别速度不断变高，岸桥作业效率也会相应提高。光学字符识别系统的识别成功率最高能够处于98%，应用效果较好，同时使用功能多样，不仅能够完成自动识别、自动传输，而且还能够实现系统实时监控，一旦识别出系统错误，也能够自觉进行错误拦截。

但是需要注意的是，光学字符识别系统自身的识别率很容易受到外界环境变化，例如当处于恶劣天气环境时，光学字符识别系统的成功率就会相应降低。而为了切实应对上述问题，提高系统自身的识别成功率，则需要基于光学字符识别系统的既有功能，结合实际情况，改善和优化相机拍照逻辑、识别算法。一方面，对于拍照逻辑，可以直接展开多次拍照取优的方式，并不断调用相邻相机，调整形成无论是清晰度，还是识别度都最高的相片。另一方面，对于识别算法，通过加入深度学习识别算法，能够在一定程度上提高系统自身的识别成功率，最高可以达到95%的成功率。

3.2.2 作业面策略

近些年来，技术研究力度不断增强，港口建设也开始朝向自动化、智能化方向前进。当处于码头作业现场，一般会在重点作业路段准备好一定数量的集卡，保证后续工作的展开，而大量集卡的存在，可能会出现集卡等待岸桥的情况。而在非重点作业路段集卡数量不足，相对出现岸桥等待集卡的情况，无论是上述哪一种情况的发生，都将会直接影响到码头作业效率。

想要完成岸边集装箱起重机自动化远程控制改造，还需要在码头运输现场配置齐全自动导引车、跨运车，并能够灵活调度集卡，促使其保持平衡状态。如果采用水平运输多路共享的作业面策略，能够在一定程度上便于展开各项工作，实现集卡高效作用和综合服务，全面提高作业效率。作业面策略应用本身具有多方面的应用优势，可以直接完成处于不同岸桥作业路边装卸工作，切实提高工作效率，促使整个岸桥作业都能够处于流畅且稳定的工作状态。

4 结论

综上所述，对岸边集装箱起重机自动化远程控制改造展开分析具有至关重要的意义。整个码头作业效率影响因素多样，想要实现高效能的岸桥作业，则需要展开全面研究，增设闭路电视监控系统、部署三维集卡对位系统、设定陆侧自动着箱系统，优化作业流程，从而全面提高岸桥自动化作业效率效能。

参考文献：

[1]楼桂龙，王宁杰.自动化远程控制轮胎式集装箱龙门起重机大车转向系统优化设计[J].集装箱化，2020，31（07）：22-25.

[2]赵斌，马矜.自动化码头岸边集装箱起重机控制技术[J].港口装卸，2019（05）：35-37.

作者简介：

王佳伟（1985-），男，籍贯：上海，助理工程师;研究方向：机械工程。