集裝箱碼頭RTG遠程半自動化操作堆場實現方法研究

尹飛

摘 要：現階段輪胎起重機是我國集裝箱碼頭堆場用來裝卸集裝箱的主要形式，并將現有的RTG技術改進為遠程操控的半自動化模式，在一定程度上減少了員工的工作數量及操作人員的工作壓力，同時還有效提高了工作頻率及集裝箱碼頭的經濟效益。本文將結合實際情況對集裝箱碼頭RTG遠程半自動化操作堆場實現方法進行分析研究并提出有效意見，旨在為促進我國RTG遠程半自動化的不斷發展。

關鍵詞：集裝碼頭；半自動化操作；方法研究

中圖分類號：U695 文獻標識碼：A

0.引言

隨著我國數字化時代、信息化時代的到來，建設自動化的集裝箱碼頭逐漸成為物流運輸行業發展的必然趨勢。目前國內主要采用橋式起重機-RTG-集卡的裝卸工藝，實現RTG遠程半自動化可以有效減少上機人員，實施動態配置任務，RTG待工時可自動停機，減少了能源消耗，從而使碼頭節能減排的效果達到最優。本文將結合當前集裝箱碼頭的實際情況對RTG遠程半自動化操作堆場實現方法進行探討研究并結合實例進行分析，旨在為今后相關工作提供寶貴經驗。

1.RTG特點及自動化技術

（1）集裝箱堆積位置距離檢測技術

為了準確地將集裝箱放置到指定地點，相關工作人員有必要對吊箱與目標項之間的距離進行檢測，而為了檢測出吊箱與目標箱之間的距離應大力開發電子眼。電子眼的安放位置應在吊具的前側CCD攝像頭和夜間照明裝置是構成電子眼的主要構件，通過電子眼拍攝出的清晰影像經過畫像處理準確給出目標相上邊緣及吊箱下邊緣的準確數據，通過計算得出二者之間的準確距離。在實際工作過程中RTG會受到小車移動、箱體過重的影響導致輪胎變形、本體振動的現象，而吊具用于吊取吊箱的攬勝也會受到小車移動、風力等外界因素的影響產生震動。因此，電子眼需要及時檢測出受到各種因素影響時吊箱與目標項之間的距離，從而保證高精度運動提供有力保障。

（2）高精度堆積控制技術

應控制吊箱的實際操作與電子眼檢測出的距離相同，并使吊箱可以準確堆放至目標的上方，以實現高精度堆積。由于吊箱在實際操作過程中會受到外界因素出現擺動現象使得電子眼無法有效實時對目標箱上邊緣進行檢測，從而無法準確確定與目標之間的距離，因此應采集傳感器信號檢測到的吊箱搖動信息并進行復合運算，以確定吊箱與目標箱之間的距離。

（3）大車/小車自動向目標位置移動和確認的控制技術

在吊箱進行移動時，首先應利用設置在大梁上的RTG傳感器對集裝箱高度進行檢測，然后利用檢測出的數據進行計算從而得出最簡便快捷、安全的路徑，通RTG應與機械式防搖裝置、電子防搖裝置同時運用到吊箱的移動過程中，以減小吊具在吊箱移動過程中的搖晃情況。在吊箱升起的過程中，為防止與臨近集裝箱發生碰撞可以在釣具上安裝橫向超聲波傳感器。對于大車移動，為保證RTG可以在規定跑道內運行，需通過在RTG后左右方安裝讀取裝置用來讀取地下預埋的磁力線，并通過掃描地下磁力線的方式對大車進行控制來實現大車的自動移動控制技術。

2.名古屋RTG自動化碼頭系統運行實踐分析

以名古屋RTG自動化碼頭為例，對RTG遠程半自動化運行系統進行實踐分析。該碼頭分為2個泊位，岸線長度為750m，擁有6臺額定起重量為45t的橋式起重機，齊聲總高度為56.5m，其中軌下高度16.5m，軌距30.5m，橋吊外伸距離可以為22排6層高的船只工作同時還配備可自動運行RTG設備24臺，其中有兩臺作為備用，可供18598TEU堆存，其中392TEU用于海關、動植物檢疫，32TEU用于危險品，486TEU冷藏箱。此外名古屋RTG自動化碼頭分別有6道出場通道、6道進場通道，在2012年集裝箱吞吐量為50.8TEU，而到2013年已經增長到55萬TEU。名古屋RTG自動化碼頭主要具有以下特點：

（1）該碼頭將自動化堆場分為各配有一臺自動化RTG的22個箱區，保證RTG不會跨區作業。

（2）采用金屬網對各個箱區進行分割，而每個箱區利用自動欄桿實現對外集卡及AGV安全進出口的控制，同時將每臺輪胎起重機的高度、跨度分別設計為堆4過5、6+AGV+集卡，只有外集卡會受到遠程操作人工干預的影響，其他工序均采用自動化控制。

（3）兩條流機通道、1條外集卡通道以及1條AGV專用通道是每一個RTG必有的構造。

（4）外集卡需要持有RFID卡才可以進入通道，沒有安裝固定RFID卡的外集卡需要在通道外臨時取卡。

（5）自自動化箱區不會對危險品、冷藏箱等特種箱進行作業，特種箱需要經過人工操作的RTG進行作業并堆方至專門箱區。

（6）在各個箱區內額外配置兩臺RTG用于替換原有RTG。

（7）在對RTG進行保養時會將RTG運送至專門保養場地，不會一下那個箱區的正常運行。

碼頭東部的出場道口旁邊設置一個遠程操控室并配有5套遠程操作臺已實現對RTG的控制，且僅會對外集卡的裝卸工作進行遠程監控，人操作臺會同時設有3個屏幕用于監視RTG，屏幕一用于監控吊具操作集裝箱或集卡鎖銷工作，且屏幕帶有標尺方便工作人員判斷吊具及工作目標之間的差距；屏幕二被分割為4塊小屏幕用于監視不同工序的操作；屏幕三用于讀取RTG控制系統的數據和運行動態以及碼頭TOPS系統傳輸過來的數據。這種堆場在實際應用中有以下幾點優勢：每臺輪胎起重機的高度、跨度分別設計為堆4過5、6+AGV+集卡可充分利用AGV、集卡靈活性特點，使得總體操作得以流暢運作且可以實現對對唱的自由控制，而TOPS與傳統非自動化碼頭的控制方式基本相同，符合非自動化碼頭進行改造的基本需求。通過對名古屋RTG自動化碼頭進行分析，提出以下幾點對于優化半自動化堆場的建設：第一，做到逐步實施、分部學習，不可急于求成、操之過急。首先建立一個自動化堆場并配備一臺或數臺RTG，并采用自動化-遠程干擾模式進行試運，成功后方可進行下一步建設工作。第二，完善上一建設過程中并將自動化堆場的成功經驗運動到現階段建設，同時改進TPOS系統。第三，整體推進半自動化進程，將各個環節逐步完善、改造后的自動化堆場進行整合，使之順利進行。第四，根據集裝箱碼頭發展的實際狀況，判斷AGV是否能夠代替內場集卡，從而實現將集裝箱碼頭徹底改造成自動化集裝箱碼頭。

結論

綜上所述，輪胎起重機的遠程作業方案是一項具將智能、信息技術進行有效結合的綜合性技術改造項目。振東碼頭已于2011年與上海振華重工合作并成功將一臺RTG改造為可遠程半自動化操控的新型RTG，為集裝箱碼頭RTG遠程半自動化操作堆場累積了豐富經驗并提供參考方法，若將該種RTG成功應用于我國集裝箱碼頭可以有效提高碼頭的經濟效益以及社會效益，從而為我國建立航運強國地位奠定有力基礎。

參考文獻

[1]薄海虎，張氫，孫遠韜，等.集裝箱碼頭RTG遠程半自動化操作堆場實現方法研究[J].起重運輸機械，2015（4）：12-15.

[2]唐立輝，王偉，孫秀良，等.兩種典型自動化集裝箱碼頭水平運輸工藝[J].集裝箱化，2016，27（12）：19-22.

[3]任超.傳統集裝箱碼頭輪胎式龍門起重機遠程操控技術改造方案[J].集裝箱化，2016，27（10）：20-22.

[4]陳瑞錦.RTG操作模擬器的設計應用[J].海峽科學，2016（4）：44-46.

[5] 熊海明.RTG自動定位系統改造[J].港口科技，2016（8）：39-41.endprint