自動化碼頭雙小車岸橋中轉(zhuǎn)平臺安全管控

上海國際港務(wù)(集團)股份有限公司尚東集裝箱碼頭分公司

1 引言

區(qū)別于傳統(tǒng)碼頭單小車岸橋軌內(nèi)拆裝鎖鈕，自動化碼頭的拆裝鎖鈕步驟由作業(yè)人員在中轉(zhuǎn)平臺安全通道內(nèi)完成。同時，中轉(zhuǎn)平臺也是主/門小車交互區(qū)域[1]，對其進行合理化安全管控，在確保作業(yè)人員進出安全、操作便捷的前提下，可提高主/門小車之間的協(xié)同配合，進一步提高船舶作業(yè)效率。

2 雙小車岸橋中轉(zhuǎn)平臺結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵設(shè)備布置

2.1 雙小車岸橋中轉(zhuǎn)平臺結(jié)構(gòu)

自動化碼頭雙小車岸橋中轉(zhuǎn)平臺海陸側(cè)總寬8.6 m，布局緊湊，對岸橋下方AGV(Automated Guided Vehicle，自動導(dǎo)引車)車道布置影響較小，其結(jié)構(gòu)見圖1。平臺內(nèi)置集裝箱臺座，臺座下方空間用于放置鎖鈕零框，更換鎖鈕零框時，需將臺座整體吊至地面，完成鎖鈕零框更換。主/門小車對平臺放箱時，通過3組導(dǎo)向座完成集裝箱位置導(dǎo)向，導(dǎo)向座設(shè)計具有一定強度，能夠抵抗集裝箱著箱時的頻繁沖擊。人員進出工作區(qū)域通道設(shè)計在導(dǎo)向座內(nèi)部，為3條左右側(cè)向的通道，工作人員在導(dǎo)向座內(nèi)部完成拆裝鎖鈕。導(dǎo)向座頂部設(shè)有網(wǎng)眼板，覆蓋整個人員通道，可以防止雜物落入工作通道內(nèi)[2]。

2.2 雙小車岸橋中轉(zhuǎn)平臺關(guān)鍵設(shè)備布置

中轉(zhuǎn)平臺安裝有鎖鈕控制盒、作業(yè)人員模式選擇、緊停按鈕、光柵、聲光報警器、拆裝鎖鈕提示燈、LED顯示屏、平臺復(fù)位按鈕等硬件設(shè)備(見圖2)，通過TOS(Terminal Operation System，碼頭管理系統(tǒng))程序?qū)ο鄳?yīng)設(shè)備的控制，完成集裝箱臺座拆裝鎖鈕作業(yè)，實現(xiàn)對作業(yè)人員的安全防護。

(1)鎖鈕控制盒

在中轉(zhuǎn)平臺的2個臺座兩側(cè)有4個鎖鈕控制盒，為輔助作業(yè)人員進行拆裝鎖鈕的信息傳遞和異常情況的處置，并設(shè)有3個帶燈功能按鈕。其中“暫停”按鈕用于除卸船集裝箱鎖鈕無法拆除以外的所有異常工況；在作業(yè)人員根據(jù)LED屏提示信息，完成鎖鈕拆裝作業(yè)后，退出平臺，按下“鎖鈕確認”按鈕，岸橋自動化控制系統(tǒng)確認作業(yè)人員已退出平臺，自動化作業(yè)流程繼續(xù)；“鎖鈕異常”按鈕目前僅適用于卸船集裝箱鎖鈕無法拆除的工況。

圖1 雙小車岸橋中轉(zhuǎn)平臺

圖2 中轉(zhuǎn)平臺關(guān)鍵設(shè)備布置圖

(2)作業(yè)人數(shù)模式選擇開關(guān)

拆裝鎖鈕作業(yè)人員根據(jù)作業(yè)人員配置數(shù)量，在候工室門口操作盒上進行人數(shù)選擇，有“單人”和“雙人”2種模式。

(3)緊停按鈕

在中轉(zhuǎn)平臺左右陸側(cè)門腿上均設(shè)有緊停按鈕，在發(fā)生異常情況時，作業(yè)人員可按下此按鈕，立即停止岸橋的運行。復(fù)位按鈕位于岸橋ROS( Remote Operation Station, 遠程操作臺)上，旋出即可復(fù)位。

(4)光柵檢測與聲光報警裝置

光柵檢測是對中轉(zhuǎn)平臺未經(jīng)許可時，人員進入作業(yè)區(qū)域的檢測裝置，聯(lián)動聲光報警提示平臺誤入人員退出平臺作業(yè)區(qū)域。

(5) 作業(yè)提示燈與LED顯示屏

在中轉(zhuǎn)平臺的集裝箱臺座兩側(cè)安裝了4個LED顯示屏，安裝位置為中間道口的左右欄桿上方，且低于作業(yè)臺座。

3 雙小車岸橋中轉(zhuǎn)平臺安全管控措施

3.1 主/門小車進出中轉(zhuǎn)平臺安全管控邏輯

岸橋自動化作業(yè)時，中轉(zhuǎn)平臺LED屏紅燈閃爍，表示無拆裝鎖鈕工況，禁止人員進入平臺拆裝鎖鈕作業(yè)區(qū)域，主/門吊具空載、重載進出平臺運行皆不受限制。中轉(zhuǎn)平臺為整體控制，任一臺座出現(xiàn)或存在拆裝鎖鈕信號，吊具重載均不得進、出平臺。

岸橋自動化作業(yè)時，中轉(zhuǎn)平臺綠燈閃爍，提示工作人員進入拆裝鎖鈕，默認平臺有人，主、門吊具重載不得進出平臺，若吊具空載則可以進入指定海/陸側(cè)平臺的集裝箱上方著箱(不閉鎖)。當接收到鎖鈕確認或鎖鈕異常確認信號后，對應(yīng)平臺紅燈閃爍，提示工作人員不得進入；拆裝鎖鈕信號轉(zhuǎn)為無拆裝鎖鈕信號時，允許吊具閉鎖起升，流程繼續(xù)。若此時相鄰臺座有作業(yè)人員在拆裝鎖鈕，則不允許帶箱起升，等待鎖鈕確認后才繼續(xù)流程。

岸橋自動運行狀態(tài)時，如有作業(yè)人員按下“暫停”按鈕，主/門小車暫停運行，遠程操作員得到故障提示。需要恢復(fù)運行時，需設(shè)備過程控制員重發(fā)指令。

3.2 異常工況處理流程

(1)卸船集裝箱鎖鈕無法拆除

作業(yè)人員按下鎖鈕控制盒上“鎖鈕異常”按鈕，通知TOS對應(yīng)平臺上的集裝箱需要切割鎖鈕處理。門架小車按照正常作業(yè)流程，吊運集裝箱至AGV，由TOS更改集裝箱目的位置，自動安排進入相應(yīng)操作箱區(qū)割鎖鈕。

(2)鎖鈕確認后發(fā)現(xiàn)鎖鈕漏裝、掉落或錯裝

有2種處理方式：①作業(yè)人員用對講機通知遠程操作員，手動介入接管主小車，如小車仍在平臺區(qū)域內(nèi)，重新松箱返回起升平臺，安裝鎖鈕；如小車已運行出平臺，手動松箱至碼頭軌內(nèi)，此時平臺作業(yè)人員必須在地面落箱區(qū)域做好監(jiān)護，裝好鎖鈕后，帶箱返回切手動位置，由PCE重發(fā)主小車指令，自動化流程繼續(xù)。②作業(yè)人員拍下“暫停”按鈕，主小車、門架小車停止動作(指令失敗)，用對講機通知遠程操作員，后續(xù)處理方法同方式①，裝好鎖鈕后，由PCE重發(fā)主小車和門架小車指令，自動化流程繼續(xù)。

(3)系統(tǒng)提示鎖鈕信息與實際不符

當系統(tǒng)提示需要拆裝鎖鈕，而實際無需拆裝鎖鈕時，作業(yè)人員直接按下“鎖鈕確認”按鈕，自動化流程繼續(xù)。當系統(tǒng)提示無需拆裝鎖鈕，實際需要拆裝鎖鈕時，分為如下2種情況：①卸船工況環(huán)境下，主小車還未離開中轉(zhuǎn)平臺，作業(yè)人員用對講機通知遠程操作員手動介入主小車后，進平臺拆卸鎖鈕，期間觸發(fā)光柵警報，待鎖鈕拆除后，離開平臺，按下平臺復(fù)位按鈕，消除警報，再由PCE重發(fā)主小車指令，自動化流程繼續(xù)；②卸船工況環(huán)境下，主小車已離開中轉(zhuǎn)平臺，門架小車申請進入平臺，作業(yè)人員用對講機通知遠程操作員切換至門架小車，手動介入暫停小車動作，作業(yè)人員進平臺拆卸鎖鈕，期間觸發(fā)光柵警報，待鎖鈕拆除后，按下平臺復(fù)位按鈕，消除警報，確保門架小車開閉鎖狀態(tài)和手動介入時一致，由PCE重發(fā)門架小車指令，自動化流程繼續(xù)。

3.3 主/門小車進出平臺邏輯優(yōu)化

目前，限制作業(yè)效率的主要因素為：拆裝鎖鈕工況占用平臺資源，造成主/門小車作業(yè)流程被中斷；由TOS管控平臺安全，主要考慮平臺是否有作業(yè)任務(wù)，一旦任意主/門小車生成作業(yè)指令，將拒絕另一機構(gòu)生成作業(yè)指令，造成指令交互延后。針對這些問題，主要有3種解決方案。

(1)在平臺有拆裝鎖鈕工況前提下，允許主/門小車空吊具進入平臺。

(2)精簡TOS對平臺的安全管控，只根據(jù)平臺是否有作業(yè)位置判斷來生成相應(yīng)的作業(yè)指令，并允許同時下發(fā)機構(gòu)對平臺的作業(yè)指令。

(3)由單機層接管平臺的安全管控，通過指令的到達時間、主/門機構(gòu)的運行狀態(tài)趨勢，判斷由哪個機構(gòu)優(yōu)先進入平臺，被拒絕進入平臺的機構(gòu)在平臺外等待。

4 結(jié)語

以洋山深水港四期雙小車岸橋中轉(zhuǎn)平臺安全管控為研究對象，詳細介紹了中轉(zhuǎn)平臺的硬件布置及其作用，按照一般作業(yè)流程及異常工況下作業(yè)流程分述了主/門小車進出中轉(zhuǎn)平臺邏輯規(guī)則，并基于自動化碼頭實際操作中遇到的問題，針對影響作業(yè)效率的主要因素，提出優(yōu)化建議，可有效地提高海側(cè)集裝箱裝卸作業(yè)效率。