自動化碼頭冷藏箱作業安全策略探討

高學柳 青島港集團安全技術部

1.概述

目前集裝箱碼頭發展迅速，自動化集裝箱碼頭因具有安全、可靠、高效等特點，成為當今集裝箱碼頭發展的趨勢。現在我國自動化集裝箱碼頭還處于起步探索階段，山東港口青島港在國內率先建設全自動化集裝箱碼頭，對于自動化集裝箱碼頭的建設進行了有益探索，下面結合青島港全自動化集裝箱碼頭的特點，對碼頭冷藏箱區的布局設計等進行研究，選擇一種符合青島港全自動化碼頭的冷藏箱作業安全策略。

圖1 冷藏箱區布局形式

2.自動化碼頭冷藏箱區布局分析

2.1 自動化集裝箱碼頭冷藏箱區常見布局形式

對比全球各自動化集裝箱碼頭的冷藏箱區布局形式，主要分以下三種：

2.1.1 在自動化堆場外布置冷藏箱區

此種布局形式的優點是實現了冷藏箱與自動化集裝箱區分離，既便于對冷藏箱的特殊作業，又實現了自動化箱區的封閉操作。但是冷藏箱區布置于自動化箱區外，使冷藏箱無法實現自動化作業，需要專門配置集卡拖車或者人工跨運車等水平運輸設備進行裝卸，且冷藏箱區布置一般距離岸邊船舶較遠，水平運輸需要更遠距離，因此這種布置方式造成設備能耗更高，作業效率極低。一些半自動化碼頭多采用此種布局方式。

2.1.2.在自動化堆場陸側端部布置冷藏箱區

此布局形式可以充分利用自動化水平運輸設備及自動化堆場設備，實現了冷箱自動化裝卸作業，而且由于冷藏箱區布置在堆場陸側端部，可以方便冷藏箱操作人員進出冷藏箱區，人員進出箱區時不需跨越軌道，不受自動化軌道吊（以下簡稱ASC）作業限制。但是由于冷藏箱區位于自動化堆場陸側端部，ASC需長距離運輸冷藏箱，導致冷藏箱作業效率相對較低。

2.1.3 在自動化堆場中間布置冷藏箱區

此種布局形式兼顧了冷藏箱在自動化堆場海/陸側的作業效率，對比冷藏箱區在陸側端部布局，冷藏箱操作人員進出冷藏箱區需跨越ASC大車軌道，為保證人員安全需要制定專門的安全策略。如APMT及RWG碼頭均將冷藏箱區布置于自動化堆場中間。但APMT碼頭冷藏箱區布局采用在堆場中間集中排布的方式，RWG碼頭的冷藏箱區采用在堆場中間分開布置。

2.2 青島港全自動化碼頭冷藏箱區布局形式設計

2.2.1 研究青島港的實際生產情況

分析冷藏箱箱量較大且出口比例高的特點,為了確保裝卸船作業效率，青島港全自動化碼頭冷藏箱區布局設計采用堆場中間布局形式。冷藏箱區分散在自動化堆場的6個作業箱區，布置在3塊集中區域，如圖1所示。冷藏箱操作人員可以從堆場內的寬通道進出，進行相鄰兩個箱區的冷藏箱插拔電操作和監控管理。

2.2.2 冷藏箱區具體布置

結合青島港全自動化碼頭堆場布局及生產作業流程設計，冷藏箱區內設計5排冷藏箱支架，每排9匹箱位，高度可堆碼5層箱。在每排冷藏箱支架靠近寬通道側的一層，留出1匹經過特殊加固的集裝箱作為操作人員安全通道。為增加冷藏箱區堆碼容量，安全通道上方可以繼續堆碼冷藏箱。

3.自動化冷藏箱區作業安全策略

為保障自動化冷藏箱區操作人員與設備作業安全，提升冷藏箱作業效率，需要研究制定專門的自動化冷藏箱區作業安全策略。應主要包括進出冷藏箱區安全策略及進出冷藏箱架安全策略。

3.1 進/出冷藏箱區安全裝置

進/出冷藏箱區安全裝置包括門禁系統（軌道外側門禁及軌道內側門禁），ASC控制系統，申請狀態指示燈。

圖2 冷藏箱區布置

3.2 進入冷藏箱區安全策略

冷藏箱區內/外側門禁電磁鎖都處于關鎖狀態，外側和內側狀態指示燈的紅燈常亮，這種情況下ASC可正常通過冷藏箱區。

操作人員需要進入冷藏箱區時，操作人員手持ID卡在門禁讀卡器上刷卡申請進入后，此時狀態指示燈的紅燈會閃爍，請求進入申請發送至ASC控制系統，如果此冷藏箱區堆場的ASC沒有冷藏箱作業任務，這時ASC控制系統將判斷可以進入。

ASC控制系統確認可以進入信息后，狀態指示燈由紅燈閃爍變為綠燈常亮，這時冷藏箱區軌道兩側的兩個門禁電磁鎖將開鎖，操作人員可以進入冷藏箱區，人員進入冷藏箱區后，須確認兩道門禁大門關閉，并按下操作盒上的人員進入確認按鈕，這時兩個門禁電磁鎖將關鎖，狀態指示燈將由綠色常亮變為紅色常亮。

如果冷藏箱堆場的ASC有冷藏箱作業任務或正在冷藏箱區內作業，ASC控制系統將不允許人員進入，系統會自動拒絕申請進入，狀態指示燈由紅燈閃爍變為紅燈常亮，表示不允許進入。操作人員如需進入，需等待ASC作業完成后再重新刷卡申請。

3.3 退出冷藏箱區安全策略

操作人員進入冷藏箱區后，外側和內側的門禁電磁鎖都處于關鎖狀態，狀態指示燈紅燈常亮，這種情況ASC可正常通過冷藏箱區。

如果操作人員申請退出冷藏箱區，操作人員按操作盒上的申請退出按鈕，這時狀態指示燈紅燈閃爍，請求退出申請發送至ASC控制系統，如果此冷藏箱區堆場的ASC沒有冷藏箱作業任務，這時ASC控制系統會判斷可以退出。

ASC控制系統確認可以退出信息后，狀態燈由紅燈閃爍變為綠燈常亮，同時冷藏箱區門禁電磁鎖開鎖，這時操作人員可退出冷藏箱區；操作人員開門退出冷藏箱區后，須確認兩道門禁大門關閉，并按下操作盒上的人員安全退出確認按鈕，這時電磁鎖關閉，狀態指示燈由綠色常亮變為紅色常亮。

如果冷藏箱區堆場的ASC有冷藏箱作業任務或正在冷藏箱區內作業，ASC控制系統將不允許人員退出，系統自動拒絕申請退出，狀態指示燈由紅燈閃爍變為紅燈常亮；操作員如需退出，需在ASC完成作業后再重新刷卡申請。

3.4 進入冷藏箱支架安全策略

青島港全自動化碼頭每個冷藏箱區分別設5排冷藏箱支架，為保障人員作業安全，每排冷藏箱支架都設置一套單獨的門禁系統，在支架門內/外兩側分別安裝進入、退出申請控制箱。

如果操作人員申請進入某個冷藏箱支架，操作人員按申請進入按鈕，申請占用該冷藏箱架進行作業，這時狀態燈將紅燈閃爍，請求占用冷藏箱架申請發送至ASC控制系統，如果此冷藏箱區堆場的ASC沒有在這個冷藏箱支架進行作業，這時ASC控制系統會判斷可以進入。

ASC控制系統確認可以進入信息后，冷藏箱架狀態燈由紅燈閃爍變為綠燈常亮，同時冷藏箱架的門禁電磁鎖將開鎖，這時操作人員可進入冷藏箱支架，人員開門進入支架后，須確認門禁大門關閉，狀態指示燈由綠色常亮變為紅色常亮，人員可在此支架內進行作業，此冷藏箱支架對ASC封閉，即ASC均禁止在該支架內作業。

3.5 退出冷藏箱支架安全策略

如果操作人員申請退出某個冷藏箱支架，操作人員按申請退出按鈕后，門禁電磁鎖將開鎖，狀態燈由紅燈閃爍變為綠燈常亮，操作人員可以退出。

圖3

圖4

操作人員退出后，須確認門禁大門關閉，電磁鎖已關鎖，狀態指示燈由綠燈常亮變為紅燈常亮，操作員確認所有人員退出后，需按解除占用按鈕，解除此支架的封閉后，ASC可恢復在該支架作業。

設計的流程圖如圖3、圖4。

4.結語

本文根據青島港全自動化集裝箱碼頭的實際情況，結合青島港冷藏箱作業量大，出口比例高的特點進行冷藏箱區研究設計，按照確保安全效率優先的原則，設計冷藏箱區在自動化堆場中間分開布置，并根據作業流程情況制定冷藏箱作業安全策略，既保證冷藏箱操作人員安全生產及設備運行安全，又有利于提升冷藏箱裝卸作業效率。