岸邊集裝箱起重機防搖及定位控制研究

周志堃 劉秀揚

摘要：對港口集裝箱起重機的防搖以及定位控制進行了相關探究，通過分析起重機搖擺原因以及防搖控制器在應用過程中出現的問題，提出相應的控制對策，希望能為港口運輸行業的良性發展提供可借鑒之處。

關鍵詞：港口設備;原因;控制對策;探究

引言

岸邊集裝箱起重設備是集裝箱裝卸過程中的主要設備，隨著經濟全球化的發展，世界各國之間的聯系日益緊密，港口運輸的貨物數量自然也會有很大的提升，此種基礎造成了岸邊起重機需求量的持續提升，并且其智能程度也有了很大改觀。目前來看，我國岸橋正不斷向著大型、高效率以及智能化的方向發展，其中，如何在岸橋作業過程中防止吊重晃動以及定位的精準控制是岸橋設備實現自動化的重中之重。因此，對于岸橋防搖以及定位控制的研究意義重大。

一、岸橋搖擺原因

岸邊集裝箱起重機主要應用于海港貨物的裝卸，隨著海洋運輸行業的發展，越來越多的國家和地區在港口應用了這一設備并不斷對設備進行著改進與研發，一般情況而言，岸邊集裝箱起重機主要由小車運行、上下運行以及起重機等多個部分組成，其中，小車運行組件會對岸橋的移動速率產生影響，因此，當小車的運行速率大幅度提升時，吊具以及貨物的搖擺程度就會隨之增大，除此之外，小車的定位系統也是造成搖擺的重要原因之一，定位的不準確性直接延長了小車運行的時間，因此小車找到準確定位的時間被延長，從而更進一步影響了吊具的擺動程度以及港口貨物吊裝現場的安全性，歸根結底，若要解決此問題還是要提升岸橋的防搖性能以及小車定位的精準性「1」。

二、岸橋設備依然存在的問題

對標國際而言，我國在近代海洋運輸行業領域的起步較晚，無論是系統控制還是機械設備方面對標國際一流都還存在一定距離，結合文中內容，此種差距主要體現在了兩方面：防搖控制以及精準定位。但在這兩個領域中岸橋設備依然存在部分問題待解決。

（一）岸橋防搖控制器。防搖控制器的應用初衷是為了緩解吊具以及貨物的晃動從而減輕吊裝現場的安全隱患，但由于應用不當，岸橋防搖控制器成為了晃動的主要原因，例如，一般情況而言，對于貨物的吊裝繩索要求平行，如果用幾根互相不平行的繩索吊裝貨物，普通測角儀器根本不能精準完成測角工作。此外，我國部分大型港口引進了海外先進的激光探測裝置，將此裝置安裝于司機控制室下部，其能夠實現對于吊具以及貨物的偏離距離和位置的精準測量，從而能夠迅速根據吊裝繩索長度差異以及其他測量參數計算出岸橋擺動偏離角，此種裝置固然高效，但其應用投入成本較高，并且海港環境常年惡劣，一旦遇到極端天氣，激光測量的準確度同樣會受到影響，因此并不能夠從根本上解決岸橋搖擺問題。

（二）定位系統。海洋港口的貨物數量巨大，在如此龐大的物流體系中，精準定位技術是提升岸橋工作效率的關鍵，但部分海洋港口中所應用的貨物管理系統以及定位系統精準度不高，此種問題直接影響了岸橋的工作效率，單次提取貨物的時間延長，也導致了貨物整體運輸時間的延長，但管理人員并不注重此方面的問題，只是另操控人員加快移動速度，如此以來，不僅岸橋工作效率得不到有效提升，而且還在很大程度上為貨物吊裝區域增加了安全隱患，由此可見，海洋港口貨物定位系統占據著十分重要的地位[1]。

三、岸橋防搖以及定位精準化的對策

上文中已經對我國岸邊集裝箱起重機在應用過程中存在的問題進行了較為全面的說明，針對上述問題，可對岸橋防搖以及港口貨物精確化定位進行縱深研究，以期找到高效解決辦法，下文對此分幾方面進行詳細解釋。

（一）神經網絡控制器的安裝與應用。此種裝置匯集了神經網絡以及模糊理論二者的優點，具備信息采集，自我學習，信息處理等多種優點。其實際性能的發揮主要借助網絡內部的層級規劃實現，此種裝置同樣屬于人工智能的范疇，應用合理即可在很大程度上提升港口貨物運輸效率，但由于網絡的運營也存在一定的不確定性，在系統真正意義投入使用之前，需要由現場工作人員進行多次試驗，另神經網絡控制設備能夠存儲大量的工作信息，從而方便其進一步的自主學習以及更好的對收集到信息參數進行處理，還可應用此類樣本進行傳統控制且結構部件的改造，同樣能夠很好的提升港口貨物處理效率，待細致任務處理完畢后即可投入港口正常使用，此裝置的應用在一定程度上保證了系統控制水平的穩定性，系統控制水平穩定即可在一定程度上保障岸橋運行以及移動速率的穩定，從而使整個系統更加規范合理「2」。

（二）岸橋防搖控制。上文中已經介紹了岸橋防搖裝置在應用過程中存在的問題，在岸橋結構中，控制貨物升降的結構小車運行結構在集裝箱裝卸工作中起到了至關重要的作用。此兩種結構由鋼絲繩連結，四根起升鋼絲繩結構繞過小車和起重吊具的滑輪，固定在前大梁端部的滑輪位置，另一端則固定于吊具之上，最后集中連接于后大梁滑輪上，岸邊集裝箱起重機在運行過程中，小車會在驅動電機的作用下在主體大梁上進行往復運動，此種個部分連接結構的設置能夠很好的減輕貨物以及起重吊具的搖擺程度。結合上文內容而言，此領域的研究人員可在結構設置方面狠下功夫，結構的設計同樣會對貨物吊裝過程中的穩定性造成很大影響。

（三）吊具防搖裝置的加裝。岸橋防搖問題的解決方式多種多樣，但具體而言其功效又不盡相同。吊具防搖裝置應用最多的主要分為兩大類：機械式防搖裝置和電子式防搖裝置。前者主要利用高懸掛系統的剛性來減弱吊具以及貨物的搖擺程度，還可以用機械手段擺動能量的形式，但此種形式會降低小車運行的可控性并且保養難度稍大。但其在吊具滿載情況下所體現出來的貨物防搖效果極佳，可謂有利有弊;后者屬于我國近年引進的新型裝置，主要利用到了各種檢測元件以及傳感器等設備，將檢測到的信息傳送至系統的總控平臺，在控制軟件以及人工處理下，將最優控制參數傳遞到小車速度控制系統，最終調節小車速度從而實現對小車運行情況的控制，降低吊具擺動幅度。電子防搖裝置與前者相比，具備反應時間短，設備組成簡單等優勢[2]。

（四）定位精準化。港口貨物以及船只的精準定位能夠有效提升貨物的裝卸效率，精準定位細化來講應包含貨物運輸船的識別，大車位置的識別與檢測以及一系列的探頭和感應裝置。岸橋設備逐漸向著自動化的趨勢發展，在進行貨物的裝卸作業時，通常要記憶港口以及貨運船上每個裝卸位的集裝箱高度情況，這就需要全面規劃起重機在港口的位置。

四、結束語

綜合上述內容而言，海上物流的發展是世界整體趨勢。在此種時代背景下，相關科研人員就要深入研發，不斷提升港機設備的應用性能，推動我國海洋物流行業的發展。

參考文獻：

[1].段小明，單磊.雙小車岸邊集裝箱起重機主吊具防搖防扭控制特性研究[J].港口裝卸，2020，No.251（02）：20-23.

[2].楊育青，曹雪東.雙起升岸邊集裝箱起重機吊具防搖防扭控制系統設計[J].集裝箱化，2020，v.31;No.348（08）：21-23.

（作者單位：上海振華重工（集團）股份有限公司）