集裝箱輪胎式起重機(jī)遠(yuǎn)程作業(yè)的技術(shù)分析

吳建春

摘要：文章先分析了集裝箱輪胎式起重機(jī)遠(yuǎn)程作業(yè)中的技術(shù)挑戰(zhàn)，包括堆箱區(qū)布置難題以及輪胎吊技術(shù)困難，隨后提出了集裝箱輪胎式起重機(jī)遠(yuǎn)程作業(yè)實(shí)施方案，包括輪胎吊本機(jī)和遠(yuǎn)程中控室兩部分，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：集裝箱;輪胎式;起重機(jī);遠(yuǎn)程作業(yè)

引言：碼頭中的集裝箱作業(yè)于低谷和高峰兩種作業(yè)環(huán)境下，存在業(yè)務(wù)不平衡問題，從而無法實(shí)現(xiàn)充分利用。而在遠(yuǎn)程作業(yè)后，從物理層面分析，能夠促進(jìn)輪胎吊和操作臺(tái)之間的順利分離，任意操作臺(tái)可以和任意輪胎吊進(jìn)行對(duì)應(yīng)，提升操作臺(tái)整體利用效率。

一、集裝箱輪胎式起重機(jī)遠(yuǎn)程作業(yè)中的技術(shù)挑戰(zhàn)

（一）堆箱區(qū)布置困難

在自動(dòng)化軌道模式下的吊堆場(chǎng)內(nèi)，通常會(huì)設(shè)計(jì)為垂直碼頭岸線的形式，而海陸兩側(cè)還形成了專門的交接區(qū)域。海側(cè)區(qū)域主要是利用跨運(yùn)車或AGV相關(guān)水平運(yùn)輸裝置以及岸邊起重機(jī)，促進(jìn)集裝箱的順利交換。陸側(cè)區(qū)域則主要利用遠(yuǎn)程控制方式，通過軌道開展吊裝，推動(dòng)外集卡集裝箱順利交換。而在輪胎吊場(chǎng)堆中，主要采取和岸橋平行方式進(jìn)行合理布置，同時(shí)在垂直方向中還設(shè)置了眾多條集卡，進(jìn)入堆場(chǎng)內(nèi)實(shí)施裝卸操作，由于輪胎相關(guān)吊裝區(qū)域?qū)儆谳喬サ酢⒓ㄒ约叭藛T混雜狀態(tài)之下，導(dǎo)致自動(dòng)化輪胎吊中存在巨大隱患。輪胎吊在實(shí)際操作中，還需穿越集卡通道，以及九十度的轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)行，為此場(chǎng)堆人員應(yīng)該做好協(xié)調(diào)集卡通行。

（二）輪胎吊技術(shù)困難

軌道吊相比，如果采用輪胎吊的方式，則無需設(shè)置固定軌道，單純借助輪胎力量，為機(jī)器運(yùn)行提供基礎(chǔ)支持，為此大車運(yùn)行中，不可避免會(huì)出現(xiàn)走偏問題。此外，結(jié)合機(jī)器自身慣性以及輪胎彈性，無法對(duì)大車停車位置進(jìn)行有效控制。小車運(yùn)行中，容易跟隨小車移動(dòng)，而基于壓力狀態(tài)下運(yùn)行，兩側(cè)輪胎會(huì)出現(xiàn)不同變化，而和軌道吊相比，大梁傾斜度變化更大，存在較大的水平搖晃現(xiàn)象。輪胎吊能夠靈活轉(zhuǎn)場(chǎng)，但同時(shí)也導(dǎo)致其出現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊能力降低的問題，不能通過光纖來傳播信號(hào)，只能通過無線通訊方法，所以相關(guān)堆場(chǎng)覆蓋、實(shí)時(shí)性以及帶寬等技術(shù)受到嚴(yán)重限制[1]。

二、集裝箱輪胎式起重機(jī)遠(yuǎn)程作業(yè)實(shí)施方案

（一）輪胎吊中的本機(jī)部分

輪胎吊想要順利實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的功能，可以通過改造輪胎吊本機(jī)，在遠(yuǎn)程操控下，使其小車、大車以及起升操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。而司機(jī)只需要針對(duì)吊具執(zhí)行集卡和對(duì)箱等操作即可，如此能夠有效簡(jiǎn)化遠(yuǎn)程裝卸流程。

遠(yuǎn)程接口環(huán)節(jié)中，是以自動(dòng)控制裝置為主，作為本機(jī)以及遠(yuǎn)程控制臺(tái)的連接橋梁，能夠進(jìn)行合理切換，相關(guān)功能發(fā)揮渠道為控制室發(fā)送分解命令，而該部分負(fù)責(zé)接收指令，實(shí)現(xiàn)命令和位置有效轉(zhuǎn)換，把控制信息傳播到控制室內(nèi)，同時(shí)還能對(duì)自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式進(jìn)行調(diào)換。自動(dòng)運(yùn)行模塊可以通過發(fā)出命令，控制輪胎吊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，同時(shí)還可以對(duì)大車運(yùn)行誤差進(jìn)行合理糾偏。通過遠(yuǎn)程命令方式，可以讓大車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化啟停。安全模塊部分主要是實(shí)施各種安全防護(hù)，包括避免大車運(yùn)行和附近人員出現(xiàn)撞擊，砸箱等問題，提供定位準(zhǔn)確性。

CCTV相關(guān)攝像模塊，能夠準(zhǔn)確監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)輪胎吊實(shí)際狀況，各臺(tái)輪胎吊僅需配置7路視頻即可，涵蓋四個(gè)攝像頭合成一路，小車平臺(tái)前后共有兩路、四個(gè)門腿，一共四路。為提高信號(hào)傳輸穩(wěn)定性，提升整體抗干擾水平，為此應(yīng)該結(jié)合各路信號(hào)相關(guān)抗干擾能力進(jìn)行重點(diǎn)考慮，比如前段可以選擇具有良好屏蔽功能信號(hào)線，實(shí)施直流供電。

網(wǎng)絡(luò)通訊模塊中，無線網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)檫h(yuǎn)程傳輸中所需CCTV圖像信號(hào)以及控制信號(hào)提供有效的傳播載體。利用基站，把控制信號(hào)和視頻順利傳輸至中控中心內(nèi)。因?yàn)闊o線通訊存在某種延遲性特征，為了進(jìn)一步滿足視頻傳輸需求，應(yīng)該盡量選擇占用較少頻段。當(dāng)下國內(nèi)碼頭普遍選擇2.4GHZ頻段，實(shí)施起重機(jī)系統(tǒng)的CMS信號(hào)發(fā)射以及數(shù)據(jù)傳輸，為此可以考慮選擇5.8G開放頻段實(shí)施遠(yuǎn)程作業(yè)。集裝箱的外形掃描系統(tǒng)，能夠?qū)Φ蹙吆图b箱兩者相對(duì)位置進(jìn)行掃描檢測(cè)，通過轉(zhuǎn)移吊具，提高兩者位置吻合度。通常系統(tǒng)會(huì)選擇三維激光掃描裝置，采集目標(biāo)位置信息[2]。

（二）遠(yuǎn)程中控室

遠(yuǎn)程中控室主要包括以下幾個(gè)部分：第一是遠(yuǎn)程溝通模塊，于場(chǎng)橋內(nèi)設(shè)置兩個(gè)揚(yáng)聲器，隨后在中控室內(nèi)相關(guān)操作臺(tái)中設(shè)置選擇控制單元以及麥克風(fēng)，遠(yuǎn)程司機(jī)能夠通過遠(yuǎn)程呼叫模塊，提醒集卡司機(jī)做好任務(wù)配合。第二是，CCTIV模塊，利用控制鍵盤，實(shí)施視頻調(diào)焦操作，輔助操作人員了解機(jī)上實(shí)際畫面與堆場(chǎng)畫面。

第三是遠(yuǎn)程操作臺(tái)，該部分模塊涵蓋PLC中控系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程操作臺(tái)兩部分構(gòu)成，可以針對(duì)場(chǎng)橋?qū)嵤┻h(yuǎn)程控制，除此之外，操作臺(tái)中還設(shè)置了兩個(gè)顯示器、一個(gè)觸摸屏以及主令手柄和操作按鈕。其中之一顯示當(dāng)下場(chǎng)橋內(nèi)吊具圖像信息，方便司機(jī)遠(yuǎn)程進(jìn)行集裝箱裝卸操作，另一個(gè)能夠顯示出操作周圍環(huán)境中的圖像信息，方便司機(jī)對(duì)集裝箱周圍狀況進(jìn)行認(rèn)真觀察，預(yù)防出現(xiàn)碰撞問題。觸摸屏能夠準(zhǔn)確顯示作業(yè)當(dāng)前場(chǎng)橋內(nèi)相關(guān)作業(yè)信息和狀態(tài)信息。操作按鈕和主令手柄能夠?qū)嵤┻h(yuǎn)程作業(yè)控制。中控PLC能夠有效采集操作臺(tái)中按鈕與手柄動(dòng)作，將相關(guān)動(dòng)作信號(hào)順利轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。此外，相關(guān)信號(hào)還會(huì)順利傳輸至任務(wù)分配器內(nèi)，通過任務(wù)分配器以及遠(yuǎn)程場(chǎng)橋之間實(shí)施指令順暢對(duì)接。操作臺(tái)數(shù)量可以選擇2到3個(gè)臺(tái)場(chǎng)橋搭配一種操作臺(tái)，能夠結(jié)合作業(yè)狀況進(jìn)行適當(dāng)增減。

第四是任務(wù)分配模塊，分配服務(wù)器，能夠有效接收TOS傳輸過來的操作指令，進(jìn)行解析轉(zhuǎn)化后，傳送到自動(dòng)控制器內(nèi)，輪胎吊可以結(jié)合具體指令順利完成各項(xiàng)工作，并反饋相關(guān)信息。在結(jié)束作業(yè)任務(wù)后，輪胎吊相關(guān)服務(wù)器還可以把指令結(jié)束狀態(tài)順利傳送至TOS內(nèi)。

結(jié)語：綜上所述，集裝箱輪胎式起重機(jī)遠(yuǎn)程作業(yè)屬于多種智能技術(shù)全面融合的技改項(xiàng)目。我國是輪胎吊方式的應(yīng)用大戶，相關(guān)方案的成功推廣，能夠形成良好經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)航運(yùn)強(qiáng)國的建設(shè)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建波，盧玉春.輪胎式集裝箱門式起重機(jī)模塊化制作安裝方式[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2019（01）：161-164.

[2]胡勝文，江愛華.輪胎式集裝箱門式起重機(jī)加高改造動(dòng)態(tài)特性分析[J].自動(dòng)化與信息工程，2017，38（04）：31-34.