集装箱港口内陆堆场起重机的自动化

船

RTG 装卸集装箱功能尚未完全自动化, 主要配备全球定位系统的自动化系统(Global Position System,简称 GPS)、集装箱箱位检测系统(Position Detective System, 简称 PDS)、轮胎吊自动纠偏系统(Automated Guided Sling System,简称 AGSS)、集卡车辆防吊起保护系统(Chassis LiftProtection System, 简称 CLPS)、集装箱号码识别系统(Container Number Recognition System,简称CNRS)等等,这种起重机属于半自动起重机,其自动化功能主要体现在增加一些自动化系统来帮助驾驶员装卸集装箱,如汽车运行辅助系统、汽车运行辅助系统、吊装箱、箱自动辅助系统等,这些系统在一定程度上减少了起重机司机的手动操作,提高了起重机的装卸精度和速度,缩短了装卸容器的时间,提高了整个内陆堆场的运行效率。但目前这类起重机仍以人工上机操作为主,辅以自动化系统功能,尚未实现起重机无人操作的全自动化操作。

RMG 是世界集装箱自动化内陆堆场起重机的主要形式,其自动化系统相对 RTG 更全面的自动化系统。RMG 自动化系统主要包括自动人声语音引导系统(Public Address,简称 PA)、集卡车辆防吊起保护系统(Chassis Lift Protection System,简称 CLPS)、集卡车位扫描系统(Chassis Alignment System, 简称 CAS)、 集装箱号码识别系 统 (Container Number Recognition System, 简 称 CNRS)、 着 箱 系 统(Final Landing System, 简 称 FLS)、 起 重 机 摄 像 管 理 系 统(Crane Video Management System,简称 CVMS)、远程网络视觉系统

(Remote Vision System/Network Video Recorder,简称 RVS 或 NVR)、 吊具位置控制系统(Spreader Position Control System,简称 SPCS)、集装箱堆垛扫描系统(Spreader Profile Scanning System,简称SPSS)、集卡车辆号码识别系统(Prime Mover Number Recognition System,简称 PMNRS)。全自动化无人操作 RMG 装卸效率很高,减少了集装箱船舶特别是大型集装箱船舶的停留时间,大大提高了港口集装箱吞吐量,给集装箱港口带来了巨大的经济效益。目前, 自动化港口集装箱内陆堆场起重机已集成为一个或多个电气系统元件 RFID 通过网络通信协议快速交互射频识别、远红外射线传感器技术、位置监控技术、激光扫描成像与定位、摄像识别与监控等技术,实现智能感应、扫描、识别、定位、监控等操作。以新加坡为中心 PSA 巴西班让码头集装箱堆场自动化 RMG 以集装箱港内陆堆场起重机自动化系统为例。

1 自动人声语音引导系统

当集卡车辆进入堆场外的专用车道并靠近轨道悬挂时,通过 RMG 扫描定位系统在行驶中引导集卡车辆,使集卡车辆达到准确的停车位。当集卡车辆需要继续前进时,PA 系统将继续发布“前进”语音提示,集卡车辆到达预定的准确位置,PA 系统发出“停止”语音提示;当集卡车辆超过预定的停车位时,PA 系统继续发布“后退”语音提示, 集卡车辆后退到预定的准确位置,PA 系统发出“停止” 语音提示。通过 PA 系统的语音提示可以引导司机在短时间内将卡车停放到预定位置,从而保证自动起重机能够快速装卸集装箱。

2 集卡车辆防吊起保护系统

当 RMG 当吊具锁定并吊装在集卡车辆上的集装箱时,如果集卡车辆上的锁没有打开,集装箱将与装载的集卡车辆一起吊装。这种情况很容易对集卡车辆造成损坏,甚至威胁集卡车辆司机的人身安全。RMG 的CLPS 系统可以扫描集卡车辆的位置, 如CLPS 扫描集卡车辆升至超过安全设定高度1 m 时,RMG 将停止升降操作,自动保护集卡车辆、司机和集装箱的安全。

3 集卡车位扫描系统

当集卡车辆进入 RMG 装卸集装箱的区域范围时,CAS 系统自动扫描集卡车辆,CAS 系统不仅可以识别集卡车辆是单层集卡车辆还是双层集卡车辆,还可以扫描和识别集卡车辆的移动位置,并与交通指示灯交互集卡车辆的位置信息。引导卡车司机用交通指示灯和箭头准确前进、后退或停车,使卡车车辆能够在短时间内到达预定的停车位,使轨道起重机能够准确快速地装卸集装箱。

4 集装箱号码识别系统

RMG 鞍梁、支腿等部位安装了多个识别容器前后、侧面和顶部号码 CNRS 摄像头、装载集装箱的集卡车辆到达 RMG 侧下时,通过 CNRS 相机的摄像功能将集装箱号码的图片传输到 CNRS 系统,之后 CNRS 该系统通过图像识别技术识别、读取和记录集装箱码,将集装箱号转换为计算机可识别的数字和字母,并将读取的集装箱号传输给计算机 RMG 控制系统和堆场管理系统。

5 着箱系统

FLS 系统通过安装在吊具四角的摄像头或激光器识别和调整集装箱位置。以激光仪元件为位检测 FLS 该系统通过安装在吊具四角的激光极限发射激光束,4 条激光束平行于集装箱的垂直四面箱壁。当吊具移动时,如激光束照射在集装箱上,FLS 该系统将收集激光束反馈息,调整吊具位置,使激光束与待吊集装箱垂直四面箱壁平行, 使吊具能够准确地进行着箱动作,避免吊具歪斜地放在集装箱上。

6 起重机摄像管理系统

CVMS 系统通过 RMG 多个摄像头安装在堆场、车道和其他堆场 RMG 实时监控运行情况,同时将各部分对应的监控画面传输到 CVMS 中控远程控制操作室(以下简称系统信息处理中心和码头)ACOC)。CVMS 系统是 RMG 根据安装的所有图像监控摄像头的综合管理系统 ACOC 堆场、车道、RMG 同时检查和监控操作等情况和状态 CVMS 系统还可以根据需要切换摄像头图片 RMG 无死角查看和监控周围情况。

7 远程网络视觉系统

RVS/NVR 该系统在摄像头图像监控的基础上增加了图像检测,实时监控图像和预先设置 Video Encoder 对图片进行比较和分析,以检测 RMG 手和自动操作条件是否在设定的操作范围内。该系统还具有监控屏幕的存储功能,以便后续调出监控屏幕进行分析。

8 吊具位置控制系统

SPCS 系统通过 RMG 安装在小车架下方 2 个 SPCS 安装在扫描仪和吊具上的反射底板在吊具升降过程中实时检测吊具和集装箱的位置。装载或卸载集装箱时,SPCS 根据检测位置信息,系统自动检测吊具和集装箱的位置是否有倾回旋转,并对吊具进行倾回旋转调整, 从而保障 RMG 装卸集装箱的位置精度。

9 集装箱堆垛扫描系统

SPSS 系统用于扫描和检测 RMG 如果检测到的集装箱堆垛高度与吊具下集装箱单排的堆垛层数和堆垛高度相同 ABMS 只有系统中设定的高度一致,集装箱的装卸作业才能继续运行。SPSS 当集装箱堆放时,系统还可以检测吊具的平行移动和冲击 SPSS 系统扫描检测运行的吊具和集装箱堆放高度数据 ABMS 当系统中设置的高度不一致时,吊具可能会撞击堆放在地面上的集装箱,SPSS 该系统将停止汽车和吊具的运行, 从而防止 RMG 吊具撞击堆场集装箱事故。

10 集卡车辆号码识别系统

PM 用于连接岸边集装箱起重机和 RMG 码头内集卡车辆或外集卡车辆之间的往来运输集装箱。集装箱的装卸需要识别、检查和记录集卡车前部的编号,即RMG 上 PMNRS 系统的主要功能。每辆集卡车的前侧安装有集卡车信息的车辆 Tag 标签安装在集卡车靠近轨道时 RMG 鞍梁部位的 PMNRS 系统通过RFID 射频识别功能读集卡车辆 Tag 标签上的数据, 从而获取集卡车辆的信息。

近年来,我国自动化码头建设发展迅速。福建厦门远海自动化码头已投入实际运营,是中国第一个自动化码头和后续的天津港码头。山东青岛港全自动化集装箱码头已投入实际运营,是亚洲首个全自动化码头,首次实际装卸 7 h 里有 12 台内陆堆场起重机同时运行,共装载 854 平均集装箱 22 Move/H 的效率和 3% 每100个装卸集装箱的故障率大大提高了码头集装箱的装卸效率,提高了其吞吐能力,其经济效益远远超过了传统手动操作起重机的经济效益,为面对世界集装箱航运业船舶时代的挑战提供了强有力的设备基础保障。洋山港四期集装箱自动化码头是世界上综合自动化程度最高的集装箱码头,也是世界上最大的自动化集装箱码头已开始试运行,实现了岸上集装箱装卸、内陆堆场集装箱运输装卸的自动化运行起重机上无人全自动操作下,可进行 24 h 整个码头的装卸效率将不停地工作 40 Move/H,装卸效率远远超出了传统的人工操作。

 

RTG 装卸集装箱功能尚未完全自动化, 主要配备全球定位系统的自动化系统(Global Position System,简称 GPS)、集装箱箱位检测系统(Position Detective System, 简称 PDS)、轮胎吊自动纠偏系统(Automated Guided Sling System,简称 AGSS)、集卡车辆防吊起保护系统(Chassis LiftProtection System, 简称 CLPS)、集装箱号码识别系统(Container Number Recognition System,简称CNRS)等等,这种起重机属于半自动起重机,其自动化功能主要体现在增加一些自动化系统来帮助驾驶员装卸集装箱,如汽车运行辅助系统、汽车运行辅助系统、吊装箱、箱自动辅助系统等,这些系统在一定程度上减少了起重机司机的手动操作,提高了起重机的装卸精度和速度,缩短了装卸容器的时间,提高了整个内陆堆场的运行效率。但目前这类起重机仍以人工上机操作为主,辅以自动化系统功能,尚未实现起重机无人操作的全自动化操作。

RMG 是世界集装箱自动化内陆堆场起重机的主要形式,其自动化系统相对 RTG 更全面的自动化系统。RMG 自动化系统主要包括自动人声语音引导系统(Public Address,简称 PA)、集卡车辆防吊起保护系统(Chassis Lift Protection System,简称 CLPS)、集卡车位扫描系统(Chassis Alignment System, 简称 CAS)、 集装箱号码识别系 统 (Container Number Recognition System, 简 称 CNRS)、 着 箱 系 统(Final Landing System, 简 称 FLS)、 起 重 机 摄 像 管 理 系 统(Crane Video Management System,简称 CVMS)、远程网络视觉系统

(Remote Vision System/Network Video Recorder,简称 RVS 或 NVR)、 吊具位置控制系统(Spreader Position Control System,简称 SPCS)、集装箱堆垛扫描系统(Spreader Profile Scanning System,简称SPSS)、集卡车辆号码识别系统(Prime Mover Number Recognition System,简称 PMNRS)。全自动化无人操作 RMG 装卸效率很高,减少了集装箱船舶特别是大型集装箱船舶的停留时间,大大提高了港口集装箱吞吐量,给集装箱港口带来了巨大的经济效益。目前, 自动化港口集装箱内陆堆场起重机已集成为一个或多个电气系统元件 RFID 通过网络通信协议快速交互射频识别、远红外射线传感器技术、位置监控技术、激光扫描成像与定位、摄像识别与监控等技术,实现智能感应、扫描、识别、定位、监控等操作。以新加坡为中心 PSA 巴西班让码头集装箱堆场自动化 RMG 以集装箱港内陆堆场起重机自动化系统为例。

1 自动人声语音引导系统

当集卡车辆进入堆场外的专用车道并靠近轨道悬挂时,通过 RMG 扫描定位系统在行驶中引导集卡车辆,使集卡车辆达到准确的停车位。当集卡车辆需要继续前进时,PA 系统将继续发布“前进”语音提示,集卡车辆到达预定的准确位置,PA 系统发出“停止”语音提示;当集卡车辆超过预定的停车位时,PA 系统继续发布“后退”语音提示, 集卡车辆后退到预定的准确位置,PA 系统发出“停止” 语音提示。通过 PA 系统的语音提示可以引导司机在短时间内将卡车停放到预定位置,从而保证自动起重机能够快速装卸集装箱。

2 集卡车辆防吊起保护系统

当 RMG 当吊具锁定并吊装在集卡车辆上的集装箱时,如果集卡车辆上的锁没有打开,集装箱将与装载的集卡车辆一起吊装。这种情况很容易对集卡车辆造成损坏,甚至威胁集卡车辆司机的人身安全。RMG 的CLPS 系统可以扫描集卡车辆的位置, 如CLPS 扫描集卡车辆升至超过安全设定高度1 m 时,RMG 将停止升降操作,自动保护集卡车辆、司机和集装箱的安全。

3 集卡车位扫描系统

当集卡车辆进入 RMG 装卸集装箱的区域范围时,CAS 系统自动扫描集卡车辆,CAS 系统不仅可以识别集卡车辆是单层集卡车辆还是双层集卡车辆,还可以扫描和识别集卡车辆的移动位置,并与交通指示灯交互集卡车辆的位置信息。引导卡车司机用交通指示灯和箭头准确前进、后退或停车,使卡车车辆能够在短时间内到达预定的停车位,使轨道起重机能够准确快速地装卸集装箱。

4 集装箱号码识别系统

RMG 鞍梁、支腿等部位安装了多个识别容器前后、侧面和顶部号码 CNRS 摄像头、装载集装箱的集卡车辆到达 RMG 侧下时,通过 CNRS 相机的摄像功能将集装箱号码的图片传输到 CNRS 系统,之后 CNRS 该系统通过图像识别技术识别、读取和记录集装箱码,将集装箱号转换为计算机可识别的数字和字母,并将读取的集装箱号传输给计算机 RMG 控制系统和堆场管理系统。

5 着箱系统

FLS 系统通过安装在吊具四角的摄像头或激光器识别和调整集装箱位置。以激光仪元件为位检测 FLS 该系统通过安装在吊具四角的激光极限发射激光束,4 条激光束平行于集装箱的垂直四面箱壁。当吊具移动时,如激光束照射在集装箱上,FLS 该系统将收集激光束反馈息,调整吊具位置,使激光束与待吊集装箱垂直四面箱壁平行, 使吊具能够准确地进行着箱动作,避免吊具歪斜地放在集装箱上。

6 起重机span>

CVMS 系统通过 RMG 多个摄像头安装在堆场、车道和其他堆场 RMG 实时监控运行情况,同时将各部分对应的监控画面传输到 CVMS 中控远程控制操作室(以下简称系统信息处理中心和码头)ACOC)。CVMS 系统是 RMG 根据安装的所有图像监控摄像头的综合管理系统 ACOC 堆场、车道、RMG 同时检查和监控操作等情况和状态 CVMS 系统还可以根据需要切换摄像头图片 RMG 无死角查看和监控周围情况。

7 远程网络视觉系统

RVS/NVR 该系统在摄像头图像监控的基础上增加了图像检测,实时监控图像和预先设置 Video Encoder 对图片进行比较和分析,以检测 RMG 手和自动操作条件是否在设定的操作范围内。该系统还具有监控屏幕的存储功能,以便后续调出监控屏幕进行分析。

8 吊具位置控制系统

SPCS 系统通过 RMG 安装在小车架下方 2 个 SPCS 安装在扫描仪和吊具上的反射底板在吊具升降过程中实时检测吊具和集装箱的位置。装载或卸载集装箱时,SPCS 根据检测位置信息,系统自动检测吊具和集装箱的位置是否有倾回旋转,并对吊具进行倾回旋转调整, 从而保障 RMG 装卸集装箱的位置精度。

9 集装箱堆垛扫描系统

SPSS 系统用于扫描和检测 RMG 如果检测到的集装箱堆垛高度与吊具下集装箱单排的堆垛层数和堆垛高度相同 ABMS 只有系统中设定的高度一致,集装箱的装卸作业才能继续运行。SPSS 当集装箱堆放时,系统还可以检测吊具的平行移动和冲击 SPSS 系统扫描检测运行的吊具和集装箱堆放高度数据 ABMS 当系统中设置的高度不一致时,吊具可能会撞击堆放在地面上的集装箱,SPSS 该系统将停止汽车和吊具的运行, 从而防止 RMG 吊具撞击堆场集装箱事故。

10 集卡车辆号码识别系统

PM 用于连接岸边集装箱起重机和 RMG 码头内集卡车辆或外集卡车辆之间的往来运输集装箱。集装箱的装卸需要识别、检查和记录集卡车前部的编号,即RMG 上 PMNRS 系统的主要功能。每辆集卡车的前侧安装有集卡车信息的车辆 Tag 标签安装在集卡车靠近轨道时 RMG 鞍梁部位的 PMNRS 系统通过RFID 射频识别功能读集卡车辆 Tag 标签上的数据, 从而获取集卡车辆的信息。

近年来,我国自动化码头建设发展迅速。福建厦门远海自动化码头已投入实际运营,是中国第一个自动化码头和后续的天津港码头。山东青岛港全自动化集装箱码头已投入实际运营,是亚洲首个全自动化码头,首次实际装卸 7 h 里有 12 台内陆堆场起重机同时运行,共装载 854 平均集装箱 22 Move/H 的效率和 3% 每100个装卸集装箱的故障率大大提高了码头集装箱的装卸效率,提高了其吞吐能力,其经济效益远远超过了传统手动操作起重机的经济效益,为面对世界集装箱航运业船舶时代的挑战提供了强有力的设备基础保障。洋山港四期集装箱自动化码头是世界上综合自动化程度最高的集装箱码头,也是世界上最大的自动化集装箱码头已开始试运行,实现了岸上集装箱装卸、内陆堆场集装箱运输装卸的全过程自动化操作,在起重机无人自动化操作下,可进行 24 h 不停作业,整个码头的装卸效率将达到 40 Move/H,装卸效率远远超出了传统的人工操作。

本文来源:rfid世界网