推进集装箱码头装卸设备创新技术发展

推进集装箱码头装卸设备创新技术发展

黄磊

身份证号： 45260119841018****

摘要：国际集装箱物流业的飞速发展使得集装箱港口对集装箱集散能力和装卸效率的追求越来越高，近年来自动化集装箱码头技术因其装卸效率高、工人的人力成本和劳动强度低、生产作业安全环保等优点而备受关注，世界范围内自动化集装箱码头的建设数量也与日俱增。本文对推进集装箱码头装卸设备创新技术发展进行分析，以供参考。

关键词：集装箱码头；装卸设备；创新发展

引言

装卸作业是集装箱码头的核心工序，也是集装箱码头人机交互及流程交互中最为复杂的工序，其执行效率的高低直接决定集装箱码头的竞争力。但是，随着近年码头生产规模的持续扩大，其机械密度、人员密度及集装箱密度均持续提升，装卸作业过程中人、机、物之间相对位置的高频快速切换变得愈加复杂。

1主要装卸环节设备选型

1.1码头前沿装卸船设备

在第4代集装箱码头装卸系统中，码头前沿装卸船自动化作业设备，应用最为广泛的是双小车岸桥，但双小车岸桥本身具有自重大、对水工结构承载能力要求高、设备造价昂贵等缺点。本着节省工程建设成本的原则，本工程在确保码头前沿装卸作业效率的前提下，选择了造价相对较低、自重较轻、对基础结构承载能力要求较低的单小车岸桥作为海轮码头装卸船作业设备。为有效解决采用单小车岸桥而引起的集装箱拆装锁销作业场地缺失的问题，设计考虑在码头前沿作业地带舱盖板区域设置集装箱集中拆装锁销区，作业人员和相关设备设施可利用码头TOS系统的实时电子锁闭功能，沿锁闭的人行通道进入集中拆装锁销区安全岛就位，等待作业。

1.2集装箱自动化水平运输设备

本工程装卸系统中集装箱水平运输作业均采用无人驾驶集卡，该设备采用北斗导航、本地差分基站及惯性导航技术实现智能化导航、避障、定位和行驶。该设备与传统自动化水平运输设备AGV相比，导航模式不同，无须像AGV一样依托地面预设的定位磁钉导航，且对地面结构的承载能力要求低。无人驾驶集卡为全电驱动设备，为解决其在自动化区内可适时地补充电能的问题，本装卸系统在自动堆场区及内部停车场区分散地设置了多处无人驾驶集卡集中自动充电区域，使用大电流快速充电系统，当无人驾驶集卡电量低至某个系统预设值时，将自动行驶至充电区进行充电。

2智能集装箱码头装卸

2.1智能集装箱码头的特点

智能跨运。该系统应通过大数据技术和云服务器分析，从码头、从船上或船坞中捕获集装箱后，系统应智能地识别和确定货物的下一个运输过程，并预测其出现时间，计算出最佳的存储位置，并将位置和计划的线路发送到现场的跨骑卡车。

2.2智能集成平台

通过云计算、大数据、移动互联网等技术的应用，码头相关方可以随时随地使用各种终端设备将其完全集成到云平台中。通过终端网络集成服务云平台，各功能模块做到有效连接，将供需信息进行整合，对客户的需求能够及时响应。

2.3自动化码头自动装卸工艺模式特点

1）堆场的装卸位置由点（端部装卸）到线（侧面装卸），水平运输设备均可直达堆区装卸点，作业点多、作业效率高、作业综合能耗低、集卡作业滞留时间短；2）场内、场外水平运输分离，易于交通管理；3）集卡作业不需倒车、滞留时间短；4）悬臂轨道吊，陆侧（进、提箱作业、码头互拖）对于装卸船作业在堆区分配、交通干扰上的影响较小，堆区计划相对灵活，可极大限度支持装卸船作业的效率；5）进出口为主或中转码头均适合（结合单悬臂吊配置，可符合中转量大的码头）；6）选用的设备均为成熟产品（双小车、AGV、轨道吊（单或双悬臂）），无机械设备技术失败风险。

2.4加强新技术应用，优化码头整体运营计划

作为智能化集装箱码头，应该改善传统集装箱码头的技术不足，加快技术研发和新技术应用，尤其是结合人工智能和“5G”技术，设计智能装卸系统，简化作业流程，减少人力消耗和环境污染，并通过新技术的应用对集装箱码头的运营计划进行优化。智能岸线装卸系统，对集装箱码头岸边桥监测不断进行优化，以达到提升岸边桥智能装卸的功能。

3现代集装箱码头装卸设备的新型技术及发展

3.1基于PLC的码头装卸设备系统应用

现如今，码头吞吐量的增长和船舶的大型化都对码头装卸能力和效率提出了更高的要求。对于沿海的港口大多数使用轨道式集装箱桥式起重机，因为其具有可靠性、便捷性、承载货物量大等益处而被大量使用。但是，这种轨道式集装箱起重机在面对强风、阵风等形式时，同样也面临着一些问题的存在。例如：出现侧翻、滑移、脱轨等现象。因此，为了解决此类现象或问题的存在，提高装卸过程的安全性。设计了一种基于PLC技术的防阵风系统，将其运用于集装箱桥式起重机中。这是通过基于PLC控制，利用夹轮器作为执行元件的大型集装箱起重机防阵风系统。这有效的缓解了对于一些沿海港口码头阵风频出，对桥式起重机带来的影响。在某种意义上来说，有效的提高了集装箱的装卸效率，并且还保证了其安全性。

3.2集装箱码头装卸系统

随着现代科学技术水平的不断提高，网络变得更为便捷。通过网络智能化观测集装箱的装卸情况。换句话说，就是通过实时监测的方式，动态了解装卸过程所出现的问题等。对于观测的过程中产生各类参数及数据进行收集分析，以便对于后续集装箱装卸设备运行状况能够有效的了解。正是由于集装箱码头装卸设备管理系统的存在，这样准确便捷的系统管理系统，做到对装卸码头装卸设备故障发现及时、诊断趁早、故障排除要高效，确保集装箱码头装卸设备管理系统可在良好运行状态下，提高系统运行工作效率。

3.3自动跨运车技术

(d)集装箱在国外港口的跨界运输得到广泛应用，在这种情况下，跨界运输车辆不需要双车直接将集装箱放下，从而允许集装箱运输和集装箱跨多个运输车辆的横向运输；堆叠上的容器可以直接放置在地板上，而不必等待工地拆包。与AGV相比，海滨大桥的成本要低得多，因为车辆数量仅为AGV的1/ 2-2/ 3左右。由于自动坞站技术已完全成熟，中小型坞站也将成为一个自动化坞站系列，其特点是对中小型坞站的车辆技术投资较少。因此，自动化具有广泛的市场多样性。

3.4集装箱自动解锁技术

随着集装箱港口自动化程度的提高，集装箱自动解锁技术已成为制约集装箱港口全面自动化的瓶颈。如今，这些自动坞站大多依靠手动释放，这种释放在国内外都是积极设计的，用于开发自动锁定机制并取得一些成果。但目前包装和品种繁多缺乏统一标准，施工自动化困难重重。该机器人技术实现了自组装密封机的主动开发，实现了真正的全自动港口驱动，同时极大地提高了缓冲结构的效率。同时，应促进集装箱标准化，促进国际海事组织关于集装箱船舶密封的统一工业标准。

\3.5建立自动化码头智能化运行技术平台

坞站的自动发展需要大型港口系统的建设和应用，因此码头各系统之间的联网、皇帝与整个港口和当局的联网以及大量数据的通信需要良好的技术平台和良好的信息流。同时，在整个网络的基础上，在港口设施上建立海量数据解决方案，包括船舶数据，以实现互联网和港口物理，并为建设智能港口国提供智能港口国服务。

4现代码头采用新型技术的成效

环境保护方面，与传统的集装箱码头装卸设备相比，现代技术下装卸设备，对于环境的保护重视逐渐增加。由于技术的革新，集装箱装卸设备由原来的燃油，到如今的使用天然气给予动力。这与之前黑烟囱囱的码头港口相比，现在的码头确是多了几分的生机。原来燃油带来的大量的二氧化碳排放造成的环境的污染，这不仅让人对于码头的存在抱有一丝的厌恶，到如今的态度的转变。现代码头装卸机械设备，越来越倾向于使用环保材料的使用。例如，传统的像起重机这类装卸设备，大多是采用新型的合成材料代替使用，不仅具有与原来相同的使用功能，而且对于环境的保护也具有重要的作用。像钢铁等一些其他重金属的使用，不但会产生大量的二氧化碳的排放，而且也会造成大量有害物质的产生，所以受我国各方面的影响因素决定，大量创新技术的投入使用有效的缓解对原始环境带来的影响。

5自动化码头装卸系统调试阶段质量管理要点

5.1质量控制点的持续优化

质量保证点具有动态特性，可根据它们在港口现场安装和调试的方式，不断改进对单个单机、单机和启动系统的控制。这些是针对施工阶段关键控制点、关键领域、弱点和主要因素的特殊管理做法和程序，使强制性管理能够保持良好的控制，并确保达到要求的质量要求。结合自动化港口工业的特点，特别重视对产品可靠性、安全性、重要影响因素以及生产或下游作业质量有严重影响的重要特点。改进和管理质量控制点。特别是新的质量控制点需要制定操作准则、检验方法和标准。移交质量控制要点和控制措施，使施工人员掌握施工单元，现场对有关人员进行检验、指导和验收，保存检验记录，检索初步数据，并对收到的数据进行统计分析，以实现质量的不断提高。

5.2持续强化质量培训

Kai的自动化现场设备恢复，调试需要各种机器、专业人员相互协调，系统调试复杂、全局、高度集成，使系统调试参与者能够实现坞站自动化、技术要求、现场倾向，从而可能导致故障、调试区误报甚至设备故障。规划受影响员工的定期培训时，将考虑到系统调试阶段的变化，将远程调试功能与考虑到不同工作和客户需求的独立设备进行协调。这就是z。b .定期结合分系统调试程序、用户、调试人员和夹具，对当天出现的调试问题进行集中分析，并于次日编写调试程序。每周规划各子系统主要设计负责人提出的技术要求，以改善调试程序之间的协调。

结束语

随着全球集装箱运量逐渐增长和集装箱船舶日益大型化，集装箱码头面临通过能力不足和亟需提高服务水平、降低运营成本、提升环保等级的压力。自动化码头装卸系统的质量管理仍然未被广泛重视，这也是一定程度上制约了其质量管理的研究和突破，特别是软件与硬件的交互配合是质量管理急需重视和规范的地方，从设计到制作再到最后调试都应建立相应标准和指导细则应用。集装箱码头的智能化已成为全球集装箱码头发展的趋势。

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