自動(dòng)化碼頭冷藏箱作業(yè)安全策略探討

高學(xué)柳 青島港集團(tuán)安全技術(shù)部

1.概述

目前集裝箱碼頭發(fā)展迅速，自動(dòng)化集裝箱碼頭因具有安全、可靠、高效等特點(diǎn)，成為當(dāng)今集裝箱碼頭發(fā)展的趨勢(shì)?，F(xiàn)在我國(guó)自動(dòng)化集裝箱碼頭還處于起步探索階段，山東港口青島港在國(guó)內(nèi)率先建設(shè)全自動(dòng)化集裝箱碼頭，對(duì)于自動(dòng)化集裝箱碼頭的建設(shè)進(jìn)行了有益探索，下面結(jié)合青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭的特點(diǎn)，對(duì)碼頭冷藏箱區(qū)的布局設(shè)計(jì)等進(jìn)行研究，選擇一種符合青島港全自動(dòng)化碼頭的冷藏箱作業(yè)安全策略。

圖1 冷藏箱區(qū)布局形式

2.自動(dòng)化碼頭冷藏箱區(qū)布局分析

2.1 自動(dòng)化集裝箱碼頭冷藏箱區(qū)常見(jiàn)布局形式

對(duì)比全球各自動(dòng)化集裝箱碼頭的冷藏箱區(qū)布局形式，主要分以下三種：

2.1.1 在自動(dòng)化堆場(chǎng)外布置冷藏箱區(qū)

此種布局形式的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了冷藏箱與自動(dòng)化集裝箱區(qū)分離，既便于對(duì)冷藏箱的特殊作業(yè)，又實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化箱區(qū)的封閉操作。但是冷藏箱區(qū)布置于自動(dòng)化箱區(qū)外，使冷藏箱無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，需要專(zhuān)門(mén)配置集卡拖車(chē)或者人工跨運(yùn)車(chē)等水平運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行裝卸，且冷藏箱區(qū)布置一般距離岸邊船舶較遠(yuǎn)，水平運(yùn)輸需要更遠(yuǎn)距離，因此這種布置方式造成設(shè)備能耗更高，作業(yè)效率極低。一些半自動(dòng)化碼頭多采用此種布局方式。

2.1.2.在自動(dòng)化堆場(chǎng)陸側(cè)端部布置冷藏箱區(qū)

此布局形式可以充分利用自動(dòng)化水平運(yùn)輸設(shè)備及自動(dòng)化堆場(chǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了冷箱自動(dòng)化裝卸作業(yè)，而且由于冷藏箱區(qū)布置在堆場(chǎng)陸側(cè)端部，可以方便冷藏箱操作人員進(jìn)出冷藏箱區(qū)，人員進(jìn)出箱區(qū)時(shí)不需跨越軌道，不受自動(dòng)化軌道吊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ASC）作業(yè)限制。但是由于冷藏箱區(qū)位于自動(dòng)化堆場(chǎng)陸側(cè)端部，ASC需長(zhǎng)距離運(yùn)輸冷藏箱，導(dǎo)致冷藏箱作業(yè)效率相對(duì)較低。

2.1.3 在自動(dòng)化堆場(chǎng)中間布置冷藏箱區(qū)

此種布局形式兼顧了冷藏箱在自動(dòng)化堆場(chǎng)海/陸側(cè)的作業(yè)效率，對(duì)比冷藏箱區(qū)在陸側(cè)端部布局，冷藏箱操作人員進(jìn)出冷藏箱區(qū)需跨越ASC大車(chē)軌道，為保證人員安全需要制定專(zhuān)門(mén)的安全策略。如APMT及RWG碼頭均將冷藏箱區(qū)布置于自動(dòng)化堆場(chǎng)中間。但APMT碼頭冷藏箱區(qū)布局采用在堆場(chǎng)中間集中排布的方式，RWG碼頭的冷藏箱區(qū)采用在堆場(chǎng)中間分開(kāi)布置。

2.2 青島港全自動(dòng)化碼頭冷藏箱區(qū)布局形式設(shè)計(jì)

2.2.1 研究青島港的實(shí)際生產(chǎn)情況

分析冷藏箱箱量較大且出口比例高的特點(diǎn),為了確保裝卸船作業(yè)效率，青島港全自動(dòng)化碼頭冷藏箱區(qū)布局設(shè)計(jì)采用堆場(chǎng)中間布局形式。冷藏箱區(qū)分散在自動(dòng)化堆場(chǎng)的6個(gè)作業(yè)箱區(qū)，布置在3塊集中區(qū)域，如圖1所示。冷藏箱操作人員可以從堆場(chǎng)內(nèi)的寬通道進(jìn)出，進(jìn)行相鄰兩個(gè)箱區(qū)的冷藏箱插拔電操作和監(jiān)控管理。

2.2.2 冷藏箱區(qū)具體布置

結(jié)合青島港全自動(dòng)化碼頭堆場(chǎng)布局及生產(chǎn)作業(yè)流程設(shè)計(jì)，冷藏箱區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)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(cè)的一層，留出1匹經(jīng)過(guò)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(qū)堆碼容量，安全通道上方可以繼續(xù)堆碼冷藏箱。

3.自動(dòng)化冷藏箱區(qū)作業(yè)安全策略

為保障自動(dòng)化冷藏箱區(qū)操作人員與設(shè)備作業(yè)安全，提升冷藏箱作業(yè)效率，需要研究制定專(zhuān)門(mén)的自動(dòng)化冷藏箱區(qū)作業(yè)安全策略。應(yīng)主要包括進(jìn)出冷藏箱區(qū)安全策略及進(jìn)出冷藏箱架安全策略。

3.1 進(jìn)/出冷藏箱區(qū)安全裝置

進(jìn)/出冷藏箱區(qū)安全裝置包括門(mén)禁系統(tǒng)（軌道外側(cè)門(mén)禁及軌道內(nèi)側(cè)門(mén)禁），ASC控制系統(tǒng)，申請(qǐng)狀態(tài)指示燈。

圖2 冷藏箱區(qū)布置

3.2 進(jìn)入冷藏箱區(qū)安全策略

冷藏箱區(qū)內(nèi)/外側(cè)門(mén)禁電磁鎖都處于關(guān)鎖狀態(tài)，外側(cè)和內(nèi)側(cè)狀態(tài)指示燈的紅燈常亮，這種情況下ASC可正常通過(guò)冷藏箱區(qū)。

操作人員需要進(jìn)入冷藏箱區(qū)時(shí)，操作人員手持ID卡在門(mén)禁讀卡器上刷卡申請(qǐng)進(jìn)入后，此時(shí)狀態(tài)指示燈的紅燈會(huì)閃爍，請(qǐng)求進(jìn)入申請(qǐng)發(fā)送至ASC控制系統(tǒng)，如果此冷藏箱區(qū)堆場(chǎng)的ASC沒(méi)有冷藏箱作業(yè)任務(wù)，這時(shí)ASC控制系統(tǒng)將判斷可以進(jìn)入。

ASC控制系統(tǒng)確認(rèn)可以進(jìn)入信息后，狀態(tài)指示燈由紅燈閃爍變?yōu)榫G燈常亮，這時(shí)冷藏箱區(qū)軌道兩側(cè)的兩個(gè)門(mén)禁電磁鎖將開(kāi)鎖，操作人員可以進(jìn)入冷藏箱區(qū)，人員進(jìn)入冷藏箱區(qū)后，須確認(rèn)兩道門(mén)禁大門(mén)關(guān)閉，并按下操作盒上的人員進(jìn)入確認(rèn)按鈕，這時(shí)兩個(gè)門(mén)禁電磁鎖將關(guān)鎖，狀態(tài)指示燈將由綠色常亮變?yōu)榧t色常亮。

如果冷藏箱堆場(chǎng)的ASC有冷藏箱作業(yè)任務(wù)或正在冷藏箱區(qū)內(nèi)作業(yè)，ASC控制系統(tǒng)將不允許人員進(jìn)入，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)拒絕申請(qǐng)進(jìn)入，狀態(tài)指示燈由紅燈閃爍變?yōu)榧t燈常亮，表示不允許進(jìn)入。操作人員如需進(jìn)入，需等待ASC作業(yè)完成后再重新刷卡申請(qǐng)。

3.3 退出冷藏箱區(qū)安全策略

操作人員進(jìn)入冷藏箱區(qū)后，外側(cè)和內(nèi)側(cè)的門(mén)禁電磁鎖都處于關(guān)鎖狀態(tài)，狀態(tài)指示燈紅燈常亮，這種情況ASC可正常通過(guò)冷藏箱區(qū)。

如果操作人員申請(qǐng)退出冷藏箱區(qū)，操作人員按操作盒上的申請(qǐng)退出按鈕，這時(shí)狀態(tài)指示燈紅燈閃爍，請(qǐng)求退出申請(qǐng)發(fā)送至ASC控制系統(tǒng)，如果此冷藏箱區(qū)堆場(chǎng)的ASC沒(méi)有冷藏箱作業(yè)任務(wù)，這時(shí)ASC控制系統(tǒng)會(huì)判斷可以退出。

ASC控制系統(tǒng)確認(rèn)可以退出信息后，狀態(tài)燈由紅燈閃爍變?yōu)榫G燈常亮，同時(shí)冷藏箱區(qū)門(mén)禁電磁鎖開(kāi)鎖，這時(shí)操作人員可退出冷藏箱區(qū)；操作人員開(kāi)門(mén)退出冷藏箱區(qū)后，須確認(rèn)兩道門(mén)禁大門(mén)關(guān)閉，并按下操作盒上的人員安全退出確認(rèn)按鈕，這時(shí)電磁鎖關(guān)閉，狀態(tài)指示燈由綠色常亮變?yōu)榧t色常亮。

如果冷藏箱區(qū)堆場(chǎng)的ASC有冷藏箱作業(yè)任務(wù)或正在冷藏箱區(qū)內(nèi)作業(yè)，ASC控制系統(tǒng)將不允許人員退出，系統(tǒng)自動(dòng)拒絕申請(qǐng)退出，狀態(tài)指示燈由紅燈閃爍變?yōu)榧t燈常亮；操作員如需退出，需在ASC完成作業(yè)后再重新刷卡申請(qǐng)。

3.4 進(jìn)入冷藏箱支架安全策略

青島港全自動(dòng)化碼頭每個(gè)冷藏箱區(qū)分別設(shè)5排冷藏箱支架，為保障人員作業(yè)安全，每排冷藏箱支架都設(shè)置一套單獨(dú)的門(mén)禁系統(tǒng)，在支架門(mén)內(nèi)/外兩側(cè)分別安裝進(jìn)入、退出申請(qǐng)控制箱。

如果操作人員申請(qǐng)進(jìn)入某個(gè)冷藏箱支架，操作人員按申請(qǐng)進(jìn)入按鈕，申請(qǐng)占用該冷藏箱架進(jìn)行作業(yè)，這時(shí)狀態(tài)燈將紅燈閃爍，請(qǐng)求占用冷藏箱架申請(qǐng)發(fā)送至ASC控制系統(tǒng)，如果此冷藏箱區(qū)堆場(chǎng)的ASC沒(méi)有在這個(gè)冷藏箱支架進(jìn)行作業(yè)，這時(shí)ASC控制系統(tǒng)會(huì)判斷可以進(jìn)入。

ASC控制系統(tǒng)確認(rèn)可以進(jìn)入信息后，冷藏箱架狀態(tài)燈由紅燈閃爍變?yōu)榫G燈常亮，同時(shí)冷藏箱架的門(mén)禁電磁鎖將開(kāi)鎖，這時(shí)操作人員可進(jìn)入冷藏箱支架，人員開(kāi)門(mén)進(jìn)入支架后，須確認(rèn)門(mén)禁大門(mén)關(guān)閉，狀態(tài)指示燈由綠色常亮變?yōu)榧t色常亮，人員可在此支架內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，此冷藏箱支架對(duì)ASC封閉，即ASC均禁止在該支架內(nèi)作業(yè)。

3.5 退出冷藏箱支架安全策略

如果操作人員申請(qǐng)退出某個(gè)冷藏箱支架，操作人員按申請(qǐng)退出按鈕后，門(mén)禁電磁鎖將開(kāi)鎖，狀態(tài)燈由紅燈閃爍變?yōu)榫G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(rèn)門(mén)禁大門(mén)關(guān)閉，電磁鎖已關(guān)鎖，狀態(tài)指示燈由綠燈常亮變?yōu)榧t燈常亮，操作員確認(rèn)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(fù)在該支架作業(yè)。

設(shè)計(jì)的流程圖如圖3、圖4。

4.結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭的實(shí)際情況，結(jié)合青島港冷藏箱作業(yè)量大，出口比例高的特點(diǎn)進(jìn)行冷藏箱區(qū)研究設(shè)計(jì)，按照確保安全效率優(yōu)先的原則，設(shè)計(jì)冷藏箱區(qū)在自動(dòng)化堆場(chǎng)中間分開(kāi)布置，并根據(jù)作業(yè)流程情況制定冷藏箱作業(yè)安全策略，既保證冷藏箱操作人員安全生產(chǎn)及設(shè)備運(yùn)行安全，又有利于提升冷藏箱裝卸作業(yè)效率。