自動(dòng)化集裝箱堆場(chǎng)安全作業(yè)問(wèn)題研究

張棟 辛悅向

摘 要：自動(dòng)化集裝箱堆場(chǎng)是自動(dòng)化集裝箱碼頭重要的組成部分，確保集裝箱在自動(dòng)化堆場(chǎng)內(nèi)的堆存安全，以及自動(dòng)化堆場(chǎng)機(jī)械的作業(yè)安全是自動(dòng)化集裝箱碼頭的關(guān)注重點(diǎn)。文中對(duì)自動(dòng)化堆場(chǎng)涉及到的安全因素逐一進(jìn)行了分析，探討了自動(dòng)化堆場(chǎng)需要面對(duì)的主要安全問(wèn)題，并列舉了保證機(jī)械作業(yè)安全的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化堆場(chǎng);危險(xiǎn)品箱;外集卡;自動(dòng)引導(dǎo)車

Abstract：Automatic container yard is an important part of the automatic container terminal. To make sure the safety storage in the automatic container yard and the safety operation of the automatic container yard machinery is the focus. This thesis analyzes the safety factors involved in the automatic yard one by one， discusses the main safety problems to be faced in the automatic yard， and lists several key technologies to ensure the safety of mechanical operations.

Keywords： Automatic Storage Yard， Dangerous Container， External Container Truck， Automatic Guided Vehicle

引言

自1993年荷蘭鹿特丹港ECT碼頭投入運(yùn)營(yíng)以來(lái)，伴隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展， RFID無(wú)線射頻、CPS集卡車引導(dǎo)、OCR箱號(hào)車號(hào)識(shí)別、激光傳感器、5G通信、人工智能等越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)正在被集裝箱碼頭采用，這使得高效率、高安全性的集裝箱自動(dòng)化作業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。再者近年來(lái)人工成本在不斷增加，而自動(dòng)化集裝箱碼頭可以極大的減少堆場(chǎng)機(jī)械司機(jī)，節(jié)約人力成本，降低環(huán)境污染，因此堆場(chǎng)自動(dòng)化成為越來(lái)越多集裝箱頭的選擇。然而自動(dòng)化堆場(chǎng)因涉及到集裝箱堆存、堆場(chǎng)內(nèi)作業(yè)、與內(nèi)外部機(jī)械的交互等各項(xiàng)業(yè)務(wù)，牽涉到諸多的安全問(wèn)題，需要引起高度重視。

1 . 集裝箱堆存安全

集裝箱堆存安全是在堆場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮的問(wèn)題，特別是空箱和危險(xiǎn)品箱的堆存模式，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況提前研究確定。

1.1? 空箱堆存安全

因空箱極易受大風(fēng)天氣影響，常規(guī)集裝箱碼頭大都是采取密堆模式，有的自動(dòng)化堆場(chǎng)采用空箱放在重箱之間，用重箱為空箱擋風(fēng)的模式，這比較適合空箱作業(yè)量較少的碼頭。有的碼頭雖然是自動(dòng)化碼頭，但設(shè)計(jì)有空箱堆場(chǎng)，使用空箱堆高機(jī)進(jìn)行密堆。某集裝箱碼頭開(kāi)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)了自動(dòng)化空箱堆場(chǎng)，采用自動(dòng)空箱軌道吊密堆模式，其優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)貝堆碼高度比重箱堆場(chǎng)多一層，堆碼列數(shù)也多一列，同時(shí)空箱軌道吊可裝卸雙20尺集裝箱，缺點(diǎn)是堆場(chǎng)內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)作業(yè)，需要軌道吊司機(jī)手動(dòng)操作，作業(yè)效率較低。具體采用什么模式，應(yīng)根據(jù)堆場(chǎng)使用面積和當(dāng)?shù)乜障渥鳂I(yè)比例進(jìn)行選擇。

1.2? 危險(xiǎn)品箱堆存安全

因高類別危險(xiǎn)品需要噴淋或遮陽(yáng)設(shè)施，而自動(dòng)化堆場(chǎng)很難做到即配置這些設(shè)施又不影響作業(yè)，故有的自動(dòng)化碼頭將危險(xiǎn)品分離出來(lái)，放在非自動(dòng)化堆場(chǎng)。有的碼頭將危險(xiǎn)品與普通箱放在同一自動(dòng)化堆場(chǎng)，但分開(kāi)堆存，設(shè)定危險(xiǎn)品專用列，與普通箱分開(kāi)，因自動(dòng)化堆場(chǎng)大都是封閉式的，周圍有圍網(wǎng)隔離，如使用自動(dòng)軌道吊，還有高出地面的軌道，其它作業(yè)機(jī)械很難進(jìn)入，如危險(xiǎn)品箱在自動(dòng)化堆場(chǎng)內(nèi)堆存時(shí)出現(xiàn)泄漏、自燃等情況不易進(jìn)行處理，故如將危險(xiǎn)品箱放在自動(dòng)化堆場(chǎng)需考慮泄漏和搶險(xiǎn)時(shí)的解決方案，或者在自動(dòng)化堆場(chǎng)只存放低類別的危險(xiǎn)品。

2 . 人員在堆場(chǎng)內(nèi)的作業(yè)安全

堆場(chǎng)內(nèi)作業(yè)涉及到凍柜插拔電，機(jī)械的搶修、維保等，人員需要進(jìn)入堆場(chǎng)內(nèi)部作業(yè)，如何保證人員在堆場(chǎng)內(nèi)的作業(yè)安全，需要認(rèn)真考慮和設(shè)計(jì)。

2.1? 凍柜插拔電作業(yè)安全

如果有凍柜需要插拔電作業(yè)，同時(shí)機(jī)械也在作業(yè)，很容易形成人機(jī)交差，存在安全隱患。為解決這一問(wèn)題，有的自動(dòng)化堆場(chǎng)設(shè)計(jì)了進(jìn)入凍柜堆場(chǎng)的專用通道，插拔電人員可以沿著通道進(jìn)入凍柜支架內(nèi)工作，但進(jìn)入不了其它區(qū)域，以保證作業(yè)人員的安全。如果沒(méi)有設(shè)置這樣的通道或通道不能完全與堆場(chǎng)隔離，則在人員進(jìn)入堆場(chǎng)前需要封閉凍柜區(qū)域，使得自動(dòng)化機(jī)械無(wú)法進(jìn)入，在插拔電結(jié)束，人員離開(kāi)堆場(chǎng)后，再取消封閉，機(jī)械才能進(jìn)入凍柜區(qū)域作業(yè)，為做到凍柜插拔的安全必須建立完善的作業(yè)流程，相關(guān)崗位人員要進(jìn)行培訓(xùn)并嚴(yán)格執(zhí)行。

2.2? 機(jī)械的搶修及維保作業(yè)安全

碼頭運(yùn)營(yíng)后，機(jī)械設(shè)備需要定期維保，當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)故障時(shí)需要緊急搶修，這都需要技術(shù)人員進(jìn)入自動(dòng)化堆場(chǎng)內(nèi)。為保證安全需要有完善的作業(yè)流程和良好的溝通機(jī)制，人員進(jìn)入前機(jī)械需停止作業(yè)，進(jìn)入堆場(chǎng)后還要將機(jī)械設(shè)定到當(dāng)?shù)貭顟B(tài)，遠(yuǎn)程無(wú)法控制，以防人員誤操作而恢復(fù)機(jī)械自動(dòng)運(yùn)行功能。在維保、搶修結(jié)束，人員出堆場(chǎng)后，機(jī)械才能恢復(fù)作業(yè)，如人員沒(méi)出堆場(chǎng)機(jī)械就接收指令并開(kāi)始自動(dòng)作業(yè)，及易出安全事故。

3 . 自動(dòng)化機(jī)械的作業(yè)安全

自動(dòng)化機(jī)械作業(yè)安全涉及到自動(dòng)化機(jī)械在堆場(chǎng)內(nèi)的作業(yè)安全及與其它機(jī)械的交互作業(yè)。除特種箱外，機(jī)械在堆場(chǎng)內(nèi)作業(yè)都是自動(dòng)完成的;與其它機(jī)械的交互包括與內(nèi)、外集卡、自動(dòng)引導(dǎo)車或跨運(yùn)車等機(jī)械的交互。

3.1? 堆場(chǎng)內(nèi)抓放箱安全

在堆場(chǎng)內(nèi)作業(yè)時(shí)，機(jī)械要自動(dòng)運(yùn)行，自主抓箱，放箱，需要精確定位，精確判斷，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，為保證作業(yè)安全，需要使用到多種自動(dòng)化系統(tǒng)。同時(shí)這些系統(tǒng)大量使用到激光器、攝像頭等設(shè)備，需要保證這些設(shè)備的清潔、完好，不然在污損后容易出現(xiàn)判斷失誤，引起安全事故。

3.2防打保齡系統(tǒng)（LCPS）

自動(dòng)化機(jī)械小車要準(zhǔn)確判斷抓、放箱的位置，否則會(huì)與其它箱發(fā)生碰撞，造成墜箱事故。防打保齡系統(tǒng)能使用激光器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下方的堆箱輪廓、建立基于小車坐標(biāo)系的輪廓地圖，通過(guò)與PLC之間的通訊，控制機(jī)構(gòu)及時(shí)減速，避免可能的碰撞危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)小車與起升方向的防撞保護(hù)與智能軟著箱功能。

3.3? 目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)（TDS）

目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)利用 3D/2D激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體位置信息識(shí)別，確定其空間位置，做到精確定位。

3.4? 吊具檢測(cè)系統(tǒng)（SDS）

吊具檢測(cè)系統(tǒng)利用光學(xué)原理及圖像處理技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)安裝在吊具上架上的紅外結(jié)構(gòu)光位置，計(jì)算出吊具空間位置和姿態(tài)信息，控制系統(tǒng)通過(guò)這些信息，使吊具更加快速、準(zhǔn)確、有效的到達(dá)指定位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓放箱。

4? 結(jié)束語(yǔ)

集裝箱自動(dòng)化堆場(chǎng)作業(yè)安全是一個(gè)系統(tǒng)工程，既要有先進(jìn)的技術(shù)支持，又要有完善的作業(yè)流程，還要有嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核機(jī)制，同時(shí)要做好設(shè)備的維護(hù)，各個(gè)環(huán)節(jié)缺一不可，容不得半點(diǎn)馬虎。

作者簡(jiǎn)介：

張棟，男，本科，青島前灣集裝箱碼頭操作部計(jì)劃主管，工程師。