自動化碼頭作業(yè)區(qū)域人員進出安全管控

田曉峰

上海國際港務(wù)(集團)股份有限公司尚東集裝箱碼頭分公司

1 引言

自動化碼頭利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，通過自動化控制系統(tǒng)控制自動化岸邊作業(yè)機械、水平運輸機械及堆場作業(yè)機械，實現(xiàn)碼頭自動裝卸船、集裝箱卡車進提箱等工作任務(wù)。與傳統(tǒng)碼頭相比，自動化碼頭在智能化、穩(wěn)定性、環(huán)保性、減少人機混合作業(yè)方面均有顯著優(yōu)勢。自動化碼頭已成為未來港口建設(shè)的發(fā)展方向[1]。

自動化碼頭無人區(qū)域內(nèi)所有設(shè)備全自動作業(yè)，而設(shè)備在維護保養(yǎng)及設(shè)備故障維修時必定會涉及到相關(guān)人員進出自動化無人區(qū)域，人員進出的安全管控尤為重要。

2 自動化碼頭區(qū)域及設(shè)備分布

自動化碼頭區(qū)域分布主要分為3部分，即岸邊作業(yè)區(qū)、水平運輸區(qū)、堆場作業(yè)區(qū)(見圖1)。岸邊作業(yè)區(qū)是岸邊集裝箱起重機(以下簡稱岸橋)進行裝卸船作業(yè)的區(qū)域；水平運輸區(qū)是實現(xiàn)岸邊作業(yè)區(qū)與堆場作業(yè)區(qū)之間貨物調(diào)運的區(qū)域；堆場作業(yè)區(qū)是實現(xiàn)集裝箱裝卸、堆存、轉(zhuǎn)運的區(qū)域。

圖1 自動化無人區(qū)域示意圖

自動化集裝箱碼頭采用的是自動化雙小車岸橋、AGV(Automated Guided Vechicle,自動化引導(dǎo)小車)和全自動軌道式龍門起重機(以下簡稱軌道吊)協(xié)同運行方式，岸橋僅在船側(cè)對箱時需人工手動介入，其余操作均可自動運行；碼頭前沿與堆場之間的集裝箱水平運輸由無人駕駛、自動導(dǎo)航、可自動換電的AGV完成；堆場作業(yè)通過全自動軌道吊實現(xiàn)。通過TOS(Terminal Operation System,碼頭管理系統(tǒng))和ECS(Equipment Control System,設(shè)備控制系統(tǒng))組成的自動化控制系統(tǒng)將AGV與全自動軌道吊串聯(lián)起來[2]，實現(xiàn)堆場、裝卸船、水平運輸完全自動化。

自動化集裝箱碼頭在垂直于碼頭方向，布置了61個自動化箱區(qū)，箱區(qū)采用全自動軌道吊(包括無懸臂、單懸臂、雙懸臂軌道吊3種)作業(yè)，每個箱區(qū)配置海、陸側(cè)2臺軌道吊，箱區(qū)海側(cè)為AGV交換區(qū)，陸側(cè)為集卡交互區(qū)。為降低AGV與軌道吊作業(yè)相互等待時間，提高作業(yè)效率，41個箱區(qū)海側(cè)安裝了AGV伴侶固定架。根據(jù)AGV與全自動軌道吊全自動作業(yè)的特性，規(guī)定了自動化無人區(qū)域，即AGV行駛的水平運輸區(qū)及全自動軌道吊堆場作業(yè)區(qū)(不含陸側(cè)集卡交互區(qū))，自動化無人區(qū)域外圍安裝隔離圍欄，設(shè)置門禁系統(tǒng)。

3 自動化無人區(qū)域人員進出場問題分析

3.1 權(quán)限管控

自動化無人區(qū)域管控嚴格，為避免無關(guān)人員進入，區(qū)域外圍設(shè)置隔離圍欄、門禁系統(tǒng)。為突出權(quán)限管理，人員進入自動化無人區(qū)域時需要進行權(quán)限申請，經(jīng)批準對特定門禁卡進行授權(quán)才能允許進入指定門禁，并在工作完成出場后對權(quán)限進行回收。

由于自動化無人區(qū)域內(nèi)水平運輸機械A(chǔ)GV自動導(dǎo)航特性，在設(shè)備管理系統(tǒng)(ECS)中規(guī)定可人為設(shè)置禁止AGV行駛的區(qū)域。禁行區(qū)通過設(shè)備監(jiān)控軟件設(shè)置，具有停止區(qū)域內(nèi)AGV運行、阻止區(qū)域外AGV進入此區(qū)域的功能。禁行區(qū)是人員進場管控的重要手段之一。

3.2 風險分析及安全措施

3.2.1 軌道吊維保風險及安全措施

(1)為避免軌道吊在自動作業(yè)時的人員闖入風險，規(guī)定維保前首先需要確認機械是否已經(jīng)停至指定維修位置，若機械未停止作業(yè)維保人員不得被允許進入自動化區(qū)域。

(2)維保軌道吊停至維修位，處于非作業(yè)狀態(tài)，正常情況維保機器不會動車。但軌道吊為遠程操作，為避免操作員遠程盲目動車的風險，維保時人員需將維保機器切到本地控制，以保證遠程無法控制。

(3)海側(cè)軌道吊維保時，存在AGV闖入箱區(qū)海側(cè)交互區(qū)、AGV伴侶(固定架)作業(yè)的風險。為避免該風險，需在相應(yīng)區(qū)域設(shè)置AGV禁行區(qū)；同時無懸臂海側(cè)軌道吊停至維修位時，陸側(cè)軌道吊可對AGV伴侶(固定架)進行作業(yè)，為避免陸側(cè)軌道吊闖入作業(yè)風險，需在碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)(TOS)中關(guān)閉此箱區(qū)海側(cè)交互區(qū)的作業(yè)功能(見圖2)。

(4)陸側(cè)軌道吊維保時，可能存在與集卡交叉作業(yè)的風險，也需要在碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)(TOS)中關(guān)閉此箱區(qū)陸側(cè)集卡車道功能(見圖2)。

圖2 碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)(TOS)示意圖

3.2.2 設(shè)備維修風險及安全措施

發(fā)生故障時，設(shè)備情況通常比較復(fù)雜且沒有固定的位置，因此需要根據(jù)現(xiàn)場情況進行分析。

(1)水平運輸機械A(chǔ)GV在水平運輸區(qū)發(fā)生故障人員進場時，需要將維修人員進場行走路徑及維修區(qū)域用禁行區(qū)覆蓋，確保人員維修環(huán)境安全；當水平運輸機械在箱區(qū)海側(cè)AGV交互區(qū)發(fā)生故障時，為避免人機交叉作業(yè)風險，在用禁行區(qū)覆蓋人員維修范圍的同時，還需將海側(cè)軌道吊切換為手動模式，以避免軌道吊在維修區(qū)域內(nèi)動車。

(2)軌道吊發(fā)生故障人員進場時，存在軌道吊遠程誤動車風險，需要將維修軌道吊切至本地模式使遠程無法控制；維修過程中箱區(qū)另一臺軌道吊存在闖入維修區(qū)域自動作業(yè)風險，需將另一臺軌道吊切至手動模式；若軌道吊維修涉及箱區(qū)海、陸側(cè)交互區(qū)，則必須設(shè)置禁行區(qū)覆蓋維修區(qū)域，并在碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)(TOS)中關(guān)閉對應(yīng)的車道作業(yè)功能。

4 自動化無人區(qū)域人員進出場流程

自動化無人區(qū)域人員進出場流程見圖3。

圖3 自動化無人區(qū)域人員進出場流程圖

人員進場前，首先需要向PCE(Process Controller of Equipment，設(shè)備過程控制員)提出進場需求，PCE主要負責人員進出場溝通、信息反饋及安全措施落實等過程的控制。PCE會根據(jù)需求結(jié)合自動化區(qū)域生產(chǎn)作業(yè)情況進行評估，若進場需求不被允許，則人員在場外等待。若進場需求被允許，PCE首先需要確認設(shè)備已到維修位置或已停機，然后根據(jù)進場目的(設(shè)備維修、設(shè)備維保)落實安全措施，禁行區(qū)、封閉車道等安全措施設(shè)置完成后發(fā)送至進場人員確認。

進場人員在收到安全措施確認無誤后，向PCE報備進入自動化無人區(qū)域目的、進場負責人及人數(shù)，PCE負責登記。登記完成后進場人員向PCE申請門禁權(quán)限，PCE進行門禁授權(quán)后人員進場進行設(shè)備維?；蚓S修。

在設(shè)備維修、維保結(jié)束后，進場負責人員需清點、確認出場人員是否與進場匹配，設(shè)備是否切換至遠程控制，確認人員全部出場，門禁關(guān)閉后報備PCE設(shè)備維修或維保完成。PCE在收到指令后需使用遠程視頻監(jiān)控對設(shè)備維修或維保區(qū)域進行巡視進行再次確認，確認無誤后取消禁行區(qū)及相關(guān)車道封閉的設(shè)置。

最后由PCE回收相應(yīng)的門禁授權(quán)，登記人員出場，將設(shè)備交付生產(chǎn)，整個人員進出場流程結(jié)束。

5 結(jié)語

從人員進入自動化碼頭自動化無人區(qū)域的必要性、風險及安全措施等方面，分析了人員進出場的相關(guān)問題，給出了針對自動化無人區(qū)域人員進出場管控辦法。此辦法已在自動化碼頭成功使用，降低了人員進出自動化無人區(qū)域的隱患，對自動化無人區(qū)域的安全管控起到了重要作用。