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集装箱自动化无人堆场
作者：陈伟
来源：《中国科技博览》2017年第02期
[摘 要]随着全球港口贸易的不断增长，随之如何更加有效实现港口自动化运转提出了更高要求，因此对集装箱自动化无人堆场发展来说是一个机遇。本文将对天津外高桥二期码头建造的世界一流的全自动、无人化集装箱空箱堆场展开介绍。该堆场使用的是有着自主知识产权的高、低架轨道龙门吊和中转平台相结合的接力式集装箱堆场装卸新技术，与数字通信、自动控制技术等高科技手段结合运用，完成对集装箱堆场无人化高效自动装卸的目的。可以说集装箱自动化无人堆场的运用，极大地促进了我国物流业的发展。 [关键词]集装箱；自动化堆场；装卸工艺；控制系统；作业流程
中图分类号：U695.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0022-01 1 前言
堆场的自动化无人堆放是集装箱码头作业目前主要的发展方向。因为堆场堆放将会受到诸多内外环境因素的影响，所以为了追求更为高效地堆放，就需要从全局出发，考虑各方面因素并结合工作人员的实践经验。自动化无人堆场作为目前世界集装箱码头行业的主要发展方向，对于加强集装箱堆场和设备的利用效率、减少运营成本支出有着良好帮助。
装卸工艺的创新对于加强装卸效率大有裨益。不过，装卸工艺的创新也会带来许多问题，对于堆场系统的设计需要考虑更多的技术问题；同时，整个堆场系统的设计比较繁琐复杂，牵扯到诸多因素，无论是土建还是堆场系统的安全等方面都不是能够轻松完成的工作。因此，怎样按照堆场的装卸系统特点，选择合适的地基处理办法，设计合理的堆场布局等，都是加强集装箱堆场和设备使用效率，达到集装箱堆场的自动化与无人化运行目的的重要技术。 2 自动化无人堆场系统 2.1 装卸工艺
堆场装卸工艺使用的新型全自动化高低架轨道吊接力式装卸系统，属于目前世界先进技术，能够把当前堆场的堆高从堆6过7提高到堆9过10。设计的整个堆场总共由6垛堆区构成，每个堆区中都至少有一台DRMG，堆场的两边安放了四台CRMG，构成了六条装卸作业线。而自动化堆场建设场地的占地面积约为五万平方米。 完成自动化堆场装卸工作所需的设备和功能如下所述：
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（1）低架轨道吊CRMG的作用在于把集装箱从集卡取出置放在缓冲区的中间平台上，亦或是把集装箱从缓冲区中转平台取出置放在集卡上。低架轨道选用的是目前最先进的轨道式集装箱装卸桥，通过单小车单吊具，能够每次就吊起50ft集装箱。
（2）高架轨道吊DRMG的作用在于把集装箱从缓冲区中转平台取出置放在堆场上，亦或是把集装箱从堆场取出置放在缓冲区中转平台上。高架轨道吊选用的是最先进的轨道式集装箱装卸桥，通过双小车双吊具，能够每次都吊起2个50ft集装箱。
（3）集装箱拖挂车，主要负责集装箱在码头的水平运输作业。在该堆场一同进行运输工作的集卡包括外集卡和内集卡两种。
通过这种装卸技术在自动化堆场的装卸过程是：DRMG与CRMG在彼此的轨道上正常运转，二者大车运转的方向成90度角。在每条堆放线的外侧两边和集卡的工作区域之间设置一个合适的缓冲区，同时配备集装箱中转平台，这样，DRMG与CRMG就能利用中转平台实现接力式工作的目的，由此来达到集装箱能够多次装卸，一次集拼的高效工作模式。DRMG在堆放线的堆区内作业，主要作用包括集装箱的堆放、提取和翻箱，CEMG的主要作用则是把集卡上的集装箱取出置放于中转平台台上亦或是把中转平台上的集装箱取出置放在集卡上。 接力式装卸技术在占地面积达到五万平方米的对厂商，堆存能力接近20000TEU。该技术对于码头重箱和空箱的工作要求同样是契合的，其自身有着以下这么几个特点：
第一，装卸集卡和堆存箱是由DRMG和CRMG分别利用缓冲平台来实现接力作业的。堆区集装箱排列的方向是和集卡方向保持相同的，同时还需要把垂直运输与水平运输相区分开来。其次，集卡作业不需要到堆区内进行，只在堆区的两侧进行操作，在其自动装卸的过程中以保障集卡驾驶人员的安全为主。第三，利用缓冲平台，处理好进出箱装卸能力不均匀的问题，并且其导板结构能够有效确保集装箱的迅速到位，对于控制好箱区集装箱的位置和加强RMG提取箱的工作效率是大有裨益的。第四，创新设计了单独作业的双小车DRMG，配备上两个吊具，这样每次就能吊起2个50ft的集装箱，同时还具备了冗余的作用。最后，CRMG的作用在于单独的来装卸集卡，能够便捷地实现防摇与定位功能，从而加强集卡的装卸效率，让集卡能够快速装卸后离开堆放场。 2.2 控制系统
自动化堆场控制系统把当代码头生产管理技术和自动化堆场的装卸技术二者有机地结合在一起，同时利用目前最为先进的网络信息技术，通过远程操作、远程监控和报警等技术，运用好图形化的操作管理界面和远程对讲系统把全自动化堆场中的操作人员、设备与集卡都充分地调动起来，从而达到自动化无人堆场实时生产和控制的目的，确保无人堆场能够自行运转，高效作业，上述内容就是无人堆场控制系统设计的典型运用情况。 2.3 堆存管理和作业策略
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高度自动化的堆场设备要想充分实现高效作业的目的，就需要合理的与堆场实际管理和作业策略规划有机结合。因为集装箱堆场属于自动化无人智能堆场，应当根据生产计划按时精准地达到堆场自动化设备按时调度的目的，处理好堆场的进出箱工作，做好堆场集装箱的信息管理工作。作业策略规划属于码头生产工作中最重要的技术之一，受到生产设备、操作人员、控制系统等多方面因素的影响。集装箱码头工作一直以来所追求的目标都是事先科学合理的集装箱码头作业策略，为了能够达到这一目标，就需要对自动化堆场管理和作业策略进行合理优化，由此来加强装卸效率，减少运营成本支出：
第一，集装箱属性标志需要黏贴清晰，确保每个集装箱对应单一的编码，从而便于集装箱信息的有效管理。堆场区域与缓冲区内的每个集装箱都有着单一对应的编码，从而有利于堆场设备对集装箱的自动化操作。第三，为了优化自动化无人堆场的作业策略，就需要对工作过程进行有效控制，合理分配，详细研究，科学操作系统。最后，对于堆场的工作流程需要合理分配，设计科学的方案，从而确保工序紧密结合，节约作业时间，操作人员相互协调。 2.4 高垛空箱堆放的防风
建设的自动化堆场堆高目前为堆9过10，同时是空箱堆场，所以按照自动化堆场的集装箱堆放的特点，就设计了框式防风方案。该方案能够有效帮助自动化堆场抵挡强风袭击，尽可能地提升堆场空间的使用效率。在该方案中，设置防风框是重点内容，在堆场四周合理地配置防风框，这些防风框都是由防风支架和防风筋条所构成，二者相互支撑，紧紧地联结在一起，为集装箱抵御强风。同时，在防风框内置放集装箱，这样还能节约场地，加强空间利用效率。 3 结语
天津外高桥二期码头自动化无人堆场自投入到使用至今，已经完成了大量的作业。自动化无人堆场选取的先进的装卸工艺能够有效地加强装卸效率。此外，通过自动化无人堆场的使用，能够有效降低作业中的人为操作偏差，介绍运输成本支出，从而极大地加强港口集装箱装卸作业的服务水平。 参考文献
[1] 一种新型自动化无人堆场的工艺与设备[J].吕明，杜正春，姚振强.机械设计与研究.2006（03）.
[2] 上海港外高桥码头的集装箱全自动化无人堆场[J].包起帆.中国港口.2006（05）.