集装箱轮胎式起重机远程作业的技术分析

吴建春

摘要：文章先分析了集装箱轮胎式起重机远程作业中的技术挑战，包括堆箱区布置难题以及轮胎吊技术困难，随后提出了集装箱轮胎式起重机远程作业实施方案，包括轮胎吊本机和远程中控室两部分，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：集装箱;轮胎式;起重机;远程作业

引言：码头中的集装箱作业于低谷和高峰两种作业环境下，存在业务不平衡问题，从而无法实现充分利用。而在远程作业后，从物理层面分析，能够促进轮胎吊和操作台之间的顺利分离，任意操作台可以和任意轮胎吊进行对应，提升操作台整体利用效率。

一、集装箱轮胎式起重机远程作业中的技术挑战

（一）堆箱区布置困难

在自动化轨道模式下的吊堆场内，通常会设计为垂直码头岸线的形式，而海陆两侧还形成了专门的交接区域。海侧区域主要是利用跨运车或AGV相关水平运输装置以及岸边起重机，促进集装箱的顺利交换。陆侧区域则主要利用远程控制方式，通过轨道开展吊装，推动外集卡集装箱顺利交换。而在轮胎吊场堆中，主要采取和岸桥平行方式进行合理布置，同时在垂直方向中还设置了众多条集卡，进入堆场内实施装卸操作，由于轮胎相关吊装区域属于轮胎吊、集卡以及人员混杂状态之下，导致自动化轮胎吊中存在巨大隐患。轮胎吊在实际操作中，还需穿越集卡通道，以及九十度的转场运行，为此场堆人员应该做好协调集卡通行。

（二）轮胎吊技术困难

轨道吊相比，如果采用轮胎吊的方式，则无需设置固定轨道，单纯借助轮胎力量，为机器运行提供基础支持，为此大车运行中，不可避免会出现走偏问题。此外，结合机器自身惯性以及轮胎弹性，无法对大车停车位置进行有效控制。小车运行中，容易跟随小车移动，而基于压力状态下运行，两侧轮胎会出现不同变化，而和轨道吊相比，大梁倾斜度变化更大，存在较大的水平摇晃现象。轮胎吊能够灵活转场，但同时也导致其出现远程通讯能力降低的问题，不能通过光纤来传播信号，只能通过无线通讯方法，所以相关堆场覆盖、实时性以及带宽等技术受到严重限制[1]。

二、集装箱轮胎式起重机远程作业实施方案

（一）轮胎吊中的本机部分

轮胎吊想要顺利实现自动化运行的功能，可以通过改造轮胎吊本机，在远程操控下，使其小车、大车以及起升操作实现自动化运行。而司机只需要针对吊具执行集卡和对箱等操作即可，如此能够有效简化远程装卸流程。

远程接口环节中，是以自动控制装置为主，作为本机以及远程控制台的连接桥梁，能够进行合理切换，相关功能发挥渠道为控制室发送分解命令，而该部分负责接收指令，实现命令和位置有效转换，把控制信息传播到控制室内，同时还能对自动和手动两种方式进行调换。自动运行模块可以通过发出命令，控制轮胎吊实现自动操作，同时还可以对大车运行误差进行合理纠偏。通过远程命令方式，可以让大车实现自动化启停。安全模块部分主要是实施各种安全防护，包括避免大车运行和附近人员出现撞击，砸箱等问题，提供定位准确性。

CCTV相关摄像模块，能够准确监控现场轮胎吊实际状况，各台轮胎吊仅需配置7路视频即可，涵盖四个摄像头合成一路，小车平台前后共有两路、四个门腿，一共四路。为提高信号传输稳定性，提升整体抗干扰水平，為此应该结合各路信号相关抗干扰能力进行重点考虑，比如前段可以选择具有良好屏蔽功能信号线，实施直流供电。

网络通讯模块中，无线网络能够为远程传输中所需CCTV图像信号以及控制信号提供有效的传播载体。利用基站，把控制信号和视频顺利传输至中控中心内。因为无线通讯存在某种延迟性特征，为了进一步满足视频传输需求，应该尽量选择占用较少频段。当下国内码头普遍选择2.4GHZ频段，实施起重机系统的CMS信号发射以及数据传输，为此可以考虑选择5.8G开放频段实施远程作业。集装箱的外形扫描系统，能够对吊具和集装箱两者相对位置进行扫描检测，通过转移吊具，提高两者位置吻合度。通常系统会选择三维激光扫描装置，采集目标位置信息[2]。

（二）远程中控室

远程中控室主要包括以下几个部分：第一是远程沟通模块，于场桥内设置两个扬声器，随后在中控室内相关操作台中设置选择控制单元以及麦克风，远程司机能够通过远程呼叫模块，提醒集卡司机做好任务配合。第二是，CCTIV模块，利用控制键盘，实施视频调焦操作，辅助操作人员了解机上实际画面与堆场画面。

第三是远程操作台，该部分模块涵盖PLC中控系统以及远程操作台两部分构成，可以针对场桥实施远程控制，除此之外，操作台中还设置了两个显示器、一个触摸屏以及主令手柄和操作按钮。其中之一显示当下场桥内吊具图像信息，方便司机远程进行集装箱装卸操作，另一个能够显示出操作周围环境中的图像信息，方便司机对集装箱周围状况进行认真观察，预防出现碰撞问题。触摸屏能够准确显示作业当前场桥内相关作业信息和状态信息。操作按钮和主令手柄能够实施远程作业控制。中控PLC能够有效采集操作台中按钮与手柄动作，将相关动作信号顺利转化为数字信号。此外，相关信号还会顺利传输至任务分配器内，通过任务分配器以及远程场桥之间实施指令顺畅对接。操作台数量可以选择2到3个台场桥搭配一种操作台，能够结合作业状况进行适当增减。

第四是任务分配模块，分配服务器，能够有效接收TOS传输过来的操作指令，进行解析转化后，传送到自动控制器内，轮胎吊可以结合具体指令顺利完成各项工作，并反馈相关信息。在结束作业任务后，轮胎吊相关服务器还可以把指令结束状态顺利传送至TOS内。

结语：综上所述，集装箱轮胎式起重机远程作业属于多种智能技术全面融合的技改项目。我国是轮胎吊方式的应用大户，相关方案的成功推广，能够形成良好经济效益与社会效益，实现航运强国的建设目标。

参考文献：

[1]刘建波，卢玉春.轮胎式集装箱门式起重机模块化制作安装方式[J].起重运输机械，2019（01）：161-164.

[2]胡胜文，江爱华.轮胎式集装箱门式起重机加高改造动态特性分析[J].自动化与信息工程，2017，38（04）：31-34.