CN104986581A - 直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统及方法 - Google Patents

直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统包括岸桥、跨运车、ARMG、高架行车子系统组成，高架行车子系统由高架桥和高架行车组成；岸桥分别布置在正面泊位的前沿和侧面泊位的前沿，岸桥用于集装箱由集装箱船至岸边作业区的垂直及水平运输；集装箱堆场的ARMG轨道垂直于正面泊位岸线方向布置。集装箱堆场紧邻正面泊位端的区域为堆场正面泊位端，集装箱堆场紧邻后方集疏运通道的区域为堆场陆侧端，集装箱堆场紧邻堆场侧面泊位端的区域为堆场侧面泊位端；本发明可较大程度地减小正面泊位和侧面泊位共同作业时可能引起的交叉作业，并同时减小侧面泊位港内水平运输设备的运输距离，从而提升整个系统的装卸效率及节能水平。

Description

直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统及方法
技术领域
本发明涉及港口集装箱码头的装卸技术，特别涉及一种适于直角岸线泊位布置的集装箱码头的装卸系统及装卸方法。
背景技术
目前国内外集装箱自动化码头的泊位岸线主要呈“一字型”布置（见图1）。整个自动化码头从平面布局上看主要由以下内容构成：集装箱岸边作业区、集装箱水平运输区、集装箱海侧交换区、自动化堆场区、集装箱陆侧交换区。自动化集装箱码头装卸系统的主要特点如下：1.装卸船作业采用岸桥。2.港内集装箱水平运输采用自动导向车（AGV）或跨运车；3.堆场内的装卸作业采用自动化轨道式ARMG（ARMG），ARMG轨道垂直码头岸线布置。整个自动化堆场封闭运行，所有水平运输设备均不进入堆场内部。4.港内水平运输设备装卸作业区（即集装箱海侧交换区）靠近海侧布置，港外集卡装卸作业区（即集装箱陆侧交换区）靠近后方集疏运口门布置， 2种水平运输设备的运输距离均较短，能耗较低。但现代集装箱码头规划设计中通常有多泊位，且泊位岸线呈90度折线布置的设计（见图2、图3）。如果此类集装箱码头仍采用上述装卸系统（自动化堆场垂直正面岸线泊位布置，港内水平运输设备装卸作业区靠近“正面泊位”布置），势必造成“侧面泊位”港内水平运输设备的水平运输距离大大增加，从而降低系统的装卸效率，增加系统的运行成本。
发明内容
本发明的目的，在于开发一种适于直角泊位岸线布置的自动化集装箱码头的装卸系
统，使得正面泊位和侧面泊位的装卸船作业能够相对独立，互不干扰，并减小侧面泊位港内水平运输设备的运输距离、从而提升整个系统的装卸效率及节能水平。
本发明的技术方案如下：
一种直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统包括岸桥2、跨运车1、ARMG4、高架行车子系统组成，高架行车子系统由高架桥5和高架行车6组成；
岸桥2分别布置在正面泊位的前沿和侧面泊位的前沿，其轨道分别平行于正面泊位岸线方向和侧面泊位岸线方向。岸桥2用于集装箱由集装箱船3至岸边作业区的垂直及水平运输；
集装箱堆场的ARMG4轨道垂直于正面泊位岸线方向布置,ARMG4位于ARMG4轨道上。集装箱堆场紧邻正面泊位端的区域为堆场正面泊位端，集装箱堆场紧邻后方集疏运通道的区域为堆场陆侧端，集装箱堆场紧邻堆场侧面泊位端的区域为堆场侧面泊位端；
跨运车1用于集装箱由岸边作业区域至堆场正面泊位端或堆场侧面泊位端的水平运输；
集装箱堆场布置若干条ARMG4作业线，ARMG4作业线数量与正面泊位的岸桥2装卸船能力相匹配，每条ARMG4作业线配备的ARMG4数量不少于2台，ARMG4的运行轨迹垂直于正面泊位岸线方向；
ARMG4用于集装箱由堆场正面泊位端至堆场间的垂直或水平运输以及堆场陆侧端至堆场间的垂直或水平运输；ARMG4还能用于集装箱在集装箱堆场内的堆垛、转运、接力作业；
集装箱堆场内还布置若干条高架行车6作业线，高架行车6的作业线数量与侧面泊位的岸桥装卸船能力相匹配；高架行车子系统用于集装箱由堆场侧面泊位端至堆场间的垂直及水平运输；每条高架行车作业线配备的高架行车6数量不少于2台；高架行车6的运行轨道敷设在高架桥5的轨道梁上，其方向垂直于ARMG4运行轨道；
更进一步，高架行车6带箱的运行高度距离ARMG4的结构最高点至少留有1.5m的安全距离；
更进一步，高架桥5的立柱架设于相邻ARMG4的轨道间隙内，采用混凝土结构或钢结构；高架桥5的上部支承高架行车6轨道的结构可采用预制混凝土结构或钢结构。
本发明的另一种技术方案：一种直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸方法，包括如下步骤：
1.卸船：
先从岸桥2将集装箱从集装箱船3上卸下，放置在岸桥2后伸距下方的码头面上；卸下的集装箱的长边方向与码头泊位岸线方向平行；
跨运车1将集装箱从码头面上吊起，搬运至堆场正面泊位端或堆场侧面泊位端的卸箱位，然后将集装箱卸在地面上；卸下集装箱的长边方向与侧面码头泊位岸线方向平行；
ARMG4或高架行车6从地面上将集装箱吊起，将集装箱搬运至集装箱堆场中，通过ARMG4或高架行车6的相互配合可以将集装箱搬运至集装箱堆场的任意位置；
2.疏港：
港外集卡7空车从后方集疏运通道倒车进入堆场陆侧端的装卸位置；
ARMG4起吊堆场内的目标集装箱并运行至装卸位，ARMG4卸箱至港外集卡上；
装好集装箱后，港外集卡7由后方集疏运通道驶离集装箱码头。
所述步骤一和步骤二之间还包括装船方法，装船方法为卸船方法的反过程。
所述步骤一和步骤二之间还包括集港方法，集港方法为疏港方法的反过程。
所述步骤一和步骤二之间还包括集装箱在同一箱区内的倒箱方法：海侧第一ARMG4或陆侧第一ARMG4将集装箱吊起，海侧第一ARMG4或陆侧第一ARMG4带箱运行至堆场中的集装箱中转位，海侧第一ARMG4将集装箱卸至集装箱中转位，陆侧第二ARMG4或海侧第二ARMG4将集装箱吊起，陆侧第二ARMG4或海侧第二ARMG4带箱运行至集装箱目标位，陆侧第二ARMG4或海侧第二ARMG4将集装箱卸至集装箱目标位。
所述步骤一和步骤二之间还包括集装箱在不同箱区内的倒箱方法为：例如A箱区至B箱区：A箱区海侧第一ARMG4或A箱区陆侧第一ARMG4将目标集装箱吊起，A箱区海侧第一ARMG4或A箱区陆侧第一ARMG4带箱运行至A箱区集装箱中转位，A箱区海侧第一ARMG4或A箱区陆侧第一ARMG4卸箱至A箱区集装箱中转位，高架行车6将集装箱吊起，高架行车6带箱运行至B箱区集装箱中转位， 高架行车6卸箱至B箱区集装箱中转位，B箱区海侧第二ARMG4或B箱区陆侧第二ARMG4将集装箱吊起，B箱区海侧第二ARMG4或B箱区陆侧第二ARMG4带箱运行至B箱区集装箱目标位，B箱区海侧第二ARMG4或B箱区陆侧第二卸箱至B箱区集装箱目标位。
有益效果：在码头中央控制室的调度下，由ARMG4作业线与高架行车6作业线共同组成的立体装卸系统能够同时进行正面泊位与侧面泊位装卸船的自动化作业，并可较大程度地减小两侧泊位共同作业时可能引起的交叉作业，从而实现整个装卸系统的高效运行。巧妙设计的高架桥系统从横向将整个堆场系统联系起来，更便于整个堆场系统的联动。
附图说明
图1泊位岸线主要呈“一字型”布置的结构示意图；
图2为本发明直角岸线多泊位呈“L型”布置的示意图；
图3为本发明直角岸线多泊位呈“U型”布置的示意图；
图4为本发明直角岸线多泊位呈“L型”布置的平面结构示意图；
图5为本发明直角岸线多泊位呈“U型”布置的平面结构示意图；
图6为图4、5的A-A向纵断面示意图；
图7为图4、5的B-B向纵断面示意图。
具体实施方式
一种直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统包括岸桥2、跨运车1、ARMG4、高架行车子系统组成，高架行车子系统由高架桥5和高架行车6组成。
岸桥2分别布置在正面泊位的前沿和侧面泊位的前沿，其轨道分别平行于正面泊位岸线方向和侧面泊位岸线方向。岸桥2用于集装箱由集装箱船3至岸边作业区的垂直及水平运输。
集装箱堆场的ARMG4轨道垂直于正面泊位岸线方向布置,ARMG4位于ARMG4轨道上。集装箱堆场紧邻正面泊位端的区域为堆场正面泊位端，集装箱堆场紧邻后方集疏运通道的区域为堆场陆侧端，集装箱堆场紧邻堆场侧面泊位端的区域为堆场侧面泊位端。
跨运车1用于集装箱由岸边作业区域至堆场正面泊位端或堆场侧面泊位端的水平运输。
集装箱堆场布置若干条ARMG4作业线，ARMG4作业线数量与正面泊位的岸桥2装卸船能力相匹配。每条ARMG4作业线配备的ARMG4数量不少于2台。ARMG4的运行轨迹垂直于正面泊位岸线方向。
ARMG4用于集装箱由堆场正面泊位端至堆场间的垂直或水平运输以及堆场陆侧端至堆场间的垂直或水平运输。ARMG4还能用于集装箱在集装箱堆场内的堆垛、转运、接力作业。
集装箱堆场内还布置若干条高架行车6作业线，高架行车6的作业线数量与侧面泊位的岸桥装卸船能力相匹配。高架行车子系统用于集装箱由堆场侧面泊位端至堆场间的垂直及水平运输。每条高架行车作业线配备的高架行车6数量不少于2台。高架行车6的运行轨道敷设在高架桥5的轨道梁上，其方向垂直于ARMG4运行轨道。高架行车6带箱的运行高度距离ARMG4的结构最高点至少留有1.5m的安全距离。高架桥5的立柱架设于相邻ARMG4的轨道间隙内，采用混凝土结构或钢结构。高架桥5的上部支承高架行车6轨道的结构可采用预制混凝土结构或钢结构。
一种直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统包括如下步骤：
a.卸船：
先从岸桥2将集装箱从集装箱船3上卸下，放置在岸桥2后伸距下方的码头面上；卸下的集装箱的长边方向与码头泊位岸线方向平行；
跨运车1将集装箱从码头面上吊起，搬运至堆场正面泊位端或堆场侧面泊位端的卸箱位，然后将集装箱卸在地面上；卸下集装箱的长边方向与侧面码头泊位岸线方向平行；
ARMG4或高架行车6从地面上将集装箱吊起，将集装箱搬运至集装箱堆场中，通过ARMG4或高架行车6的相互配合可以将集装箱搬运至集装箱堆场的任意位置；
b.疏港：
港外集卡7空车从后方集疏运通道倒车进入堆场陆侧端的装卸位置；
ARMG4起吊堆场内的目标集装箱并运行至装卸位，ARMG4卸箱至港外集卡上；
装好集装箱后，港外集卡7由后方集疏运通道驶离集装箱码头。
所述步骤a和步骤b之间还包括装船方法，装船方法为卸船方法的反过程。
ARMG4或高架行车6将集装箱搬从集装箱堆场中的地面上吊起运至堆场正面泊位端或堆场侧面泊位端的卸箱位，并卸在地面上，卸下集装箱的长边方向与侧面码头泊位岸线方向平行；跨运车1将集装箱运至岸桥2后伸距下方的码头面上；最后将集装箱从岸桥2后伸距下方的码头面上装到集装箱船3上。
所述步骤a和步骤b之间还包括集港方法，集港方法为疏港方法的反过程。集装箱装上港外集卡7后，港外集卡7由后方集疏运通道倒入集装箱码头；ARMG4从港外集卡7上卸箱至装卸位，ARMG4起吊堆场内的目标集装箱；
所述步骤a和步骤b之间还包括集装箱在同一箱区内的倒箱方法：海侧第一ARMG4或陆侧第一ARMG4将集装箱吊起，海侧第一ARMG4或陆侧第一ARMG4带箱运行至堆场中的集装箱中转位，海侧第一ARMG4将集装箱卸至集装箱中转位，陆侧第二ARMG4或海侧第二ARMG4将集装箱吊起，陆侧第二ARMG4或海侧第二ARMG4带箱运行至集装箱目标位，陆侧第二ARMG4或海侧第二ARMG4将集装箱卸至集装箱目标位。
所述步骤a和步骤b之间还包括集装箱在不同箱区内的倒箱方法为：例如A箱区至B箱区：A箱区海侧第一ARMG4或A箱区陆侧第一ARMG4将目标集装箱吊起，A箱区海侧第一ARMG4或A箱区陆侧第一ARMG4带箱运行至A箱区集装箱中转位，A箱区海侧第一ARMG4或A箱区陆侧第一ARMG4卸箱至A箱区集装箱中转位，高架行车6将集装箱吊起，高架行车6带箱运行至B箱区集装箱中转位， 高架行车6卸箱至B箱区集装箱中转位，B箱区海侧第二ARMG4或B箱区陆侧第二ARMG4将集装箱吊起，B箱区海侧第二ARMG4或B箱区陆侧第二ARMG4带箱运行至B箱区集装箱目标位，B箱区海侧第二ARMG4或B箱区陆侧第二卸箱至B箱区集装箱目标位。

Claims (8)

1. 一种直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统包括岸桥（2）、跨运车（1）、ARMG（4）、高架行车子系统组成，高架行车子系统由高架桥（5）和高架行车（6）组成；
岸桥（2）分别布置在正面泊位的前沿和侧面泊位的前沿，其轨道分别平行于正面泊位岸线方向和侧面泊位岸线方向；
岸桥（2）用于集装箱由集装箱船（3）至岸边作业区的垂直及水平运输；
集装箱堆场的ARMG（4）轨道垂直于正面泊位岸线方向布置,ARMG（4）位于ARMG（4）轨道上；
集装箱堆场紧邻正面泊位端的区域为堆场正面泊位端，集装箱堆场紧邻后方集疏运通道的区域为堆场陆侧端，集装箱堆场紧邻堆场侧面泊位端的区域为堆场侧面泊位端；
跨运车（1）用于集装箱由岸边作业区域至堆场正面泊位端或堆场侧面泊位端的水平运输；
集装箱堆场布置若干条ARMG（4）作业线，ARMG（4）作业线数量与正面泊位的岸桥（2）装卸船能力相匹配，每条ARMG（4）作业线配备的ARMG（4）数量不少于2台，ARMG（4）的运行轨迹垂直于正面泊位岸线方向；
ARMG（4）用于集装箱由堆场正面泊位端至堆场间的垂直或水平运输以及堆场陆侧端至堆场间的垂直或水平运输；ARMG（4）还能用于集装箱在集装箱堆场内的堆垛、转运、接力作业；
集装箱堆场内还布置若干条高架行车（6）作业线，高架行车（6）的作业线数量与侧面泊位的岸桥装卸船能力相匹配；高架行车子系统用于集装箱由堆场侧面泊位端至堆场间的垂直及水平运输；每条高架行车作业线配备的高架行车（6）数量不少于2台；高架行车（6）的运行轨道敷设在高架桥（5）的轨道梁上，其方向垂直于ARMG（4）运行轨道。
2.如权利要求1所述的直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述高架行车（6）带箱的运行高度距离ARMG（4）的结构最高点至少留有1.5m的安全距离。
3.如权利要求1所述的直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述高架桥（5）的立柱架设于相邻ARMG（4）的轨道间隙内，采用混凝土结构或钢结构；所述高架桥（5）的上部支承所述高架行车（6）轨道的结构可采用预制混凝土结构或钢结构。
4.一种直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸方法，其特征在于：包括如下步骤：
a.卸船：
先从岸桥（2）将集装箱从集装箱船（3）上卸下，放置在岸桥（2）后伸距下方的码头面上；卸下的集装箱的长边方向与码头泊位岸线方向平行；
跨运车（1）将集装箱从码头面上吊起，搬运至堆场正面泊位端或堆场侧面泊位端的卸箱位，然后将集装箱卸在地面上；卸下集装箱的长边方向与侧面码头泊位岸线方向平行；
ARMG（4）或高架行车（6）从地面上将集装箱吊起，将集装箱搬运至集装箱堆场中，通过ARMG（4）或高架行车（6）的相互配合可以将集装箱搬运至集装箱堆场的任意位置；
b.疏港：
港外集卡（7）空车从后方集疏运通道倒车进入堆场陆侧端的装卸位置；
ARMG（4）起吊堆场内的目标集装箱并运行至装卸位，ARMG（4）卸箱至港外集卡上；
装好集装箱后，港外集卡（7）由后方集疏运通道驶离集装箱码头。
5.如权利要求4所述的直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b之间还包括装船方法，装船方法为卸船方法的反过程。
6.如权利要求4所述的直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b之间还包括集港方法，集港方法为疏港方法的反过程。
7.如权利要求4所述的直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b之间还包括集装箱在同一箱区内的倒箱方法：海侧第一ARMG（4）或陆侧第一ARMG（4）将集装箱吊起，海侧第一ARMG（4）或陆侧第一ARMG（4）带箱运行至堆场中的集装箱中转位，海侧第一ARMG（4）将集装箱卸至集装箱中转位，陆侧第二ARMG（4）或海侧第二ARMG（4）将集装箱吊起，陆侧第二ARMG（4）或海侧第二ARMG（4）带箱运行至集装箱目标位，陆侧第二ARMG（4）或海侧第二ARMG（4）将集装箱卸至集装箱目标位。
8.如权利要求4所述的直角岸线多泊位布置的自动化集装箱码头装卸方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b之间还包括集装箱在不同箱区内的倒箱方法为：例如A箱区至B箱区：A箱区海侧第一ARMG（4）或A箱区陆侧第一ARMG（4）将目标集装箱吊起，A箱区海侧第一ARMG（4）或A箱区陆侧第一ARMG（4）带箱运行至A箱区集装箱中转位，A箱区海侧第一ARMG（4）或A箱区陆侧第一ARMG（4）卸箱至A箱区集装箱中转位，高架行车（6）将集装箱吊起，高架行车（6）带箱运行至B箱区集装箱中转位， 高架行车（6）卸箱至B箱区集装箱中转位，B箱区海侧第二ARMG（4）或B箱区陆侧第二ARMG（4）将集装箱吊起，B箱区海侧第二ARMG（4）或B箱区陆侧第二ARMG（4）带箱运行至B箱区集装箱目标位，B箱区海侧第二ARMG（4）或B箱区陆侧第二卸箱至B箱区集装箱目标位。
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