CN105270875A - 高架轨道交通式集装箱码头装卸系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，该系统包括船舶、用于特殊集装箱水平运输的集卡、岸桥、RMG、集装箱、堆场，其特征在于：所述的岸桥与RMG、堆场之间均通过环形的高架轨道系统连通，高架轨道系统中每一条轨道对应一个岸桥；岸桥跨距下设有用于特殊集装箱水平运输的集卡；高架轨道系统上设有水平自行运输小车用于标准箱体的水平运输；集疏运车辆沿地面指定线路行驶，用于集装箱的集合和疏散；堆场布置在码头前沿后方，用于集装箱的临时储存。本发明解决了装卸船活动与集疏运活动的干扰以及装卸系统存在的内禀随机性问题，同时整个装卸系统自动化程度高、能耗小、安全、环保。

Description

高架轨道交通式集装箱码头装卸系统

技术领域

本发明涉及港口集装箱装卸物流技术领域，尤其涉及到一种高架轨道交通式集装箱码头装卸系统。

背景技术

集装箱码头有两个最基本的装卸活动：装卸船和集疏运。装卸船是指集装箱通过起重和水平运输设备从船上转移到堆场，或从堆场转移到船上的过程，而集疏运是指集装箱通过起重和水平运输设备从港口腹地转移到码头堆场，或从堆场转移到腹地的过程。如果装卸船活动和集疏运活动相互干扰，将会影响码头作业效率。

岸边集装箱起重机和堆场集装箱起重机与水平运输工具的装卸交接节奏存在固有的内禀随机性，这种随机性是无法消除的。它是由集装箱在堆场或船上的放置位置不同、集装箱在装卸船时较严格的顺序、集疏运到港的不确定性、司机操作的技术水平等多种复杂因素造成的。如果要克服或者适应这种内禀随机性，集装箱码头装卸系统必须具有一定的机动性和设置必要的缓冲区。

集装箱码头发展至今尤其是近三十年自动化集装箱码头的发展，先后出现了各种形式的集装箱码头装卸系统。

目前世界各国港口集装箱装卸普遍采用的形式为“岸桥-集卡-场桥”，岸桥用于集装箱在船舶与集卡之间的转移，集卡是集装箱水平运输工具，场桥包括轮胎式场桥（RTG）和轨道式场桥（RMG），用于集装箱在堆场与集卡之间的转移。采用这种工艺形式的集装箱码头装卸系统没有很好解决装卸船和集疏运活动的干扰，并且其自动化程度不高。

荷兰鹿特丹港ECT(EuropecombinedTerminals)码头、德国汉堡港由HHLA(HamburgerHafenandLogistikAG)码头公司经营管理的Altenwerder码头以及ECTEuro-max码头等集装箱装卸采用的形式为“岸桥-AGV-RMG”，码头前沿与堆场间的集装箱水平运输由AGV(AutomaticGuidedVehicle)完成，RMG也实现了无人操作。采用这种工艺形式的集装箱码头装卸系统自动化程度高，AGV作为集装箱装卸的缓冲区，其数量决定了这种形式的装卸系统是否能很好地克服装卸作业所具有的内禀随机性。

上海振华重工(集团)股份有限公司(ZPMC)研发出了环保节能的立体轨道式自动化集装箱码头装卸系统。该系统主要有以下特点：在岸边集装箱起重机后伸距下布置有若干条平行于岸桥大车轨道的低架桥；每条低架桥上一高一低成组布置有电动小车，高的为起重小车，低的为平板小车，它们在各自轨道上可以互不干涉的交叉运行；低架桥下对应每垛堆箱区布置有地面电动平板车，该平板车轨道垂直于低架桥并延伸至堆箱区的陆侧端部装卸区；堆场采用RMG，其轨道垂直于岸边集装箱起重机的大车轨道。ZPMC研发的这种集装箱码头装卸系统易于实现自动化，但是由于平板小车的数量有限，集装箱装卸的缓冲区较少，不能很好适应岸桥、场桥、平板小车三者之间装卸转接节奏的异步性。

天津张占成在其发明专利ZL201110217670.5中综合考虑码头空间利用率和装卸作业效率的情况下提出了一种立体交叉式的自动化集装箱码头装卸系统，该系统将港口码头最基本的两个活动（集疏运和装卸船）布置在空间的不同层，装卸船小车在高架桥上行驶，集疏运车辆在地面行驶，这样避免了两个活动的相互干扰，大大增强了码头的紧凑感和装卸作业效率，同时集装箱在高架桥上的转接和运输皆是在轨道上进行的，这样易于实现自动化操作。然而，这种构想下的集装箱在装卸船活动中需要经过多次的转接，并且转接小车数量有限，整个系统的柔性很差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的技术不足，提供一种减少装卸船活动与集疏运活动的互相干扰，解决装卸系统存在的内禀随机性问题的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，该系统包括船舶、用于特殊集装箱水平运输的集卡、岸桥、RMG、集装箱、堆场，其特征在于：所述的岸桥与RMG、堆场之间均通过环形的高架轨道系统连通，高架轨道系统中轨道的数目与岸桥的数目相同，且每一条轨道对应一个岸桥；岸桥跨距下设有通道，并设有用于特殊集装箱水平运输的集卡；高架轨道系统上设有水平自行运输小车用于标准箱体的水平运输；集疏运车辆沿地面指定线路行驶，用于集装箱的集合和疏散；堆场布置在码头前沿后方，用于集装箱的临时储存。

在上述方案中，所述的高架轨道系统包括有高架桥、轨道、岸桥转接站、RMG转接站；高架桥的高度与岸桥以及RMG的起升高度相同；岸桥可通过其自身的小车运行机构，将船上的集装箱送至高架轨道系统上的水平自运行小车上，或者将到达岸桥后的集装箱转运至船上固定位置；RMG可通过其自身的小车运行机构将堆场上的集装箱送至高架轨道系统上的水平自运行小车上，或者将到达RMG下的集装箱转放置至堆场指定位置。

在上述方案中，所述的轨道覆盖整个码头以及堆场，并设置有弯道和道岔，连接堆场和岸桥的各个装卸箱点；岸桥卸下的集装箱可到达码头后方堆场的任意位置卸箱，或者处于后方堆场任意位置的集装箱可到达码头前沿指定岸桥下进行装船。

在上述方案中，所述的高架轨道系统位于岸桥的一段的轨道相互平行，并且皆平行于岸线，与岸桥主梁相互垂直。

在上述方案中，所述的岸桥的后伸距根据岸桥下布置的高架轨道的条数来决定，而高架轨道的条数则由装卸系统中参与装卸活动的岸桥数决定的，因此岸桥后伸距的长度要大于所有轨道轨距与轨道间距总和。

在上述方案中，所述的RMG采用的是无悬臂轨道式龙门起重机，高架轨道、集疏运通道、集装箱堆场皆从其跨内穿过，因此RMG的跨距要大于高架轨道、集疏运通道、集装箱堆场的宽度总和。

在上述方案中，所述的水平自行运输小车代替了传统码头中的集卡、AGV小车的作用，可在高架轨道系统上沿轨道带箱自动运行，其启动、制动、变速过程受中心控制系统的控制。

采用高架轨道交通式集装箱码头装卸系统进行装卸的方法为：

（1）卸船步骤

船舶靠泊后，岸桥从船上吊取集装箱，水平自行运输小车沿轨道运行到岸桥陆侧后伸距下方，岸桥将集装箱放置在水平自行运输小车，水平自行运输小车根据控制中心的作业指令，在变道控制系统的导引下，运行到相应堆场箱位上方，场桥从水平自行运输小车取走集装箱放到堆场的相应位置；水平自行运输小车再回到轨道前沿准备装载下一个集装箱，重复此流程，完成卸船作业；装船则为其逆过程。

（2）集运步骤

根据船舶计划，安排集疏运车辆进行送箱；集疏运车辆装载集装箱，去往相应堆场，堆场场桥从集疏运车辆上吊取集装箱，放到堆场相应位置，重复此流程，完成集运作业；疏运则为其逆过程。

本发明的发明点在于：高架轨道交通式集装箱码头的装卸工艺将装卸船水平运输作业和地面集疏运水平运输作业放置到不同的平面上，互不干扰，从而使这两种作业都具有较高的效率；同时，高架轨道具有变道功能，使得自行式小车可以与任一条箱区或任一个岸桥形成运输关联，柔性较好。

本发明的有益效果在于：

本发明解决了装卸船活动与集疏运活动的干扰以及装卸系统存在的内禀随机性问题，同时整个装卸系统自动化程度高、能耗小、安全、环保。

附图说明

图1是本发明实施例的整体俯视图；

图2是本发明实施例的整体左视图；

图中：1、船舶，2、用于特殊集装箱水平运输的集卡，3、岸桥，4、水平自行运输小车，5、RMG，6、集装箱，7、高架轨道系统，8、集疏运车辆，9、堆场。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步的说明：

如图1图2所示的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，该系统包括船舶1、用于特殊集装箱水平运输的集卡2、岸桥3、高架轨道系统7、RMG5、集装箱6、水平自行运输小车4、集疏运车辆8、堆场9，所述的岸桥3与RMG5、堆场9之间均通过环形的高架轨道系统7连通，高架轨道系统7中轨道的数目与岸桥3的数目相同，且每一条轨道对应一个岸桥3；岸桥3跨距下设有通道，并设有用于特殊集装箱水平运输的集卡2；高架轨道系统7上设有水平自行运输小车4，水平自行运输小车4可通过控制系统在高架轨道系统7上自由行驶，用于标准箱体的水平运输；集疏运车辆8沿地面指定线路行驶，用于集装箱体的集合和疏散；堆场9布置在码头前沿后方，用于集装箱6的临时储存。

在本实施例中，所述的高架轨道系统7包括有高架桥、轨道、岸桥转接站、RMG转接站；高架桥的高度与岸桥3以及RMG5的起升高度相同；岸桥3可通过其自身的小车运行机构，将船上的集装箱送至高架轨道系统上的水平自行运输小车4上，或者将到达岸桥3后的集装箱转运至船上固定位置；RMG5可通过其自身的小车运行机构将堆场上的集装箱送至高架轨道系统上的水平自行运输小车4上，或者将到达RMG5下的集装箱转放置至堆场指定位置。

在本实施例中，所述的轨道覆盖整个码头以及堆场9，并设置有弯道和道岔，连接堆场9和岸桥3的各个上卸箱点；岸桥3卸下的集装箱可到达码头后方堆场9的任意卸箱点，或者处于后方堆场9任意位置的集装箱可到达码头前沿指定岸桥3下进行装船。

在本实施例中，所述的高架轨道系统7位于岸桥3的一段的轨道与岸桥3垂直设置，多个轨道与多个岸桥3的后伸距形成方形网格状；

在本实施例中，所述的岸桥3的后伸距根据岸桥3下布置的高架轨道的条数来决定，而高架轨道的条数则由装卸系统中参与装卸活动的岸桥数决定的，因此岸桥3后伸距的长度要大于所有轨道轨距与轨道间距总和。

在本实施例中，所述的RMG5采用的是无悬臂轨道式龙门起重机，高架轨道、集疏运通道、集装箱堆场皆从其跨内穿过，因此RMG5的跨距要大于高架轨道、集疏运通道、集装箱堆场的宽度总和。

在本实施例中，所述的水平自行运输小车4代替了传统码头中的集卡、AGV小车的作用，可在高架轨道系统上沿轨道带箱自动运行，其启动、制动、变速过程受中心控制系统的控制。

采用本实施例高架轨道交通式集装箱码头装卸系统进行装卸的方法为：

（1）卸船步骤

船舶靠泊后，岸桥从船上吊取集装箱，水平自行运输小车沿轨道运行到岸桥陆侧后伸距下方，岸桥将集装箱放置在水平自行运输小车，水平自行运输小车根据控制中心的作业指令，在变道控制系统的导引下，运行到相应堆场箱位上方，场桥从水平自行运输小车取走集装箱放到堆场的相应位置；水平自行运输小车再回到轨道前沿准备装载下一个集装箱，重复此流程，完成卸船作业；装船则为其逆过程。

（2）集运步骤

根据船舶计划，安排集疏运车辆进行送箱；集疏运车辆装载集装箱，去往相应堆场，堆场场桥从集疏运车辆上吊取集装箱，放到堆场相应位置，重复此流程，完成集运作业；疏运则为其逆过程。

本发明的发明点在于：高架轨道交通式集装箱码头的装卸工艺将装卸船水平运输作业和地面集疏运水平运输作业放置到不同的平面上，互不干扰，从而使这两种作业都具有较高的效率；同时，高架轨道具有变道功能，使得自行式小车可以与任一条箱区或任一个岸桥形成运输关联，柔性较好。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (8)

1.高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，该系统包括船舶、用于特殊集装箱水平运输的集卡、岸桥、RMG、集装箱、堆场，其特征在于：所述的岸桥与RMG、堆场之间均通过环形的高架轨道系统连通，高架轨道系统中轨道的数目与岸桥的数目相同，且每一条轨道对应一个岸桥；岸桥跨距下设有通道，并设有用于特殊集装箱水平运输的集卡；高架轨道系统上设有水平自行运输小车用于标准箱体的水平运输；集疏运车辆沿地面指定线路行驶，用于集装箱的集合和疏散；堆场布置在码头前沿后方，用于集装箱的临时储存。

2.如权利要求1所述的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的高架轨道系统包括有高架桥、轨道、岸桥转接站、RMG转接站；高架桥的高度与岸桥以及RMG的起升高度相同。

3.如权利要求2所述的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的轨道覆盖整个码头以及堆场，并设置有弯道和道岔，连接堆场和岸桥的各个上卸箱点。

4.如权利要求1所述的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的高架轨道系统位于岸桥的一段的轨道相互平行，并且皆平行于岸线，与岸桥主梁相互垂直。

5.如权利要求1所述的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的岸桥的后伸距的长度大于所有轨道轨距与轨道间距总和。

6.如权利要求1所述的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的RMG采用的是无悬臂轨道式龙门起重机，高架轨道、集疏运通道、集装箱堆场皆从其跨内穿过，RMG的跨距大于高架轨道、集疏运通道、集装箱堆场的宽度总和。

7.如权利要求1所述的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的水平自行运输小车可在高架轨道系统上沿轨道带箱自动运行，其启动、制动、变速过程受中心控制系统的控制。

8.采用如权利要求1所述的高架轨道交通式集装箱码头装卸系统进行装卸的方法，其特征在于，包括有如下步骤：

卸船步骤：

船舶靠泊后，岸桥从船上吊取集装箱，水平自行运输小车沿轨道运行到岸桥陆侧后伸距下方，岸桥将集装箱放置在水平自行运输小车，水平自行运输小车根据控制中心的作业指令，在变道控制系统的导引下，运行到相应堆场箱位上方，场桥从水平自行运输小车取走集装箱放到堆场的相应位置；水平自行运输小车再回到轨道前沿准备装载下一个集装箱，重复此流程，完成卸船作业；装船则为其逆过程；

集运步骤：

根据船舶计划，安排集疏运车辆进行送箱；集疏运车辆装载集装箱，去往相应堆场，堆场场桥从集疏运车辆上吊取集装箱，放到堆场相应位置，重复此流程，完成集运作业；疏运则为其逆过程。