CN106940180A - 港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统，其由现场监测系统、数据无线传送系统和后方监控系统组成；所述现场监控系统由静力水准仪、数据线及无线数据采集装置组成；数据无线传送系统主要为信号塔，通过信号塔的GPRS网络接收现场监控系统中无线数据采集装置发出的信号，接着后方监控系统中的无线数据接收装置接收信号塔发出的信号，实现了监测数据从现场转移至后方；后方监控系统包括无线数据接收装置、数据处理装置及监控中心；本发明还公开了一种港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测方法。本发明是一种新型的轨道沉降观测方式，可极大地提高检测效率和降低检测成本，具有非常好的发展前景和市场应用空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道沉降在线监测系统，特别涉及一种应用于港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统及方法。
背景技术
为降低运行能耗和提高作业效率，目前港口自动化集装箱堆场均采用不配置司机室可进行无人化操作的轨道式龙门起重机，轨道式龙门起重机行走在堆场面上的轨道上。由于轨道式龙门起重机通过大车行走机构的轮子踏面跟轨道接触，因此对轨道精度要求高，特别是对轨道的沉降控制要求非常严格，需确保两根轨道的轨顶高差不大于±10mm。为降低工程造价，很多港口自动化集装箱堆场的轨道基础不采用桩基结构，而采用轨枕结构，运行期轨道将产生不均匀沉降，若不均匀沉降大于起重机的容许度，将对起重机的安全运行产生影响，需及时对轨道进行调整。
目前港口自动化集装箱堆场的轨道均采用人工定期到现场进行观测沉降情况，并进行记录和人工分析。采用此方式，不但监测成本高、效率低、精度波动大，而且监测数据为间断式、不连续，无法全过程、动态、实时反应轨道沉降变化情况。当人工到现场观测轨道时，堆场需停止作业，对生产调度影响大，将影响港口收益。另外采用此方式，无法提前判断轨道沉降变化趋势，当突然出现轨道沉降大于起重机的容许度时，堆场需立即停止作业进行轨道调整，由于此为突发工况，堆场无法提前进行生产调度准备，此时将对堆场作业计划安排产生重大影响，也必将极大地降低港口的竞争力。
发明内容
本发明的目的，在于开发一种港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统，不但可降低运营成本，提高监测精度和效率，也使得监测的轨道沉降数据为连续分布，从而可预判轨道沉降与起重机容许度的关系，当其接近时可提醒港口提早对生产组织进行合理调度和安排，要调整的轨道区域不进行集装箱的堆放和作业，从而避免在轨道调整时对生产作业造成影响。另外采用轨道沉降在线监测系统，监测期间堆场可正常作业，仅在调整轨道时堆场才停止作业，因此对生产作业影响可降至最小和可控范围。
本发明的一种技术方案如下：
港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统由现场监测系统、数据无线传送系统和后方监控系统组成；
所述现场监控系统由静力水准仪、数据线及无线数据采集装置组成，静力水准仪及无线数据采集装置固定在堆场地面上；在轨道海侧端布置一台静力水准仪，该静力水准仪用于作为监测轨道沉降的基准点，因此其要求基础密实不沉降，下方基础结构采用桩基进行支撑；在轨道侧面布置一排静力水准仪，相邻2个静力水准仪的间距大约50m，该一排静力水准仪安装在堆场地面上，与轨道相同基础，当堆场地面沉降时轨道将同步沉降，从而使得该一排静力水准仪可实时监测轨道沉降变化情况；所有静力水准仪通过数据线进行连接，然后接入设置在堆场陆侧端的无线数据采集装置；无线数据采集装置包括电源、存储器、无线数据传输器，电源为无线数据采集装置提供动力，存储器用于监测数据的存储，无线数据传输器用于将存储器内的监测数据传送至后方监控系统；堆场上每条轨道布置一套独立的现场监控系统，系统间相互并行；
所述数据无线传送系统主要为信号塔，通过信号塔的GPRS网络接收现场监控系统中无线数据采集装置发出的信号，接着后方监控系统中的无线数据接收装置接收信号塔发出的信号，实现了监测数据从现场转移至后方；
所述后方监控系统包括无线数据接收装置、数据处理装置及监控中心；无线数据接收装置用于接收来自信号塔中无线数据采集装置发出的信号；数据处理装置为对无线数据接收装置的数据进行分析、处理后，按要求菜单格式输出至监控中心；监控中心用于显示每套现场监控系统反馈的轨道沉降数据变化情况，并跟轨道式龙门起重机的容许度进行实时对比，当发现轨道沉降接近轨道式龙门起重机的容许度时，提前进行预警。
更进一步，所述监控中心也可以对轨道沉降的监控数据进行分析处理。
本发明的另一种技术方案：
港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测方法，当轨道发生沉降时，轨道海侧端的基准点静力水准仪仍处于初始设定位，而跟轨道同基础并布置在轨道侧面的一排静力水准仪中的各静力水准仪将出现沉降，通过各静力水准仪测得任意时刻各监测点静力水准仪相对于基准点静力水准仪的相对高差，即可得出该监测点的轨道沉降值；并跟轨道式龙门起重机的容许度进行实时对比，当发现轨道沉降接近轨道式龙门起重机的容许度时，提前进行预警。
本发明的港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统是一种新型的轨道沉降观测方式，可极大地提高检测效率和降低检测成本，具有非常好的发展前景和市场应用空间。
附图说明
图1为港口自动化集装箱堆场布置平面示意图。
图2为图1所示的纵断面A-A示意图。
图3为图1所示的横断面B-B示意图。
图4为本发明的监测点布置示意图。
图5为本发明的无线数据采集装置结构示意图。
图6为图2所示的轨道纵向C部放大示意图。
图7为本发明的结构示意图。
图8为本发明的沉降发生时监测点布置示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1、图2和图3，港口自动化集装箱堆场采用轨道垂直于码头布置，码头上配置了多台岸桥，对靠泊在码头前沿的集装箱船舶进行作业。集装箱通过AGV运至后方堆场，通过堆场上配置轨道式龙门起重机1进行作业。轨道2安装在堆场上，轨道式龙门起重机1行走在轨道2上。堆场海侧端为AGV停放区，陆侧端为集卡停放区，整个堆场采用无人化操作。
港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统由三部分组成，第一部分为现场监测系统，第二部分为数据无线传送系统，第三部分为后方监控系统。
参见图4、图5、图6和图7，现场监控系统由静力水准仪4、数据线6及无线数据采集装置7组成，静力水准仪4及无线数据采集装置7固定在堆场地面3上。在轨道2海侧端布置一台静力水准仪4，该静力水准仪4用于作为监测轨道2沉降的基准点，因此其要求基础密实不沉降，下方基础结构采用桩基41进行支撑。在轨道2侧面布置一排静力水准仪5，相邻两个静力水准仪4的间距大约50m，该一排静力水准仪5安装在堆场地面3上，与轨道2相同基础，当堆场地面3沉降时轨道2将同步沉降，从而使得该一排静力水准仪5可实时监测轨道2沉降变化情况。所有静力水准仪4通过数据线6进行连接，然后接入设置在堆场陆侧端的无线数据采集装置7。无线数据采集装置7包括电源71、存储器72、无线数据传输器73，电源71为无线数据采集装置7提供动力，存储器72用于监测数据的存储，无线数据传输器73用于将存储器72内的监测数据传送至后方监控系统。堆场上每条轨道2布置一套独立的现场监控系统，系统间为相互并行。
参见图7，数据无线传送系统主要为信号塔11，通过信号塔11的GPRS网络接收现场监控系统中无线数据采集装置7发出的信号，接着后方监控系统中的无线数据接收装置8接收信号塔11发出的信号，实现了监测数据从现场转移至后方。
参见图7，后方监控系统包括无线数据接收装置8、数据处理装置9及监控中心10。无线数据接收装置8用于接收来自信号塔11中无线数据采集装置7发出的信号。数据处理装置9为对无线数据接收装置8的数据进行分析、处理后，按要求菜单格式输出至监控中心10。监控中心10用于显示每套现场监控系统反馈的轨道2沉降数据变化情况，并可跟轨道式龙门起重机1的容许度进行实时对比，当发现轨道2沉降接近轨道式龙门起重机1的容许度（轨顶高差不大于±10mm）时，提前进行预警。监控中心10也可以对轨道2沉降的监控数据进行分析处理等。
实施例2
具体监测方法：参见图6和图8，当堆场地面3沉降时，安装在堆场地面3上的轨道2将同步沉降，轨道2海侧端的基准点静力水准仪4仍处于初始设定位，而跟轨道2同基础并布置在轨道2侧面的一排静力水准仪5中的各静力水准仪51、52……5n-2、5n-1、5n将出现沉降，通过各静力水准仪51、52……5n-2、5n-1、5n测得任意时刻各监测点静力水准仪51、52……5n-2、5n-1、5n相对于基准点静力水准仪4的相对高差，即可得出该监测点对应位置的轨道2沉降值；并跟轨道式龙门起重机1的容许度进行实时对比，当发现轨道2沉降接近轨道式龙门起重机1的容许度时，提前进行预警。
本发明的港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统及方法可避免人工进场监测对生产作业造成的影响，为港口自动化集装箱堆场轨道沉降观测提供一个更为经济、高效、智能的监测模式，可为港口创造更大的经济价值。
Claims (3)
1.港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统，其特征在于：其由现场监测系统、数据无线传送系统和后方监控系统组成；
所述现场监控系统由静力水准仪、数据线及无线数据采集装置组成，静力水准仪及无线数据采集装置固定在堆场地面上；在轨道海侧端布置一台静力水准仪，该静力水准仪用于作为监测轨道沉降的基准点，因此其要求基础密实不沉降，下方基础结构采用桩基进行支撑；在轨道侧面布置一排静力水准仪，相邻2个静力水准仪的间距大约50m，该一排静力水准仪安装在堆场地面上，与轨道相同基础，当堆场地面沉降时轨道将同步沉降，从而使得该一排静力水准仪实时监测轨道沉降变化情况；所有静力水准仪通过数据线进行连接，然后接入设置在堆场陆侧端的无线数据采集装置；无线数据采集装置包括电源、存储器、无线数据传输器，电源为无线数据采集装置提供动力，存储器用于监测数据的存储，无线数据传输器用于将存储器内的监测数据传送至后方监控系统；堆场上每条轨道布置一套独立的现场监控系统，系统间相互并行；
所述数据无线传送系统主要为信号塔，通过信号塔的GPRS网络接收现场监控系统中无线数据采集装置发出的信号，接着后方监控系统中的无线数据接收装置接收信号塔发出的信号，实现了监测数据从现场转移至后方；
所述后方监控系统由无线数据接收装置、数据处理装置及监控中心组成；无线数据接收装置用于接收来自信号塔中无线数据采集装置发出的信号；数据处理装置为对无线数据接收装置的数据进行分析、处理后，按要求菜单格式输出至监控中心；监控中心用于显示每套现场监控系统反馈的轨道沉降数据变化情况，并跟轨道式龙门起重机的容许度进行实时对比，当发现轨道沉降接近轨道式龙门起重机的容许度时，提前进行预警。
2.如权利要求1所述的港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统，其特征在于：所述监控中心对轨道沉降的监控数据进行分析处理。
3.如权利要求1－2任意一项所述的港口自动化集装箱堆场轨道沉降在线监测系统，其监测方法为：当轨道发生沉降时，轨道海侧端的基准点静力水准仪仍处于初始设定位，而跟轨道同基础并布置在轨道侧面的一排静力水准仪中的各静力水准仪将出现沉降，通过各静力水准仪测得任意时刻各监测点静力水准仪相对于基准点静力水准仪的相对高差，即可得出该监测点的轨道沉降值；并跟轨道式龙门起重机的容许度进行实时对比，当发现轨道沉降接近轨道式龙门起重机的容许度时，提前进行预警。
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| CN110807250A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-18 | 扬州大学 | 一种基于敏度矢量妥协与竞争关系的起重机健康监测方法 |
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2017
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