CN108675156B - 一种地下集装箱物流地面装卸系统的布置方法 - Google Patents
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Abstract
一种地下集装箱物流地面装卸系统的布置方法，旨在提供地下集装箱物流系统中地下与地面的衔接方法。针对地下集装箱物流，地本发明提出面装卸系统的概念，用于衔接地面与地下。地面装卸系统主要分为装卸点和堆场箱区两部分，其设计及方法包括堆场箱区的容量计算与布置、装卸点的数量计算与布置。堆场箱区主要由集卡交换区、进出口箱区、AGV交换区、集卡、ASC、AGV构成，用于堆存经由装卸点装卸的集装箱。而装卸点是衔接地面与地下的重要节点，采用竖井的方式，集装箱通过地面装卸点实现地面与地下的中转，在每个地面装卸点处设置两台双吊具RMG，协同完成集装箱的装卸作业。
Description
技术领域：
本发明涉及地下集装箱物流系统，具体是一种地下集装箱物流地面装卸系统以及布置方法。
背景技术:
中国的港口货物吞吐量和集装箱吞吐量已连续十余年位居世界第一，尤其是上海港集装箱吞吐量日益增长，全球港口的集疏运系统面临着巨大的压力。为了提高港口的集疏运能力，拓展现有交通运输系统面临着土地昂贵、能源匮乏以及环境资源约束等问题，转而发展新的运输方式，利用地下空间运输集装箱成为研究的重点。
城市地下物流系统是绿色、节能的运输方式之一，利用深层地下空间地下40～50米，通过隧道或大直径的管道联结各主要地下货物转运站，并连接到货物终端处置场所，采用自动化控制方式，实现全天候、大运量、稳定、高效、节能、环保的货物运输。可作为工业区、物流中心、交通枢纽、飞机场、港口等内部或相互之间联系通道，也作为港口陆侧的集装箱运输专用系统，最大可能的减少集卡等重载卡车运输对中心城的影响。发展城市地下物流系统，尤其对于港口城市，建设地下集装箱专用运输系统，形成港城协调的集疏运新模式，对减少卡车货运尾气排放，缓解城市交通拥堵，改善城市环境等具有重要意义。
虽然关于地下集装箱物流系统的研究较多，但地下集装箱物流系统还处于概念设计阶段，本发明针对地下集装箱物流系统提出地面装卸系统，并给出其组成、布置方法，利用地面装卸系统中的装卸点
来连接地下物流通道与地面堆场，完成集装箱在地下与地面的中转，落地地下集装箱物流系统，以此解决港口集疏运及交通拥堵等问题。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种用于连接地下集装箱物流与地面装卸系统的布置方法，用于集装箱在地面与地下的中转，代替集装箱卡车在地面的运输，实行地面分流，达到缓解地面交通拥堵、环境污染等问题的目的。
本发明提出的地下集装箱物流地面装卸系统的布置方法，对于其他传统堆场箱区、类似起重机设备等同样适用。
本发明的目的是这样实现的。
本发明所述方法主要是针对地下集装箱物流系统，提出地面装卸系统，并给出其组成、布置方法。地面装卸系统包括装卸点和堆场箱区两部分，装卸点是连接地下集装箱物流系统中地下物流通道与地面堆场的重要设施，装卸点采用竖井的方式，利用装卸点处设置的装卸设备，完成集装箱在地下与地面的中转装卸。装卸点处设置两台双吊具RMG，分别负责进、出口集装箱的装卸车作业；堆场箱区则与装卸点对接，用于堆存经由地面装卸点装卸的集装箱，箱区的装卸设备为ASC；装卸点与堆场箱区的之间的水平运输则由AGV来完成；双吊具RMG为装卸设备轨道式龙门起重机，ASC为全自动轨道式起重机，AGV为水平运输设备自动导引小车。
本发明进一步提供地下集装箱物流地面装卸系统的布置方法，包括以下步骤：
步骤一：确定堆场箱位
（1）采集地面装卸系统堆场的相关数据：
设地面装卸系统的单向年吞吐量为W标准箱，每年工作总天数为D，集装箱在堆场的平均堆存时间为d，每天工作时间为t，而堆场集装箱不平衡系数为a，堆场容量的利用率为b，箱区内堆存的集装箱层数最高为n层；
（2）确定堆场容量：
堆场容量Ey=W×d×a／D
（3）确定堆场所需箱位：
堆场所需箱位Ns=Ey／(n×b)；
步骤二：计算地面装卸点数量
（1）采集装卸点处两台双吊具RMG作业的效率，每天工作时间为t；
（2）两台双吊具RMG装卸效率为η秒/TEU；
（3）两台台双吊具RMG每小时装卸数量m=3600/η；
（4）地面装卸系统中每小时的双向吞吐量M=2W／D／t；
（5）需要的装卸点数量为q=M／m；
步骤三：地面装卸点的布置
（1）各装卸点垂直分布在堆场内，且各装卸点之间相互独立；
（2）每个装卸点设置两台双吊具RMG，分别负责装卸点两端的堆场箱区的集装箱装卸作业；
（3）装卸点处两台双吊具RMG之间的安全距离为12米，一个40尺集装箱长约12米，装卸点两台双吊具RMG对两个40尺或四个20尺集装箱同时作业，两集装箱之间留有3米的安全距离，装卸点两端与集装箱之间也留有3米的安全距离，装卸点长度则为箱间安全距离+两端安全距离+两40尺集装箱长度，即为33米；
（4）装卸点处的两台双吊具RMG每次可对两个40尺或四个20尺集装箱进行作业，集装箱宽度约2.5米，两端的安全距离各为2米，装卸点宽度则为四个集装箱宽度+两端安全距离，即为14米。
附图说明：
图1是本发明地下集装箱物流地面装卸系统的装卸点示意图；
图2是本发明地下集装箱物流地面装卸系统的堆场箱区示意图。
附图标记如下：1-装卸点；2-装卸点左侧双吊具RMG；3-装卸点右侧双吊具RMG；4-装卸点左侧AGV支架；5-装卸点右侧AGV支架；6-装卸点左侧AGV车道；7-装卸点右侧AGV车道；8-进口箱区的AGV交换区；9-出口箱区的AGV交换区；10-进口箱区；11-出口箱区；12-进口箱区的ASC；13-出口箱区的ASC；14-进口箱区的集卡交换区；15-出口箱区的集卡交换区；
具体实施方式：
下面结合附图举例对发明做更详细地描述：
结合图1，说明了一种地面装卸系统的装卸点的布置。地面与地下的衔接采用竖井的方式，双吊具RMG上的吊具垂直升降，完成集装箱在地面与地下的装卸；双吊具RMG上的吊具提起地面集装箱后下降，放置在地下小车上；双吊具RMG上的空吊具下降，将地下小车上的集装箱提至地面，放置在一侧的AGV支架上。每个装卸点设有两台双吊具RMG协同完成集装箱的装卸作业，图1中左侧一台双吊具RMG 2可负责进口集装箱的装车作业，右侧另一台双吊具RMG 3则负责出口集装箱的卸车作业，两台双吊具RMG在作业时保持12米的安全距离，协同完成集装箱的进出口作业。当地下小车运输出口箱至装卸点 1处，横跨在装卸点上右侧的双吊具RMG 3提起地下小车上的出口箱，放置在右侧的AGV支架 5上，等待AGV提箱；AGV从右侧车道7行驶至AGV支架 5，顶起支架上的出口箱后离开；此为装卸点卸车流程。与此同时，当装载着进口箱的AGV从左侧车道6行驶至装卸点处的AGV支架 4，AGV将进口箱放置在AGV支架上后离开，等待左侧的双吊具RMG 2提箱；横跨在装卸点上左侧的双吊具RMG 2移动至一侧的AGV支架上方，提起支架 4上的进口箱；双吊具RMG 2提着进口箱移动至装卸点上方，将进口箱送至地下小车上，由地下小车运输进口箱；此为装卸点装车流程。装卸点处的两台双吊具RMG协同作业，左侧双吊具RMG 2负责从AGV支架上提取进口箱的同时，右侧双吊具RMG 3则从地下小车上提起出口箱。
结合图2，说明了一种地面装卸系统中的堆场布置。以进口集装箱为例，当装载着进口集装箱的集卡来到地面装卸系统的堆场箱区集卡停在进口箱区的集卡交换区14，等待进口箱区10内的ASC 12提箱；横跨在进口箱区的ASC 12移动到集卡上方，提起进口集装箱，放置在箱区内；此为集卡堆场收箱流程。出口箱区的ASC 13从出口箱区内提起一出口集装箱，移动至一侧集卡交换区15，将出口箱放置在空集卡上；集卡装上出口箱后离开，此为集卡堆场发箱流程。进口箱区的ASC 12从箱区内提起另一进口集装箱，移动至进口箱区的AGV交换区 8，将进口集装箱放置在AGV支架上；AGV沿车道6行驶至AGV交换区 8，顶起AGV支架上的进口箱后，行驶至地面装卸系统的装卸点1；此为AGV堆场发箱流程。当装载着出口集装箱的AGV从装卸点处行驶至出口箱区的AGV交换区9，AGV将出口箱放置在AGV支架上后离开，等待出口箱区11内的ASC 13提箱；箱区内的ASC 13移动至一侧的AGV交换区9，提起支架上的出口箱，放置在箱区内；此为AGV堆场收箱流程。
本发明为地下集装箱物流系统提出了一个地面装卸系统，以进口集装箱和出口集装箱为例，详细描述了地面装卸系统在装卸点处地面与地下中转衔接的运作流程，装卸点采用竖井的方式，每个装卸点设置两台双吊具RMG，协同完成集装箱的装卸作业，提高了地下集装箱物流系统的装卸效率；地面装卸系统的有效衔接更有助于地下集装箱物流系统的落地，实现地面交通分流，解决港口集疏运、交通拥堵等问题，因此该装卸系统的布置方法具有很好的推广前景。
Claims (2)
1.一种地下集装箱物流地面装卸系统，其特征在于：为地下集装箱物流系统提供了一个地面装卸点，将地下与地面连接起来；集装箱在地下物流通道里进行水平运输，到达目的地之后，由目的地所在的地面装卸点完成其在地下与地面的中转；所述地面装卸系统中的装卸点有多个，采用竖井的方式，每个装卸点处设置两台双吊具RMG，分别负责进、出口集装箱的装卸车作业，由双吊具RMG上的吊具垂直升降完成集装箱的装卸，衔接地下物流通道与地面堆场；所述地下集装箱物流地面装卸系统包括两个部分：装卸点和堆场箱区；堆场箱区则与装卸点对接，用于堆存经由地面装卸点装卸的集装箱；装卸点与堆场箱区的之间的水平运输则由AGV来完成；装卸流程如下：
（1）AGV在进口箱区的AGV交换区装上进口箱后，向装卸点方向行驶；
（2）装载着进口箱的AGV行驶至装卸点左侧，将进口箱放置在装卸点左侧AGV支架上；
（3）横跨在装卸点左侧双吊具RMG移动至支架上方，提起进口箱；
（4）在左侧双吊具RMG左移至AGV支架上方的过程中，右侧双吊具RMG移动至装卸点上方，右侧双吊具RMG上的吊具下降，提起地下小车上的出口集装箱，吊具上升，向右移至右侧的AGV支架上方，将出口箱放置在支架上，AGV顶走出口箱，向堆场箱区的方向行驶；
（5）同时，左侧双吊具RMG提起左侧AGV支架上的进口箱后，移至装卸点上方，将进口箱放在地下小车上，地下小车运走进口箱。
2.一种如权利要求1所述的地下集装箱物流地面装卸系统的布置方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：确定堆场箱位
（1）采集地面装卸系统堆场的相关数据：
设地面装卸系统的单向年吞吐量为W标准箱，每年工作总天数为D，集装箱在堆场的平均堆存时间为d，每天工作时间为t，而堆场集装箱不平衡系数为a，堆场容量的利用率为b，箱区内堆存的集装箱层数最高为n层；
（2）确定堆场容量：
堆场容量Ey=W×d×a／D
（3）确定堆场所需箱位：
堆场所需箱位Ns=Ey／(n×b)；
步骤二：计算地面装卸点数量
（1）采集装卸点处双台双吊具RMG作业的效率，每天工作时间为t；
（2）双台双吊具RMG装卸效率为η秒/TEU；
（3）双台双吊具RMG每小时装卸数量m=3600/η；
（4）地面装卸系统中每小时的双向吞吐量M=2W／D／t；
（5）需要的装卸点数量为q=M／m；
步骤三：地面装卸点的布置
（1）各装卸点垂直分布在堆场内，且各装卸点之间相互独立；
（2）每个装卸点设置两台双吊具RMG，分别负责装卸点两端的堆场箱区的集装箱装卸作业；
（3）根据码头运营管理条例，装卸点处两台双吊具RMG之间的安全距离为12米，一个40尺集装箱长约12米，装卸点两台双吊具RMG对两个40尺集装箱或四个20尺集装箱同时作业，两集装箱之间留有3米的安全距离，装卸点两端与集装箱之间也留有3米的安全距离，装卸点长度则为箱间安全距离+两端安全距离+两40尺集装箱长度，即为33米；
（4）装卸点处的两台双吊具RMG每次可对两个集装箱进行作业，集装箱宽度约2.5米，两端的安全距离各位2米，装卸点宽度则为四个集装箱宽度+两端安全距离，即为14米。
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