CN110182619B - 一种桥式卸船机控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种桥式卸船机控制系统及方法，该系统包括互相之间通信连接的中心计算控制单元和多个桥机，其中，中心计算控制单元能够根据扫描图像数据、基本数据、第一桥机的位置信息和第二桥机的位置信息计算被卸船的重心数据、第一桥机的第一卸载配置信息和第二桥机的第二卸载配置信息，并将重心数据和第一卸载配置信息发送至第一桥机，将重心数据和第二卸载配置信息发送至第二桥机，以对第一桥机和第二桥机进行协同控制，如此，提高了船舶卸货的效率和安全性。

Description

一种桥式卸船机控制系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，具体而言，涉及一种桥式卸船机控制系统及方法。

背景技术

桥式卸船机是置抓取物料的卸船设备。随着全球经济化，各国之间海上贸易来往频繁，这对桥式卸船机的工作效率提出了更高的要求，但是现有的对桥式卸船机的控制技术难以实现高效、安全的船舶卸货。

发明内容

为了至少克服现有技术中的上述不足，本发明的目的之一在于提供一种桥式卸船机控制系统及方法。

本发明实施例提供了一种桥式卸船机控制系统，包括：互相之间通信连接的中心计算控制单元和多个桥机，所述中心计算控制单元存储有所述多个桥机中每个桥机的卸货能力数据和位置信息；

所述中心计算控制单元用于获取被卸船的基本数据，根据所述基本数据、多个所述卸货能力数据和多个所述位置信息生成卸货指令，将所述卸货指令发送至第一桥机和第二桥机以启动所述第一桥机和所述第二桥机；其中，所述第一桥机为所述多个桥机中距离所述被卸船最近的桥机，所述第二桥机为所述多个桥机中与所述第一桥机相邻的桥机；

所述第一桥机用于接收所述卸货指令，根据所述卸货指令进行启动并对所述被卸船进行扫描以得到所述被卸船的扫描图像数据，将所述扫描图像数据发送至所述中心计算控制单元和所述第二桥机；所述第二桥机用于接收所述卸货指令并根据所述卸货指令进行启动；

所述中心计算控制单元用于接收所述扫描图像数据，根据所述扫描图像数据、所述基本数据、所述第一桥机的位置信息和所述第二桥机的位置信息计算所述被卸船的重心数据、所述第一桥机的第一卸载配置信息和所述第二桥机的第二卸载配置信息；将所述重心数据和所述第一卸载配置信息发送至所述第一桥机，将所述重心数据和所述第二卸载配置信息发送至所述第二桥机；

所述第一桥机用于接收所述重心数据和所述第一卸载配置信息，根据所述重心数据和所述第一卸载配置信息对所述被卸船进行卸货，所述第二桥机用于接收所述重心数据和所述第二卸载配置信息，根据所述重心数据和所述第二卸载配置信息对所述被卸船进行卸货。

可选地，在对所述被卸船进行卸货的过程中，所述第一桥机用于对所述被卸船进行扫描以获取第一扫描数据，根据所述第一扫描数据计算得到所述被卸船的第一重心变化值，将所述第一重心变化值发送至所述第二桥机以使所述第二桥机根据所述第一重心变化值对所述第二卸载配置信息进行调整。

可选地，在对所述被卸船进行卸货的过程中，所述第二桥机用于对所述被卸船进行扫描以获取第二扫描数据，根据所述第二扫描数据计算得到所述被卸船的第二重心变化值，将所述第二重心变化值发送至所述第一桥机以使所述第一桥机根据所述第二重心变化值对所述第一卸载配置信息进行调整。

可选地，在对所述被卸船进行卸货的过程中，所述第一桥机用于对所述被卸船进行扫描以获取第一扫描数据并将所述第一扫描数据发送至所述中心计算控制单元，所述第二桥机用于对所述被卸船进行扫描以获取第二扫描数据并将所述第二扫描数据发送至所述中心计算控制单元；

所述中心计算控制单元用于接收所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据计算得到所述被卸船的第三重心变化值，根据所述第三重心变化值生成第一调整指令和第二调整指令；将所述第一调整指令发送至所述第一桥机以使所述第一桥机根据所述第一调整指令对所述第一卸载配置信息进行调整，将所述第二调整指令发送至所述第二桥机以使所述第二桥机根据所述第二调整指令对所述第二卸载配置信息进行调整；

其中，所述第一卸载配置信息包括第一卸船边界、第一卸船点、第一卸船轨迹和第一开始时刻，所述第二卸载配置信息包括第二卸船边界、第二卸船点、第二卸船轨迹和第二开始时刻。

可选地，所述第一桥机还用于将所述第一扫描数据以及调整后的第一卸载配置信息发送至所述第二桥机，所述第二桥机还用于将所述第二扫描数据以及调整后的第二卸载配置信息发送至所述第一桥机。

可选地，当所述第一桥机和所述第二桥机均与所述中心计算控制单元断开通信连接时，所述第一桥机用于根据接收到的第二扫描数据和所述调整后的第二卸载配置信息计算出第一安全边界，所述第二桥机用于根据接收到的第一扫描数据和所述调整后的第一卸载配置信息计算出第二安全边界；所述第一桥机用于在移动到所述第一安全边界处时停止作业，所述第二桥机用于在移动到所述第二安全边界处时停止作业。

可选地，所述基本数据包括所述被卸船的尺寸、货物属性、停靠位置和卸货时长；所述中心计算控制单元通过以下方式实现根据所述基本数据、多个所述卸货能力数据和多个所述位置信息生成卸货指令：

所述中心计算控制单元基于所述停靠位置以及多个所述位置信息从所述多个桥机中查找出与所述被卸船距离最近的至少一个桥机；

根据所述尺寸、所述货物属性、所述卸货时长和所述至少一个桥机的卸货能力数据生成卸货指令；其中，所述至少一个桥机包括第一桥机和第二桥机；

本发明实施例还提供了一种桥式卸船机控制方法，应用于上述卸船机控制系统，所述卸船机控制系统包括互相之间通信连接的中心计算控制单元和多个桥机，所述中心计算控制单元存储有所述多个桥机中每个桥机的卸货能力数据和位置信息，所述方法包括：

所述中心计算控制单元获取被卸船的基本数据，根据所述基本数据、多个所述卸货能力数据和多个所述位置信息生成卸货指令，将所述卸货指令发送至第一桥机和第二桥机以启动所述第一桥机和所述第二桥机；其中，所述第一桥机为所述多个桥机中距离所述被卸船最近的桥机，所述第二桥机为所述多个桥机中与所述第一桥机相邻的桥机；

所述第一桥机接收所述卸货指令，根据所述卸货指令进行启动并对所述被卸船进行扫描以得到所述被卸船的扫描图像数据，将所述扫描图像数据发送至所述中心计算控制单元和所述第二桥机；所述第二桥机接收所述卸货指令并根据所述卸货指令进行启动；

所述中心计算控制单元接收所述扫描图像数据，根据所述扫描图像数据、所述基本数据、所述第一桥机的位置信息和所述第二桥机的位置信息计算所述被卸船的重心数据、所述第一桥机的第一卸载配置信息和所述第二桥机的第二卸载配置信息；将所述重心数据和所述第一卸载配置信息发送至所述第一桥机，将所述重心数据和所述第二卸载配置信息发送至所述第二桥机；

所述第一桥机接收所述重心数据和所述第一卸载配置信息，根据所述重心数据和所述第一卸载配置信息对所述被卸船进行卸货，所述第二桥机接收所述重心数据和所述第二卸载配置信息，根据所述重心数据和所述第二卸载配置信息对所述被卸船进行卸货。

可选地，所述方法还包括：

在对所述被卸船进行卸货的过程中，

所述第一桥机对所述被卸船进行扫描以获取第一扫描数据，根据所述第一扫描数据计算得到所述被卸船的第一重心变化值，将所述第一重心变化值发送至所述第二桥机以使所述第二桥机根据所述第一重心变化值对所述第二卸载配置信息进行调整，

所述第二桥机对所述被卸船进行扫描以获取第二扫描数据，根据所述第二扫描数据计算得到所述被卸船的第二重心变化值，将所述第二重心变化值发送至所述第一桥机以使所述第一桥机根据所述第二重心变化值对所述第一卸载配置信息进行调整。

可选地，所述方法还包括：

在对所述被卸船进行卸货的过程中，所述第一桥机对所述被卸船进行扫描以获取第一扫描数据并将所述第一扫描数据发送至所述中心计算控制单元，所述第二桥机对所述被卸船进行扫描以获取第二扫描数据并将所述第二扫描数据发送至所述中心计算控制单元；

所述中心计算控制单元接收所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据计算得到所述被卸船的第三重心变化值，根据所述第三重心变化值生成第一调整指令和第二调整指令；将所述第一调整指令发送至所述第一桥机以使所述第一桥机根据所述第一调整指令对所述第一卸载配置信息进行调整，将所述第二调整指令发送至所述第二桥机以使所述第二桥机根据所述第二调整指令对所述第二卸载配置信息进行调整；

其中，所述第一卸载配置信息包括第一卸船边界、第一卸船点、第一卸船轨迹和第一开始时刻，所述第二卸载配置信息包括第二卸船边界、第二卸船点、第二卸船轨迹和第二开始时刻；

所述第一桥机将所述第一扫描数据以及调整后的第一卸载配置信息发送至所述第二桥机，所述第二桥机将所述第二扫描数据以及调整后的第二卸载配置信息发送至所述第一桥机；

当所述第一桥机和所述第二桥机均与所述中心计算控制单元断开通信连接时，所述第一桥机根据接收到的第二扫描数据和所述调整后的第二卸载配置信息计算出第一安全边界，所述第二桥机根据接收到的第一扫描数据和所述调整后的第一卸载配置信息计算出第二安全边界；其中，所述第一桥机在移动到所述第一安全边界处时停止作业，所述第二桥机在移动到所述第二安全边界处时停止作业。

本发明实施例所提供的一种桥式卸船机控制系统及方法，中心计算控制单元能够根据扫描图像数据、基本数据、第一桥机的位置信息和第二桥机的位置信息计算被卸船的重心数据、第一桥机的第一卸载配置信息和第二桥机的第二卸载配置信息，并将重心数据和第一卸载配置信息发送至第一桥机，将重心数据和第二卸载配置信息发送至第二桥机，以对第一桥机和第二桥机进行协同控制，如此，提高了船舶卸货的效率和安全性。

进一步地，第一桥机能够将计算得到的第一重心变化值发送至第二桥机以使第二桥机根据第一重心变化值对第二卸载配置信息进行调整，第二桥机也能够将计算得到的第二重心变化值发送至第一桥机以使第一桥机根据第二重心变化值对第一卸载配置信息进行调整，如此，能够确保第一桥机和第二桥机能够实时获取对方的工作状态，保证被卸船在卸货过程中能够保持重心，确保被卸船的安全，并且能够有效提高卸货效率。

进一步地，第一桥机和第二桥机能够将各自扫描得到的第一扫描数据和第二扫描数据发送至中心计算控制单元，在中心计算控制单元的统一调配下独立完成工作，能够在确保被卸船在卸货过程中保持重心的前提下有效提高卸货效率。

进一步地，当第一桥机和第二桥机均与中心计算控制单元断开通信连接时，第一桥机能够根据接收到的第二扫描数据和调整后的第二卸载配置信息计算出第一安全边界，第二桥机能够根据接收到的第一扫描数据和调整后的第一卸载配置信息计算出第二安全边界，第一桥机在移动到第一安全边界处时停止作业，第二桥机在移动到第二安全边界处时停止作业，如此，能够提高整个卸货过程中的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种桥式卸船机控制系统的结构框图。

图2为本发明实施例所提供的一种桥式卸船机控制方法的流程图。

图标：

100-桥式卸船机控制系统；

1-地面控制中心设备；11-中心计算控制单元；12-远程管理操作终端；13-系统监控维护单元；

21-防火墙；22-外部数据源；

3-工业控制网络；

4-第一桥机；41-第一桥机计算控制单元；42-第一桥机通信模块；43-第一定位模块；44-第一伺服模块；45-第一故障诊断模块；46-第一扫描传感器模块；47-第一视频传感器模块；

5-第二桥机；51-第二桥机计算控制单元；52-第二桥机通信模块；53-第二定位模块；54-第二伺服模块；55-第二故障诊断模块；56-第二扫描传感器模块；57-第二视频传感器模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

发明人经调查发现，现有的对桥式卸船机的控制技术难以实现高效、安全的船舶卸货。

目前ABB公司的抓斗式桥式卸船机全自动解决方案中，只有单台抓斗式桥式卸船机通过激光扫描及防撞的方式进行单机自动化作业的方案(且未投用)，没有解决多台抓斗式桥式卸船机协同对同一条散货船舶进行卸载的技术方案。

此外，上海振华在2018年12月开始，在太仓港鑫海码头进行了单台抓斗式桥式卸船机通过激光扫描及防撞的方式进行单机自动化作业的试验(目前处于调试阶段)，但未涉及多台抓斗式桥式卸船机协同对同一条散货船舶进行卸载的技术方案描述。

单台抓斗式桥式卸船机采用ABB或振华的技术方案对一条散货船舶进行卸载在技术上无障碍，但其作业效率仅限于本机的最大效率，当单台抓斗式桥式卸船机无法满足用户对一条船舶及时卸载的时间要求时，若使用上述两家公司技术方案的两台自动抓斗式桥式卸船机同时对一条散货船舶进行卸载，会导致两台卸船机作业相互干扰(起始位置、防撞等安全措施的原因)，影响作业效率，且因各自通过自身激光扫描的数据计算船舶的重心与实际值发生偏差(相互无法动态获取另外一台抓斗式桥式卸船机的工作状态)，最后会导致船舶在货物卸载过程中的重心偏移而直接影响被卸载船舶的自身安全。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种桥式卸船机控制系统及方法，能够有效提高船舶卸货的效率和安全性。

图1示出了本发明实施例所提供的一种桥式卸船机控制系统100的结构框图，有图可见，该桥式卸船机控制系统100包括地面控制中心设备1和多个桥机(本实施例中以第一桥机4和第二桥机5为例)。进一步地，地面控制中心设备1包括中心计算控制单元11、远程管理操作终端12和系统监控维护终端13，其中，中心计算控制单元11、远程管理操作终端12和系统监控维护终端13通过工业控制网络3实现互相之间的通信连接，第一桥机4和第二桥机5通过工业控制网络3实现与中心计算控制单元11的通信连接，进一步地，第一桥机4和第二桥机5之间也存在通信连接。此外，外部数据源22通过防火墙21接入工业控制网络3，防火墙21能够确保地面控制中心设备1、第一桥机4和第二桥机5安全地与外部数据源22进行数据交互。

进一步地，中心计算控制单元11用于对获取的外部数据、远程管理操作终端12发出的操作控制指令、桥机反馈的各种数据、系统监控维护终端13发出的操作指令进行计算，将结果发送给相应的终端、桥机和外部系统，故障导向安全。远程管理操作终端12用于通过中心计算控制单元11获取生产需要的相关数据，或手动输入生产需要实时调整的参数，提供桥机自动进行作业的参数设定，实时监视桥机工作状态，根据系统提供的现场状态报告人工接管桥机运行，临时变更作业方案。系统监控维护终端13用于获取桥机及中心计算控制单元11相关工作状态、告警信息，按不同等级以声、光、邮件等形式提醒维护人员，进行系统及终端模拟测试，调整各项参数，升级系统软件等。

请继续参阅图1，第一桥机4包括第一桥机计算控制单元41、第一桥机通信模块42、第一定位模块43、第一伺服模块44、第一故障诊断模块45、第一扫描传感器模块46和第一视频传感器模块47，其中，第一桥机计算控制单元41分别与第一桥机通信模块42、第一定位模块43、第一伺服模块44、第一故障诊断模块45、第一扫描传感器模块46和第一视频传感器模块47通信连接，第一桥机通信模块42通信连接于工业控制网络3。第二桥机5包括第二桥机计算控制单元51、第二桥机通信模块52、第二定位模块53、第二伺服模块54、第二故障诊断模块55、第二扫描传感器模块56和第二视频传感器模块57，其中，第二桥机计算控制单元51分别与第二桥机通信模块52、第二定位模块53、第二伺服模块54、第二故障诊断模块55、第二扫描传感器模块56和第二视频传感器模块57通信连接，第二桥机通信模块52通信连接于工业控制网络3，此外，第一桥机通信模块42与第二桥机通信模块52通信连接。

第一桥机计算控制单元41负责接受中心计算控制单元11发出的各项指令，通过与自身各模块发送的数据及相邻桥机发送的数据进行计算，按要求驱动第一伺服模块44来控制第一桥机4动作，并反馈执行结果，故障导向安全。

第一桥机通信模块42负责相邻桥机间通信，桥机运行过程中在与中心计算控制单元11通信的同时同步与相邻桥机的计算控制单元进行通信，确保桥机在抓取物料时船舱物料的变化信息能及时传送到相邻桥机计算控制单元，从而确保多台桥机在中心计算控制单元控制下同时对一条船进行卸料操作时不会出现船舶倾覆的情况发生。

第一定位模块43负责产生桥机大车、小车、抓斗等移动设备的位置信息，实时发送给第一桥机计算控制单元41，为其控制第一伺服模44块动作提供依据。

第一伺服模块44根据第一桥机计算控制单元41计算出的结果，通过伺服传感器驱动第一桥机4的机电设备动作，完成控制意图，同时进行电气隔离。

第一故障诊断模块45用于检索设备运行状态，发现异常及时向中心计算控制单元11、第一桥机计算控制单元41发布数据，同时接受系统监控维护终端13通过中心计算控制单元11发出的故障诊断指令并反馈结果。

第一扫描传感器模块46用于通过激光、毫米波等手段，扫描船舶货物分布及变化情况，将数据实时发送给第一桥机计算控制单元41，为其控制第一伺服模块44动作提供依据。

第一视频传感器模块47通过高清视频为远程操作人员提供实时监控，同时与第一扫描传感器模块46结合提供抓斗运动边界安全数据，将该数据实时提供给第一桥机计算控制单元41，为其控制第一伺服模块44动作提供依据。

可以理解，由于第二桥机计算控制单元51、第二桥机通信模块52、第二定位模块53、第二伺服模块54、第二故障诊断模块55、第二扫描传感器模块56和第二视频传感器模块57的功能与上述所描述的功能类似，因此在此不作更多说明。

可以理解，该方案通过互相之间通信连接的中心计算控制单元11、第一桥机4和第二桥机的互相协作，能够高效、安全地进行船舶卸货。

图2示出了本发明实施例所提供的一种桥式卸船机控制方法的流程图，应用于图1所示的桥式卸船机控制系统100，下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S21，中心计算控制单元获取被卸船的基本数据，根据基本数据、多个卸货能力数据和多个位置信息生成卸货指令，将卸货指令发送至第一桥机和第二桥机。

应当理解，在本实施例中，中心计算控制单元11与多个桥机通信连接，中心控制单元11存储有通信连接的多个桥机中每个桥机的卸货能力数据和位置信息，其中，卸货能力数据可以理解为卸货速率(进度)。

作业开始时，工作人员可以启动远程管理操作终端12，查看外部数据源提供的即将到达的船舶(被卸船)的相关信息，根据相关信息的完整程度进行相应补录，然后将被卸船的完整信息发送至中心计算控制单元11，在本实施例中，被卸船的基本数据可以理解为远程管理操作终端12发送的被卸船的完整信息。

具体地，被卸船的基本数据可以包括被卸船的尺寸、货物属性、停靠位置和卸货时长等。

中心计算控制单元11在获取了被卸船的基本数据之后，基于被卸船的停靠位置和多个桥机的位置信息从多个桥机中查找出与被卸船距离最近的至少一个桥机，然后根据被卸船的尺寸、货物属性、卸货时长和至少一个桥机的卸货能力数据生成对应的卸货指令，换句话说，若根据被卸船的尺寸、货物属性、卸货时长和至少一个桥机的卸货能力数据分析出只需要一个桥机即可在卸货时长内完成卸货，那么中心计算控制单元11只需要将卸货指令发送给对应的这一个桥机，若根据被卸船的尺寸、货物属性、卸货时长和至少一个桥机的卸货能力数据分析出需要n个桥机才能在卸货时长内完成卸货，那么中心计算控制单元11需要将卸货指令发送给这n个桥机。在本实施例中，以第一桥机4和第二桥机5为例，换句话说，根据被卸船的尺寸、货物属性、卸货时长和至少一个桥机的卸货能力数据分析出需要第一桥机4和第二桥机5协同作业才能在卸货时长内完成卸货。

进一步地，中心计算控制单元11将卸货指令分别发送至第一桥机4和第二桥机5。

在本实施例中，第一桥机4为至少一个桥机中距离被卸船最近的桥机，第二桥机5为至少一个桥机中与第一桥机4相邻的桥机。

步骤S22，第一桥机接收卸货指令，根据卸货指令进行启动并对被卸船进行扫描以得到被卸船的扫描图像数据，将扫描图像数据发送至中心计算控制单元和第二桥机，第二桥机接收扫描图像数据和卸货指令并根据卸货指令进行启动。

可以理解，第一桥机通信模块42和第二桥机通信模块52分别接收卸货指令，第一桥机通信模块42将卸货指令发送至第一桥机计算控制单元41进行处理，第二桥机通信模块52将卸货指令发送至第二桥机计算控制单元52。在本实施例中，距离被卸船最近的桥机(第一桥机4)优先启动，第一桥机计算控制单元41通过相应的计算控制第一桥机通信模块42、第一定位模块43、第一伺服模块44、第一故障诊断模块45、第一扫描传感器模块46和第一视频传感器模块47协同作用完成相应作业，在本实施例中，对每个模块的具体作用不作详细说明，对第一桥机4、第二桥机5和中心计算控制单元11的协同作用进行说明。

进一步地，第一桥机4启动之后，对被卸船进行扫描以得到待协船的扫描图像数据(三维图像)，并将扫描图像数据发送至中心计算控制单元11和第二桥机5。

可选地，第一桥机4和第二桥机5之间会交换位置信息，进行避撞。

步骤S23，中心计算控制单元接收扫描图像数据，根据扫描图像数据、基本数据、第一桥机的位置信息和第二桥机的位置信息计算被卸船的重心数据、第一桥机的第一卸载配置信息和第二桥机的第二卸载配置信息，将重心数据和第一卸载配置信息发送至第一桥机，将重心数据和第二卸载配置信息发送至第二桥机。

中心计算控制单元11在接收到扫描图像数据之后，会将扫描图像数据和之前的基本数据进行对比，并在此进行计算，具体地，中心计算控制单元11根据基本数据、扫描图像数据、第一桥机4的位置信息和第二桥机5的位置信息计算出待卸载船的安全数据，在本实施例中，安全数据包括但不限于重心数据，在计算出重心数据以及相应的安全冗余值之后，进一步计算出第一桥机4的第一卸载配置信息和第二桥机5的第二卸载配置信息。

在本实施例中，第一卸载配置信息包括第一卸船边界、第一卸船点、第一卸船轨迹和第一开始时刻等，第二卸载配置信息包括第二卸船边界、第二卸船点、第二卸船轨迹和第二开始时刻等。

进一步地，中心计算控制单元11将第一卸载配置信息和第二卸载配置信息分别下发至第一桥机4和第二桥机5。

步骤S24，第一桥机接收重心数据和第一卸载配置信息，根据重心数据和第一卸载配置信息对被卸船进行卸货，第二桥机接收重心数据和第二卸载配置信息，根据重心数据和第二卸载配置信息对被卸船进行卸货。

在本实施例中，第一桥机4、第二桥机5和中心计算控制单元11在卸货过程中互相协作，如此，能够有效提高卸货效率且能够保证卸货过程中被卸船的稳定性，避免侧翻。

在本实施例中，第一桥机4、第二桥机5和中心计算控制单元11之间的协同作业可以分为以下三种情况：

情况A：

第一桥机4和第二桥机5在对被卸船进行卸货的过程中，第一桥机4和第二桥机5的子模块全部开启。其中，第一桥机4在其作业范围内对被卸船进行实时动态扫描以获得第一扫描数据，根据第一扫描数据计算得到被卸船的第一重心变化值，第一桥机4将计算得到的第一重心变化值实时发送至第二桥机5，使第二桥机5根据第一重心变化值对第二卸载配置信息进行调整，换句话说，第二桥机5可以根据第一重心变化值对自身的作业状态(卸货速度、卸货顺序、作业范围、工作轨迹、工作进度等)进行调整，进而确保被卸船在整个卸货过程中保持重心的稳定，避免侧翻或者发生其他安全事故。

进一步地，第二桥机5也会在其作业范围内对被卸船进行实时动态扫描以获得第二扫描数据，根据第二扫描数据计算得到被卸船的第二重心变化值，第二桥机5将计算得到的第二重心变化值实时发送至第一桥机4，使第一桥机4根据第二重心变化值对第一卸载配置信息进行调整。

由于货物属性、海上风浪等不定因素的影响，会使得卸货过程中卸货区域乃至整个被卸船的重心出现巨大的变化，第一桥机4和第二桥机5在卸货过程中始终保持数据共享并基于共享的数据在卸货过程中动态调整作业状态，如此，能够保证第一桥机4和第二桥机5各自卸货区域的重心的动态平衡，进而保证整个被卸船在卸货过程中的重心平衡。

可以理解，情况A主要用于说明第一桥机4和第二桥机5之间的协同作用。

情况B：

进一步地，第一桥机4、第二桥机5和中心计算控制单元11之间也可以协同作用。在对被卸船进行卸货的过程中，第一桥机4对被卸船进行扫描以获取第一扫描数据并将第一扫描数据发送至中心计算控制单元11，第二桥机5对被卸船进行扫描以获取第二扫描数据并将第二扫描数据发送至中心计算控制单元11。中心计算控制单元11根据第一扫描数据和第二扫描数据计算被卸船的第三重心变化值，根据第三重心变化值生成第一调整指令和第二调整指令，将第一调整指令发送至第一桥机4，将第二调整指令发送至第二桥机5。

第一桥机4和第二桥机5分别根据第一调整指令和第二调整指令对自身的工作进度、工作轨迹等进行调整，进而确保被卸船的重心的稳定。

情况C：

在被卸船进行卸货的过程中，可能出现第一桥机4和第二桥机5与重心计算控制单元11断开通信连接的情况，在这种情况下，由于第一桥机4和第二桥机5之间存在通信连接，第一桥机4和第二桥机5可以互相交换各自的扫描数据和作业数据，并分别计算出各自的安全边界(不会对设备及人员造成安全影响的最大作业范围)，然后基于各自的安全边界继续进行作业。

例如，第一桥机4根据接收到的第二扫描数据和调整后的第二卸载配置信息计算出第一安全边界，第二桥机5根据接收到的第一扫描数据和调整后的第一卸载配置信息计算出第二安全边界，当第一桥机4在作业过程中移动到第一安全边界处时停止作业，当第二桥机5在作业过程中移动到第二安全边界处时停止作业，如此，能够提高整个卸货过程中的安全性和可靠性。

综上，本发明实施例提供的一种桥式卸船机控制系统及方法，通过设置安全的通信网络，确保多台桥机与中心计算控制单元交换和共享数据的同时实现多台桥机之间的数据交换和共享，确保多台桥机能够在卸货过程中实时获取对方的工作状态，并且在中心计算控制单元的调配下独立完成工作，在整个过程中能够确保被卸船的重心稳定，确保被卸船的安全，此外，基于多台桥机的协同作业，有效提高了卸货效率。

以上所述，仅为本发明的各种实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种桥式卸船机控制系统，其特征在于，包括：互相之间通信连接的中心计算控制单元和多个桥机，所述中心计算控制单元存储有所述多个桥机中每个桥机的卸货能力数据和位置信息；

所述中心计算控制单元用于获取被卸船的基本数据，根据所述基本数据、多个所述卸货能力数据和多个所述位置信息生成卸货指令，将所述卸货指令发送至第一桥机和第二桥机以启动所述第一桥机和所述第二桥机；其中，所述第一桥机为所述多个桥机中距离所述被卸船最近的桥机，所述第二桥机为所述多个桥机中与所述第一桥机相邻的桥机；

所述第一桥机用于接收所述卸货指令，根据所述卸货指令进行启动并对所述被卸船进行扫描以得到所述被卸船的扫描图像数据，将所述扫描图像数据发送至所述中心计算控制单元和所述第二桥机；所述第二桥机用于接收所述卸货指令并根据所述卸货指令进行启动；

所述中心计算控制单元用于接收所述扫描图像数据，根据所述扫描图像数据、所述基本数据、所述第一桥机的位置信息和所述第二桥机的位置信息计算所述被卸船的重心数据、所述第一桥机的第一卸载配置信息和所述第二桥机的第二卸载配置信息；将所述重心数据和所述第一卸载配置信息发送至所述第一桥机，将所述重心数据和所述第二卸载配置信息发送至所述第二桥机；

所述第一桥机用于接收所述重心数据和所述第一卸载配置信息，根据所述重心数据和所述第一卸载配置信息对所述被卸船进行卸货，所述第二桥机用于接收所述重心数据和所述第二卸载配置信息，根据所述重心数据和所述第二卸载配置信息对所述被卸船进行卸货；

在对所述被卸船进行卸货的过程中，所述第一桥机用于对所述被卸船进行扫描以获取第一扫描数据并将所述第一扫描数据发送至所述中心计算控制单元，所述第二桥机用于对所述被卸船进行扫描以获取第二扫描数据并将所述第二扫描数据发送至所述中心计算控制单元；

所述中心计算控制单元用于接收所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据计算得到所述被卸船的第三重心变化值，根据所述第三重心变化值生成第一调整指令和第二调整指令；将所述第一调整指令发送至所述第一桥机以使所述第一桥机根据所述第一调整指令对所述第一卸载配置信息进行调整，将所述第二调整指令发送至所述第二桥机以使所述第二桥机根据所述第二调整指令对所述第二卸载配置信息进行调整；

其中，所述第一卸载配置信息包括第一卸船边界、第一卸船点、第一卸船轨迹和第一开始时刻，所述第二卸载配置信息包括第二卸船边界、第二卸船点、第二卸船轨迹和第二开始时刻；

所述第一桥机还用于将所述第一扫描数据以及调整后的第一卸载配置信息发送至所述第二桥机，所述第二桥机还用于将所述第二扫描数据以及调整后的第二卸载配置信息发送至所述第一桥机；

当所述第一桥机和所述第二桥机均与所述中心计算控制单元断开通信连接时，所述第一桥机用于根据接收到的第二扫描数据和所述调整后的第二卸载配置信息计算出第一安全边界，所述第二桥机用于根据接收到的第一扫描数据和所述调整后的第一卸载配置信息计算出第二安全边界；所述第一桥机用于在移动到所述第一安全边界处时停止作业，所述第二桥机用于在移动到所述第二安全边界处时停止作业。

2.根据权利要求1所述的桥式卸船机控制系统，其特征在于，在对所述被卸船进行卸货的过程中，所述第一桥机用于对所述被卸船进行扫描以获取第一扫描数据，根据所述第一扫描数据计算得到所述被卸船的第一重心变化值，将所述第一重心变化值发送至所述第二桥机以使所述第二桥机根据所述第一重心变化值对所述第二卸载配置信息进行调整。

3.根据权利要求1所述的桥式卸船机控制系统，其特征在于，在对所述被卸船进行卸货的过程中，所述第二桥机用于对所述被卸船进行扫描以获取第二扫描数据，根据所述第二扫描数据计算得到所述被卸船的第二重心变化值，将所述第二重心变化值发送至所述第一桥机以使所述第一桥机根据所述第二重心变化值对所述第一卸载配置信息进行调整。

4.根据权利要求1所述的桥式卸船机控制系统，其特征在于，所述基本数据包括所述被卸船的尺寸、货物属性、停靠位置和卸货时长；所述中心计算控制单元通过以下方式实现根据所述基本数据、多个所述卸货能力数据和多个所述位置信息生成卸货指令：

所述中心计算控制单元基于所述停靠位置以及多个所述位置信息从所述多个桥机中查找出与所述被卸船距离最近的至少一个桥机；

根据所述尺寸、所述货物属性、所述卸货时长和所述至少一个桥机的卸货能力数据生成卸货指令；其中，所述至少一个桥机包括第一桥机和第二桥机。

5.一种桥式卸船机控制方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-4任一权项所述的卸船机控制系统，所述卸船机控制系统包括互相之间通信连接的中心计算控制单元和多个桥机，所述中心计算控制单元存储有所述多个桥机中每个桥机的卸货能力数据和位置信息，所述方法包括：

所述中心计算控制单元获取被卸船的基本数据，根据所述基本数据、多个所述卸货能力数据和多个所述位置信息生成卸货指令，将所述卸货指令发送至第一桥机和第二桥机以启动所述第一桥机和所述第二桥机；其中，所述第一桥机为所述多个桥机中距离所述被卸船最近的桥机，所述第二桥机为所述多个桥机中与所述第一桥机相邻的桥机；

所述第一桥机接收所述卸货指令，根据所述卸货指令进行启动并对所述被卸船进行扫描以得到所述被卸船的扫描图像数据，将所述扫描图像数据发送至所述中心计算控制单元和所述第二桥机；所述第二桥机接收所述卸货指令并根据所述卸货指令进行启动；

所述中心计算控制单元接收所述扫描图像数据，根据所述扫描图像数据、所述基本数据、所述第一桥机的位置信息和所述第二桥机的位置信息计算所述被卸船的重心数据、所述第一桥机的第一卸载配置信息和所述第二桥机的第二卸载配置信息；将所述重心数据和所述第一卸载配置信息发送至所述第一桥机，将所述重心数据和所述第二卸载配置信息发送至所述第二桥机；

所述第一桥机接收所述重心数据和所述第一卸载配置信息，根据所述重心数据和所述第一卸载配置信息对所述被卸船进行卸货，所述第二桥机接收所述重心数据和所述第二卸载配置信息，根据所述重心数据和所述第二卸载配置信息对所述被卸船进行卸货。

6.根据权利要求5所述的桥式卸船机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对所述被卸船进行卸货的过程中，

所述第一桥机对所述被卸船进行扫描以获取第一扫描数据，根据所述第一扫描数据计算得到所述被卸船的第一重心变化值，将所述第一重心变化值发送至所述第二桥机以使所述第二桥机根据所述第一重心变化值对所述第二卸载配置信息进行调整，

所述第二桥机对所述被卸船进行扫描以获取第二扫描数据，根据所述第二扫描数据计算得到所述被卸船的第二重心变化值，将所述第二重心变化值发送至所述第一桥机以使所述第一桥机根据所述第二重心变化值对所述第一卸载配置信息进行调整。

7.根据权利要求5所述的桥式卸船机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对所述被卸船进行卸货的过程中，所述第一桥机对所述被卸船进行扫描以获取第一扫描数据并将所述第一扫描数据发送至所述中心计算控制单元，所述第二桥机对所述被卸船进行扫描以获取第二扫描数据并将所述第二扫描数据发送至所述中心计算控制单元；

所述中心计算控制单元接收所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据计算得到所述被卸船的第三重心变化值，根据所述第三重心变化值生成第一调整指令和第二调整指令；将所述第一调整指令发送至所述第一桥机以使所述第一桥机根据所述第一调整指令对所述第一卸载配置信息进行调整，将所述第二调整指令发送至所述第二桥机以使所述第二桥机根据所述第二调整指令对所述第二卸载配置信息进行调整；

其中，所述第一卸载配置信息包括第一卸船边界、第一卸船点、第一卸船轨迹和第一开始时刻，所述第二卸载配置信息包括第二卸船边界、第二卸船点、第二卸船轨迹和第二开始时刻；

所述第一桥机将所述第一扫描数据以及调整后的第一卸载配置信息发送至所述第二桥机，所述第二桥机将所述第二扫描数据以及调整后的第二卸载配置信息发送至所述第一桥机；

当所述第一桥机和所述第二桥机均与所述中心计算控制单元断开通信连接时，所述第一桥机根据接收到的第二扫描数据和所述调整后的第二卸载配置信息计算出第一安全边界，所述第二桥机根据接收到的第一扫描数据和所述调整后的第一卸载配置信息计算出第二安全边界；其中，所述第一桥机在移动到所述第一安全边界处时停止作业，所述第二桥机在移动到所述第二安全边界处时停止作业。

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