CN112897341B - 一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统，涉及港口机械技术领域；包括速度获取模块、数据库、制动模块、雷达模块、数据分析模块、声光报警器、监测模块以及人员调度模块；速度获取模块用于根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度，有效减少吊具碰撞事故发生，使吊具运行更平稳安全；同时当环境恶劣时，系统及时预警并自动启动紧急制动，提高操作员的安全意识；数据分析模块用于对距离信息进行分析，判断运行轨迹上是否存在障碍物，以进行碰撞提醒和紧急制动；同时本发明通过监测模块对操作员的操作状态进行分析，根据操作员的操繁系数合理安排操作员进行轮换休息，减少吊具碰撞事故发生，同时提高作业效率。

Description

一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统

技术领域

本发明涉及港口机械技术领域，具体涉及一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统。

背景技术

随着经济发展的全球化，国际运输的需求大大增加，以海上运输为主导的国际集装箱运输得到了快速的发展；岸边集装箱起重机(简称岸桥)是港口前沿装卸集装箱的主要设备，在岸桥的工作循环中，岸桥进行对箱、取箱、放箱的操作时间比较固定，而吊具升降和小车运行的时间会因吊具的运行轨迹不同而不同。现有岸桥作业过程中，吊具的运行轨迹由操作员操作起升手柄和小车手柄进行控制，因此吊具的运行轨迹以及运行时间完全取决于操作员对距离的判断、作业熟练程度和作业习惯；

现有技术通过人工控制吊具的运行轨迹和运行时间，在操作员注意力不集中、疲劳操作或操作经验不足以及车辆周围扬起的灰尘、水雾或视线盲区的情况下，容易导致吊具碰撞事故发生，同时无法对操作员的操作状态进行分析，根据操作员的操繁系数合理安排操作员进行轮换休息，增强操作员的安全意识，同时提高作业效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统。本发明能够环境系数HJ确定吊具对应的运行速度，消除吊具事故隐患，有效减少吊具碰撞事故发生，使吊具运行更平稳安全；同时当环境恶劣时，由于存在潜在碰撞危险，系统及时预警并自动启动紧急制动，使吊具停止运行，以防发生碰撞安全事故，提高操作员的安全意识；

本发明通过雷达模块实时监测吊具四周障碍物的距离信息，送到控制器；控制器首先通过声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施，同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；当障碍物的距离越来越近时，控制器发出指令给制动模块，对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行；起到了预防碰撞和紧急制动作用，也预防了吊具运行时安全事故的发生；

本发明通过监测模块对操作员的操作状态进行分析，根据操作员的操繁系数合理安排操作员进行轮换休息，增强操作员的安全意识，同时提高作业效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统，包括位置获取模块、控制器、环境采集模块、速度获取模块、数据库、制动模块、雷达模块、数据分析模块、声光报警器、监测模块以及人员调度模块；

所述位置获取模块用于获取吊具当前位置和目标集装箱位置，以确定吊具的运行轨迹；并将吊具的运行轨迹传输至控制器；

所述环境采集模块用于实时采集吊具外部的实时环境信息，并将实时环境信息传输至速度获取模块；所述速度获取模块用于根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度；

所述速度获取模块用于将吊具对应的运行速度传输至控制器；所述控制器用于根据所述速度获取模块确定的运行速度和所述位置获取模块确定的运行轨迹将所述吊具运行到所述目标集装箱位置；

本发明通过位置获取模块确定吊具的运行轨迹，同时通过速度获取模块根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度，当环境恶劣时，由于存在潜在碰撞危险，系统及时预警并自动启动紧急制动，使吊具停止运行，以防发生碰撞安全事故，提高操作员的安全意识；同时本发明能够环境系数HJ确定吊具对应的运行速度，消除吊具事故隐患，有效减少吊具碰撞事故发生，使吊具运行更平稳安全；

进一步地，所述雷达模块由激光雷达和超声波雷达组成，用于实时监测吊具四周障碍物的距离信息并将距离信息传输至数据分析模块，所述数据分析模块用于接收距离信息并对距离信息进行分析，判断所述运行轨迹上是否存在障碍物；具体分析步骤为：

S1：获取障碍物的实时距离信息，并将实时距离信息标记为L1；建立实时距离信息随时间变化的曲线图，并标记为障碍物距离曲线图；根据实时距离的变化情况将障碍物距离曲线图分割为上升阶段、静止阶段和下降阶段；

S2：当实时距离处于下降阶段，当L1≤第一距离阈值时，则表示运行轨迹上存在障碍物，生成提醒信号；所述数据分析模块用于将提醒信号传输至控制器，所述控制器接收到提醒信号后控制声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施；同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；

S3：当声光报警器发出警报后，继续观察障碍物距离曲线图，若实时距离仍处于下降阶段，则表示操作员没有采取必要的规避措施或规避措施效果不佳，这时存在潜在碰撞危险；当L1≤第二距离阈值时，则生成制动信号，其中第二距离阈值＜第一距离阈值；

所述数据分析模块用于将制动信号传输至控制器，所述控制器接收到制动信号后驱动控制制动模块对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行，并将吊具停止运行的时刻标记为制动时刻；当运行轨迹上的障碍物离开后达到安全距离，吊具又自动恢复到原来的运行模式；

当吊具停止运行后，若障碍物的实时距离处于静止阶段且障碍物的实时距离处于静止阶段的时长超过预设时长阈值时，则通过位置获取模块获取吊具当前位置、障碍物当前位置和目标集装箱位置，以重新确定吊具的运行轨迹；恢复吊具运行在重新确定的运行轨迹上；同时吊具的轨迹规划次数增加一；

本发明通过雷达模块实时监测吊具四周障碍物的距离信息，送到控制器；控制器首先通过声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施，同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；当障碍物的距离越来越近时，控制器发出指令给制动模块，对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行；起到了预防碰撞和紧急制动作用，也预防了吊具运行时安全事故的发生；

进一步地，在岸桥的一个工作循环中，所述监测模块与控制器通信连接，用于对制动信号进行监测，具体步骤为：

V1：在岸桥的一个工作循环中，当监测模块监测到控制器接收到制动信号时，记录此时的制动时刻；

V2：在监测到产生制动信号时自动倒计时，倒计时时长为T2时间，T2为预设值；在倒计时阶段继续对制动信号进行监测，若产生新的制动信号，则倒计时自动归为原值，重新按照T2进行倒计时；否则倒计时归零，停止计时；

V3：统计倒计时阶段制动信号出现的次数并标记为制动频次C1；

将所有的制动时刻依据时间先后顺序进行排序，将排序后的相邻两个制动时刻进行时间差计算得到单次制动间隔时长；将所有的单次制动间隔时长进行求和并取均值得到平均制动间隔时长，并标记为T2；

V4：统计倒计时阶段吊具的轨迹规划次数并标记为C2；

利用公式CF＝(C1×b1+C2×b2)/(T2×b3)计算得到操作员的操繁系数CF，其中b1、b2、b3均为系数因子；

V5：将操繁系数CF与操繁系数阈值相比较；若操繁系数CF≥操繁系数阈值，则表明操作员可能由于注意力不集中、疲劳操作或操作经验不足，导致操作状态不佳，此时生成调度信号；所述监测模块用于将调度信号经控制器传输至人员调度模块；所述人员调度模块用于接收调度信号后合理安排对应的调度人员与操作员进行轮换；本发明通过监测模块对操作员的操作状态进行分析，根据操作员的操繁系数合理安排操作员进行轮换休息，增强操作员的安全意识，同时提高作业效率；

进一步地，所述位置包括水平方向位置和垂直方向位置，所述运行轨迹为直线；所述运行速度包括水平运行速度和垂直运行速度；所述实时环境信息包括温度信息、湿度信息、气压信息、风力信息、能见度信息以及灰尘信息；所述风力信息包括风速信息和风向信息；所述灰尘信息表示为当前空气中的灰尘含量；所述障碍物包括人、车辆以及除目标集装箱以外的其他集装箱等；

进一步地，所述速度获取模块的具体工作步骤为：

步骤一：获取吊具外部的实时环境信息，将对应的温度信息标记为H1，将对应的湿度信息标记为H2，将对应的风速信息标记为H3，将对应的灰尘信息标记为H4，将对应的气压信息标记为H5，将对应的能见度信息标记为H6；

步骤二：将风速信息H3与风速阈值相比较；若H3≥风速阈值，则生成预警信号；若H3＜风速阈值，则将能见度信息H6与能见度阈值相比较；若H6≤能见度阈值，则生成预警信号；若H6＞能见度阈值，则处于待分析状态；

步骤三：当处于待分析状态，利用公式HJ＝(H1×a1+H2×a2+H3×a3+H4×a4+H5×a5)/H6计算得到环境系数HJ，其中a1、a2、a3、a4、a5均为系数因子；将环境系数HJ与环境系数阈值相比较；若环境系数HJ≥环境系数阈值，则生成预警信号；若环境系数HJ＜环境系数阈值，则根据环境系数HJ确定吊具对应的运行速度；具体包括：

获取环境系数HJ，所述数据库内存储有环境系数范围与运行速度的对照表；根据对照表，确定与环境系数HJ对应的环境系数范围；再根据对应的环境系数范围确定对应的运行速度；

所述速度获取模块还用于将预警信号传输至控制器；所述控制器接收到预警信号后驱动控制制动模块开始工作，所述制动模块用于对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行。

本发明的有益效果是：

1、本发明中速度获取模块能够根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度，利用公式HJ＝(H1×a1+H2×a2+H3×a3+H4×a4+H5×a5)/H6计算得到环境系数HJ；根据对照表，确定与环境系数HJ对应的运行速度，消除吊具事故隐患，有效减少吊具碰撞事故发生，使吊具运行更平稳安全；同时当环境恶劣时，由于存在潜在碰撞危险，系统及时预警并自动启动紧急制动，使吊具停止运行，以防发生碰撞安全事故，提高操作员的安全意识；

2、本发明通过雷达模块实时监测吊具四周障碍物的距离信息，当L1≤第一距离阈值时；控制器首先通过声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施，同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；当障碍物的距离越来越近时，控制器发出指令给制动模块，对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行；起到了预防碰撞和紧急制动作用，也预防了吊具运行时安全事故的发生；

3、在岸桥的一个工作循环中，监测模块用于对制动信号进行监测，当监测模块监测到控制器接收到制动信号时，记录此时的制动时刻；统计倒计时阶段制动信号出现的次数C1和吊具的轨迹规划次数C2，经过相关处理得到平均制动间隔时长T2；利用公式CF＝(C1×b1+C2×b2)/(T2×b3)计算得到操作员的操繁系数CF，若操繁系数CF≥操繁系数阈值，则生成调度信号；人员调度模块用于接收调度信号后合理安排对应的调度人员与操作员进行轮换；本发明通过监测模块对操作员的操作状态进行分析，根据操作员的操繁系数合理安排操作员进行轮换休息，增强操作员的安全意识，同时提高作业效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明中实施例1的系统框图。

图3为本发明中实施例2的系统框图。

图4为本发明中实施例3的系统框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统，包括位置获取模块、控制器、环境采集模块、速度获取模块、数据库、制动模块、雷达模块、数据分析模块、声光报警器、监测模块以及人员调度模块；

实施例1

如图2所示；位置获取模块用于获取吊具当前位置和目标集装箱位置，以确定吊具的运行轨迹；位置包括水平方向位置和垂直方向位置，运行轨迹为直线；位置获取模块用于将吊具的运行轨迹传输至控制器；

环境采集模块用于实时采集吊具外部的实时环境信息，并将实时环境信息传输至速度获取模块；速度获取模块用于根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度，运行速度包括水平运行速度和垂直运行速度；实时环境信息包括温度信息、湿度信息、气压信息、风力信息、能见度信息以及灰尘信息；风力信息包括风速信息和风向信息；灰尘信息表示为当前空气中的灰尘含量；速度获取模块的具体工作步骤为：

步骤一：获取吊具外部的实时环境信息，将对应的温度信息标记为H1，将对应的湿度信息标记为H2，将对应的风速信息标记为H3，将对应的灰尘信息标记为H4，将对应的气压信息标记为H5，将对应的能见度信息标记为H6；

步骤二：将风速信息H3与风速阈值相比较；若H3≥风速阈值，则生成预警信号；若H3＜风速阈值，则将能见度信息H6与能见度阈值相比较；若H6≤能见度阈值，则生成预警信号；若H6＞能见度阈值，则处于待分析状态；

步骤三：当处于待分析状态，利用公式HJ＝(H1×a1+H2×a2+H3×a3+H4×a4+H5×a5)/H6计算得到环境系数HJ，其中a1、a2、a3、a4、a5均为系数因子；将环境系数HJ与环境系数阈值相比较；若环境系数HJ≥环境系数阈值，则生成预警信号；若环境系数HJ＜环境系数阈值，则根据环境系数HJ确定吊具对应的运行速度；具体包括：

获取环境系数HJ，数据库内存储有环境系数范围与运行速度的对照表；根据对照表，确定与环境系数HJ对应的环境系数范围；再根据对应的环境系数范围确定对应的运行速度；并将对应的运行速度标记为V1；

速度获取模块用于将吊具对应的运行速度传输至控制器；控制器用于根据速度获取模块确定的运行速度和位置获取模块确定的运行轨迹将吊具运行到目标集装箱位置；

速度获取模块还用于将预警信号传输至控制器；控制器接收到预警信号后驱动控制制动模块开始工作，制动模块用于对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行；

本发明通过位置获取模块确定吊具的运行轨迹，同时通过速度获取模块根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度，当环境恶劣时，由于存在潜在碰撞危险，系统及时预警并自动启动紧急制动，使吊具停止运行，以防发生碰撞安全事故，提高操作员的安全意识；同时本发明能够环境系数HJ确定吊具对应的运行速度，消除吊具事故隐患，有效减少吊具碰撞事故发生，使吊具运行更平稳安全；

实施例2

如图3所示，雷达模块由激光雷达和超声波雷达组成，用于实时监测吊具四周障碍物的距离信息并将距离信息传输至数据分析模块，障碍物包括人、车辆以及除目标集装箱以外的其他集装箱等；数据分析模块用于接收距离信息并对距离信息进行分析，判断运行轨迹上是否存在障碍物；具体分析步骤为：

S1：获取障碍物的实时距离信息，并将实时距离信息标记为L1；建立实时距离信息随时间变化的曲线图，并标记为障碍物距离曲线图；根据实时距离的变化情况将障碍物距离曲线图分割为上升阶段、静止阶段和下降阶段；

S2：当实时距离处于下降阶段，当L1≤第一距离阈值时，则表示运行轨迹上存在障碍物，生成提醒信号；数据分析模块用于将提醒信号传输至控制器，控制器接收到提醒信号后控制声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施；同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；

S3：当声光报警器发出警报后，继续观察障碍物距离曲线图，若实时距离仍处于下降阶段，则表示操作员没有采取必要的规避措施或规避措施效果不佳，这时存在潜在碰撞危险；当L1≤第二距离阈值时，则生成制动信号，其中第二距离阈值＜第一距离阈值；

数据分析模块用于将制动信号传输至控制器，控制器接收到制动信号后驱动控制制动模块对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行，并将吊具停止运行的时刻标记为制动时刻；当运行轨迹上的障碍物离开后达到安全距离，吊具又自动恢复到原来的运行模式；

当吊具停止运行后，若障碍物的实时距离处于静止阶段且障碍物的实时距离处于静止阶段的时长超过预设时长阈值时，则通过位置获取模块获取吊具当前位置、障碍物当前位置和目标集装箱位置，以重新确定吊具的运行轨迹；恢复吊具运行在重新确定的运行轨迹上；同时吊具的轨迹规划次数增加一；

本发明通过雷达模块实时监测吊具四周障碍物的距离信息，送到控制器；控制器首先通过声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施，同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；当障碍物的距离越来越近时，控制器发出指令给制动模块，对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行；起到了预防碰撞和紧急制动作用，也预防了吊具运行时安全事故的发生；

实施例3

如图4所示；在岸桥的一个工作循环中，监测模块与控制器通信连接，用于对制动信号进行监测，具体步骤为：

V1：在岸桥的一个工作循环中，当监测模块监测到控制器接收到制动信号时，记录此时的制动时刻；

V2：在监测到产生制动信号时自动倒计时，倒计时时长为T2时间，T2为预设值；在倒计时阶段继续对制动信号进行监测，若产生新的制动信号，则倒计时自动归为原值，重新按照T2进行倒计时；否则倒计时归零，停止计时；

V3：统计倒计时阶段制动信号出现的次数并标记为制动频次C1；

将所有的制动时刻依据时间先后顺序进行排序，将排序后的相邻两个制动时刻进行时间差计算得到单次制动间隔时长；将所有的单次制动间隔时长进行求和并取均值得到平均制动间隔时长，并标记为T2；

V4：统计倒计时阶段吊具的轨迹规划次数并标记为C2；

利用公式CF＝(C1×b1+C2×b2)/(T2×b3)计算得到操作员的操繁系数CF，其中b1、b2、b3均为系数因子；

V5：将操繁系数CF与操繁系数阈值相比较；若操繁系数CF≥操繁系数阈值，则表明操作员可能由于注意力不集中、疲劳操作或操作经验不足，导致操作状态不佳，此时生成调度信号；监测模块用于将调度信号经控制器传输至人员调度模块；人员调度模块用于接收调度信号后合理安排对应的调度人员与操作员进行轮换；控制器还用于接收调度信号后驱动控制制动模块对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行；

本发明通过监测模块对操作员的操作状态进行分析，根据操作员的操繁系数合理安排操作员进行轮换休息，增强操作员的安全意识，同时提高作业效率。

本发明的工作原理是：

一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统，在工作时，位置获取模块用于获取吊具当前位置和目标集装箱位置，以确定吊具的运行轨迹；速度获取模块用于根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度，将对应的温度信息、湿度信息、风速信息、灰尘信息、气压信息和能见度信息依次标记为H1、H2、H3、H4、H5、H6；利用公式HJ＝(H1×a1+H2×a2+H3×a3+H4×a4+H5×a5)/H6计算得到环境系数HJ；根据环境系数HJ确定吊具对应的运行速度；控制器用于根据确定的运行速度和运行轨迹将吊具运行到目标集装箱位置；本发明能够环境系数HJ确定吊具对应的运行速度，消除吊具事故隐患，有效减少吊具碰撞事故发生，使吊具运行更平稳安全；同时当环境恶劣时，由于存在潜在碰撞危险，系统及时预警并自动启动紧急制动，使吊具停止运行，以防发生碰撞安全事故，提高操作员的安全意识；

雷达模块用于实时监测吊具四周障碍物的距离信息；数据分析模块用于接收距离信息并对距离信息进行分析，判断运行轨迹上是否存在障碍物；当实时距离处于下降阶段，当L1≤第一距离阈值时，则生成提醒信号；控制器接收到提醒信号后控制声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施；同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；当声光报警器发出警报后，若实时距离仍处于下降阶段，当L1≤第二距离阈值时，则生成制动信号，控制器接收到制动信号后驱动控制制动模块对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行，起到了预防碰撞和紧急制动作用，也预防了吊具运行时安全事故的发生；

在岸桥的一个工作循环中，监测模块与控制器通信连接，用于对制动信号进行监测，在岸桥的一个工作循环中，当监测模块监测到控制器接收到制动信号时，记录此时的制动时刻；统计倒计时阶段制动信号出现的次数C1和吊具的轨迹规划次数C2，经过相关处理得到平均制动间隔时长T2；利用公式CF＝(C1×b1+C2×b2)/(T2×b3)计算得到操作员的操繁系数CF，若操繁系数CF≥操繁系数阈值，则生成调度信号；人员调度模块用于接收调度信号后合理安排对应的调度人员与操作员进行轮换；本发明通过监测模块对操作员的操作状态进行分析，根据操作员的操繁系数合理安排操作员进行轮换休息，增强操作员的安全意识，同时提高作业效率。

上述公式均是由采集大量数据进行软件模拟及相应专家进行参数设置处理，得到与真实结果符合的公式。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统，其特征在于，包括位置获取模块、控制器、环境采集模块、速度获取模块、数据库、制动模块、雷达模块、数据分析模块、声光报警器、监测模块以及人员调度模块；

所述位置获取模块用于获取吊具当前位置和目标集装箱位置，以确定吊具的运行轨迹；位置包括水平方向位置和垂直方向位置，运行轨迹为直线；位置获取模块用于将吊具的运行轨迹传输至控制器；

所述环境采集模块用于实时采集吊具外部的实时环境信息，并将实时环境信息传输至速度获取模块；所述速度获取模块用于根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度，具体工作步骤为：

步骤一：获取吊具外部的实时环境信息，将对应的温度信息标记为H1，将对应的湿度信息标记为H2，将对应的风速信息标记为H3，将对应的灰尘信息标记为H4，将对应的气压信息标记为H5，将对应的能见度信息标记为H6；

步骤二：将风速信息H3与风速阈值相比较；若H3≥风速阈值，则生成预警信号；若H3＜风速阈值，则将能见度信息H6与能见度阈值相比较；若H6≤能见度阈值，则生成预警信号；若H6＞能见度阈值，则处于待分析状态；

步骤三：当处于待分析状态，利用公式HJ＝(H1×a1+H2×a2+H3×a3+H4×a4+H5×a5)/H6计算得到环境系数HJ，其中a1、a2、a3、a4、a5均为系数因子；将环境系数HJ与环境系数阈值相比较；若环境系数HJ≥环境系数阈值，则生成预警信号；若环境系数HJ＜环境系数阈值，则根据环境系数HJ确定吊具对应的运行速度；具体包括：

获取环境系数HJ，数据库内存储有环境系数范围与运行速度的对照表；根据对照表，确定与环境系数HJ对应的环境系数范围；再根据对应的环境系数范围确定对应的运行速度；并将对应的运行速度标记为V1；

所述速度获取模块用于将吊具对应的运行速度传输至控制器；控制器用于根据速度获取模块确定的运行速度和位置获取模块确定的运行轨迹将吊具运行到目标集装箱位置；

所述速度获取模块还用于将预警信号传输至控制器；控制器接收到预警信号后驱动控制制动模块开始工作，制动模块用于对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行；

所述雷达模块由激光雷达和超声波雷达组成，用于实时监测吊具四周障碍物的距离信息并将距离信息传输至数据分析模块；所述数据分析模块用于接收距离信息并对距离信息进行分析，判断运行轨迹上是否存在障碍物；具体分析步骤为：

S1：获取障碍物的实时距离信息，并将实时距离信息标记为L1；建立实时距离信息随时间变化的曲线图，并标记为障碍物距离曲线图；根据实时距离的变化情况将障碍物距离曲线图分割为上升阶段、静止阶段和下降阶段；

S2：当实时距离处于下降阶段，当L1≤第一距离阈值时，则表示运行轨迹上存在障碍物，生成提醒信号；

所述数据分析模块用于将提醒信号传输至控制器，控制器接收到提醒信号后控制声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施；同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；

S3：当声光报警器发出警报后，继续观察障碍物距离曲线图，若实时距离仍处于下降阶段，则表示操作员没有采取必要的规避措施或规避措施效果不佳，这时存在潜在碰撞危险；当L1≤第二距离阈值时，则生成制动信号，其中第二距离阈值＜第一距离阈值；

所述数据分析模块用于将制动信号传输至控制器，控制器接收到制动信号后驱动控制制动模块对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行，并将吊具停止运行的时刻标记为制动时刻；当运行轨迹上的障碍物离开后达到安全距离，吊具又自动恢复到原来的运行模式；

当吊具停止运行后，若障碍物的实时距离处于静止阶段且障碍物的实时距离处于静止阶段的时长超过预设时长阈值时，则通过位置获取模块获取吊具当前位置、障碍物当前位置和目标集装箱位置，以重新确定吊具的运行轨迹；恢复吊具运行在重新确定的运行轨迹上；同时吊具的轨迹规划次数增加一；

在岸桥的一个工作循环中，监测模块与控制器通信连接，用于对制动信号进行监测，具体步骤为：

V1：在岸桥的一个工作循环中，当监测模块监测到控制器接收到制动信号时，记录此时的制动时刻；

V2：在监测到产生制动信号时自动倒计时，倒计时时长为T2时间，T2为预设值；在倒计时阶段继续对制动信号进行监测，若产生新的制动信号，则倒计时自动归为原值，重新按照T2进行倒计时；否则倒计时归零，停止计时；

V3：统计倒计时阶段制动信号出现的次数并标记为制动频次C1；

将所有的制动时刻依据时间先后顺序进行排序，将排序后的相邻两个制动时刻进行时间差计算得到单次制动间隔时长；将所有的单次制动间隔时长进行求和并取均值得到平均制动间隔时长，并标记为T2；

V4：统计倒计时阶段吊具的轨迹规划次数并标记为C2；

利用公式CF＝(C1×b1+C2×b2)/(T2×b3)计算得到操作员的操繁系数CF，其中b1、b2、b3均为系数因子；

V5：将操繁系数CF与操繁系数阈值相比较；若操繁系数CF≥操繁系数阈值，则表明操作员操作状态不佳，此时生成调度信号；

所述监测模块用于将调度信号经控制器传输至人员调度模块；所述人员调度模块用于接收调度信号后合理安排对应的调度人员与操作员进行轮换；控制器还用于接收调度信号后驱动控制制动模块对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行。

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