CN113791590B - 一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法，包括岸桥设备故障应急恢复策略、堆场自动化轨道吊故障应急恢复策略和ART故障应急恢复策略。上述应急恢复策略均通过码头任务管理系统和码头车队管理系统进行设备控制、故障排除及信息更新。从岸桥设备故障处理、堆场自动化轨道吊设备故障处理和ART设备故障处理三个方面细化自动化码头生产故障应急恢复方法，分别采取具有针对性的应急恢复策略降低设备故障带来的影响。针对不同设备故障快速执行应急机制，有效提高了自动化码头应急响应及恢复能力。

Description

一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法

技术领域

本发明涉及全自动化集装箱码头应急管理技术领域，具体涉及一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法。

背景技术

近年来，国内外港口深入推进自动化集装箱码头建设及自动化改造工作，全域、全流程智能化及自动化成港口建设发展趋势。保障全自动化集装箱码头正常运行，故障应急恢复方法具有重要作用。

全自动化集装箱码头岸桥及堆场轨道吊在装卸作业中，吊具与集装箱的反复接触会对装卸设备产生较大冲击,对设备各结构件有较大的损伤。同时，集装箱内货物在堆放时经常存在偏载问题，循环作业的装卸设备吊具都存在一定形变，上述不利条件使装卸设备运行工况比较恶劣，故障率较高，成为影响码头装卸设备正常作业的重要因素。自动化控制设备及系统在码头装卸及水平运输设备中得到广泛应用，港区极端天气以及复杂电磁环境将对各智能器件产生较大干扰，容易导致设备控制及通信器件工作出现混乱甚至停机，对集装箱装卸及运输作业产生较大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法，包括：故障设备停工处理、故障设备当前任务的重新分配及预设任务再划分等，降低对整个装卸作业及水平运输系统的影响，保证其余设备及系统单元的正常运行，实现设备故障的尽快排除并提高全自动化装卸及运输系统的容错能力。

为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供的一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法，包括岸桥设备故障应急恢复策略、堆场自动化轨道吊故障应急恢复策略和ART(ArtificialIntelligence Robot of Transportation，即人工智能运输机器人)故障应急恢复策略，上述应急恢复策略中均通过码头任务管理系统和码头车队管理系统进行设备控制、故障排除及信息更新。

进一步地，所述岸桥设备故障应急恢复策略具体包含以下步骤：

S11、检测岸桥设备的运行状态；

S12、当岸桥设备处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头任务管理系统；

S13、当岸桥设备发生机损故障时，码头任务管理系统将当前岸桥挂起，并划定故障岸桥的电子隔离区，在静态地图中进行标记；

S14、判断当前岸桥是否存在在途水平运输任务，若存在，码头车队管理系统将水平运输任务挂起；若不存在，将故障岸桥作业任务及出口箱堆场作业任务在码头任务管理系统中挂起；

S15、对电子隔离区划定区域不做ART路径动态规划，检查当前所有激活的ART路径，如果与电子隔离区有交集，重新规划所涉及的ART路径；

S16、按照工作负载均衡原则，将挂起的作业任务划分给对应船其它正常作业岸桥；

S17、重新指派水平运输任务及出口箱堆场作业任务；

S18、确定或调整故障岸桥修理计划及其故障排除计划窗口；

S19、若岸桥故障未排除，继续执行S18；若岸桥故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的岸桥加入单船作业计划中，重新编制岸桥作业计划。

进一步地，所述堆场自动化轨道吊故障应急恢复策略具体包含以下步骤：

S21、检测堆场自动化轨道吊的运行状态；

S22、当堆场自动化轨道吊处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头任务管理系统；

S23、当自动化轨道吊发生机损故障时，码头任务管理系统将当前岸桥挂起，并将故障设备移至当前箱区最近的端部进行检修；

S24、判断故障轨道吊是否存在在途水平运输任务，若存在，码头车队管理系统将水平运输任务挂起；若不存在，将故障轨道吊作业任务在码头任务管理系统中挂起；

S25、将挂起的堆场作业任务重新分配给该箱区另一台正常作业的轨道吊；

S26、按照工作负载均衡原则，将挂起的作业任务划分给对应船其它正常作业岸桥；

S27、确定或调整故障轨道吊修理计划及其故障排除计划窗口；

S28、若轨道吊故障未排除，继续执行S27；若轨道吊故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的轨道吊重新编制作业计划。

进一步地，所述ART故障应急恢复策略具体包含以下步骤：

S31、检测ART的运行状态；

S32、当ART处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头车队管理系统；

S33、当ART发生机损故障时，码头车队管理系统将故障ART挂起，并通过远程遥控方式将该ART移至修理区；

S34、判断故障ART是否存在带箱作业，若存在，码头任务管理系统将当前带箱作业任务挂起，并在修理区将当前带箱任务转给其它激活的正常ART，同时更新码头车队管理系统和码头任务管理系统的相关记录；若不存在，在码头任务管理系统中取消分配给故障ART的任务；

S35、确定或调整故障ART修理计划及其故障排除计划窗口；

S36、若ART故障未排除，继续执行S35；若ART故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的ART重新编制水平运输作业计划。

与现有技术中的方法相比，本发明的有益效果如下：

本发明针对全自动化码头不同设备故障设计了不同的应急处理方法：(1)岸桥故障应急恢复方法包含：当前作业任务的挂起、水平运输任务的重新分配和故障岸桥电子区域标定；(2)堆场自动化轨道吊应急恢复方法包含：当前作业任务的挂起以及水平运输任务的重新分配；(3)ART应急恢复方法重点考虑ART是否带箱，如果带箱，将当前任务重新划分并更新系统记录，如果不带箱，暂时取消该ART的任务分配。通过设计港区重点设备的应急恢复方法，保证全自动化码头的正常运行，降低港区作业流程中局部故障点对整体作业的干扰，减少设备故障造成的ART拥堵及作业秩序混乱现象，有效提高全自动化集装箱码头整体管理水平与生产作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本发明实施例提出的一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法整体流程。

图2为本发明实施例提出的一种顺岸式边装卸全自动化码头岸桥设备故障应急恢复流程。

图3为本发明实施例提出的一种顺岸式边装卸全自动化码头堆场轨道吊设备故障应急恢复流程。

图4为本发明实施例提出的一种顺岸式边装卸全自动化码头ART设备故障应急恢复流程。

图5为本发明实施例提出的一种故障岸桥电子隔离区示意图。

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。

如图1所示，本实施例提供的一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法整体方法，具体如下：

S1、当岸桥设备、堆场轨道吊设备以及ART设备出现故障时，调用码头任务管理系统(TOS系统)及时暂停设备当前及预设作业任务；

S2、调用码头车队管理系统(FMS系统)暂停故障设备所对应的水平运输任务，将涉及到的水平运输任务及时挂起；

S3、根据负载均衡原则，将挂起的集装箱装卸任务及水平运输任务及时分配给其他正常作业的岸桥、轨道吊以及ART设备；

S4、根据信息反馈情况，确定或调整故障设备的维修计划窗口；

S5、如果设备故障得到解决，将相关设备添加入作业计划，如果故障没有解决，继续执行S4；

通过调用码头任务管理系统(TOS系统)和码头车队管理系统(FMS系统)实现岸桥设备故障应急恢复、堆场自动化轨道吊故障应急恢复和ART故障应急恢复，完成设备控制、故障排除及信息更新等流程，快速应对各项设备故障，保证自动化码头正常运转。

在优选的实施例中，如图2所示，提出了一种岸桥设备故障应急恢复策略的具体实施方式，包含以下步骤：

S61、检测岸桥设备的运行状态；

S62、当岸桥设备处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头任务管理系统；

S63、当岸桥设备发生机损故障时，码头任务管理系统将当前岸桥设备挂起，并划定故障岸桥设备的电子隔离区，(即故障岸桥设备当前位置左右相邻2个贝的区域，以及该区域故障设备跨内的所有车道)，在静态地图中进行标记；

S64、判断当前岸桥设备是否存在在途水平运输任务，若存在，码头车队管理系统将水平运输任务挂起，挂起的任务集合记为Θ；若不存在，将故障岸桥设备作业任务在码头任务管理系统中挂起，挂起的任务集合记为Φ，将故障岸桥设备对应的出口箱堆场作业任务在码头任务管理系统中挂起，挂起的任务集合记为θ；

S65、对电子隔离区划定区域不做ART路径动态规划，检查当前所有激活的ART路径，如果与电子隔离区有交集，重新规划所涉及的ART路径；

S66、按照工作负载均衡原则，将挂起的作业任务ɑ∈Φ划分给对应船其它正常作业岸桥设备；

S67、重新指派水平运输任务及出口箱堆场作业任务；构建任务副(ɑ,b，γ)，其中：ɑ∈Φ，b∈Θ，γ∈θ；

S68、确定或调整故障岸桥修理计划及其故障排除计划窗口；

S69、若岸桥设备故障未排除，继续执行S68；若岸桥设备故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的岸桥设备加入单船作业计划中，重新编制岸桥作业计划。

上述策略可以有效降低岸桥故障造成的负面影响，提高自动化码头系统对岸桥故障的容错能力，保障码头前沿装卸作业的稳定。

在优选的实施例中，如图3所示，提出了一种堆场自动化轨道吊故障应急恢复策略具体实施方式，包含以下步骤：

S71、检测堆场自动化轨道吊的运行状态；

S72、当堆场自动化轨道吊处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头任务管理系统；

S73、当自动化轨道吊发生机损故障时，码头任务管理系统将当前岸桥挂起，并将故障设备移至当前箱区最近的端部进行检修；

S74、判断故障轨道吊是否存在在途水平运输任务，若存在，码头车队管理系统将水平运输任务挂起，挂起的任务集合记为Θ；若不存在，将故障轨道吊作业任务在码头任务管理系统中挂起，挂起的任务集合记为Φ；

S75、将挂起的堆场作业任务ɑ∈Φ重新分配给该箱区另一台正常作业的轨道吊；

S76、按照工作负载均衡原则，将挂起的作业任务划分给对应船其它正常作业岸桥；构建任务副(ɑ，b)，其中：ɑ∈Φ，b∈Θ；

S77、确定或调整故障轨道吊修理计划及其故障排除计划窗口；

S78、若轨道吊故障未排除，继续执行S77；若轨道吊故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的轨道吊重新编制作业计划。

上述策略将故障设备当前作业任务及其对应的水平运输任务进行重分配，保证了相关作业任务的及时更新，通过将故障设备及作业信息进行同步，减少了故障问题的处理流程及时间，同时降低了堆场轨道吊故障对集装箱装卸作业的影响。

在优选的实施例中，如图4所示，提出了一种ART故障应急恢复策略的具体实施方式，包含以下步骤：

S8、ART故障应急恢复策略

S81、检测ART的运行状态；

S82、当ART处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头车队管理系统；

S83、当ART发生机损故障时，码头车队管理系统将故障ART挂起，并通过远程遥控方式将该ART移至修理区；

S84、判断故障ART是否存在带箱作业，若存在，码头任务管理系统将当前带箱作业任务挂起，并在修理区将当前带箱任务转给其它激活的正常ART，同时更新码头车队管理系统和码头任务管理系统的相关记录；若不存在，在码头任务管理系统中取消分配给故障ART的任务；

S85、确定或调整故障ART修理计划及其故障排除计划窗口；

S86、若ART故障未排除，继续执行S85；若ART故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的ART重新编制水平运输作业计划。

上述策略利用码头任务管理系统及车队管理系统，对故障ART进行远程控制，保证水平运输作业的连续性。基于ART的联合调度及信息交互，确保水平运输任务不被打断，保证作业次序，将ART设备故障影响降至最低。

在优选的实施例中，如图5所示，提出了一种故障岸桥电子隔离区的具体实施方式，电子隔离区包括：故障岸桥设备当前作业贝及左右相邻两贝区域、该岸桥跨内船放作业车道和ART作业车道区域。当岸桥设备出现故障时，电子隔离区划定区域不做ART路径动态规划，同时检查当前激活的ART路径，如果与电子隔离区有交集，重新规划所涉及的ART路径。电子隔离区的划定将有效降低岸桥设备故障对ART水平运输任务的影响，保证ART作业的连贯性。

最后应当说明的是：上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。

Claims (1)

1.一种顺岸式边装卸全自动化码头生产故障应急恢复方法，其特征在于：包括岸桥设备故障应急恢复策略、堆场自动化轨道吊故障应急恢复策略和ART故障应急恢复策略，上述应急恢复策略中均通过码头任务管理系统和码头车队管理系统进行设备控制、故障排除及信息更新；

所述岸桥设备故障应急恢复策略具体包含以下步骤：

S11、检测岸桥设备的运行状态；

S12、当岸桥设备处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头任务管理系统；

S13、当岸桥设备发生机损故障时，码头任务管理系统将当前岸桥挂起，并划定故障岸桥的电子隔离区，在静态地图中进行标记；

S14、判断当前岸桥是否存在在途水平运输任务，若存在，码头车队管理系统将水平运输任务挂起；若不存在，将故障岸桥作业任务及出口箱堆场作业任务在码头任务管理系统中挂起；

S15、对电子隔离区划定区域不做ART路径动态规划，检查当前所有激活的ART路径，如果与电子隔离区有交集，重新规划所涉及的ART路径；

S16、按照工作负载均衡原则，将挂起的作业任务划分给对应船其它正常作业岸桥；

S17、重新指派水平运输任务及出口箱堆场作业任务；

S18、确定或调整故障岸桥修理计划及其故障排除计划窗口；

S19、若岸桥故障未排除，继续执行S18；若岸桥故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的岸桥加入单船作业计划中，重新编制岸桥作业计划；

所述堆场自动化轨道吊故障应急恢复策略具体包含以下步骤：

S21、检测堆场自动化轨道吊的运行状态；

S22、当堆场自动化轨道吊处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头任务管理系统；

S23、当自动化轨道吊发生机损故障时，码头任务管理系统将当前岸桥挂起，并将故障设备移至当前箱区最近的端部进行检修；

S24、判断故障轨道吊是否存在在途水平运输任务，若存在，码头车队管理系统将水平运输任务挂起；若不存在，将故障轨道吊作业任务在码头任务管理系统中挂起；

S25、将挂起的堆场作业任务重新分配给该箱区另一台正常作业的轨道吊；

S26、按照工作负载均衡原则，将挂起的作业任务划分给对应船其它正常作业岸桥；

S27、确定或调整故障轨道吊修理计划及其故障排除计划窗口；

S28、若轨道吊故障未排除，继续执行S27；若轨道吊故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的轨道吊重新编制作业计划；

所述ART故障应急恢复策略具体包含以下步骤：

S31、检测ART的运行状态；

S32、当ART处于正常作业状态时，将作业数据实时同步到码头车队管理系统；

S33、当ART发生机损故障时，码头车队管理系统将故障ART挂起，并通过远程遥控方式将该ART移至修理区；

S34、判断故障ART是否存在带箱作业，若存在，码头任务管理系统将当前带箱作业任务挂起，并在修理区将当前带箱任务转给其它激活的正常ART，同时更新码头车队管理系统和码头任务管理系统的相关记录；若不存在，在码头任务管理系统中取消分配给故障ART的任务；

S35、确定或调整故障ART修理计划及其故障排除计划窗口；

S36、若ART故障未排除，继续执行S35；若ART故障已经排除，在码头任务管理系统中，将已排除故障的ART重新编制水平运输作业计划。