CN114275545B - 一种立体全环绕自动化集装箱码头及装卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体全环绕自动化集装箱码头及装卸方法，包括码头、岸桥、岸桥装卸区、IGV装卸区和集装箱装卸堆放区，IGV车在港口地面的IGV装卸区和岸桥装卸区内运作；集装箱装卸堆放区包括外集卡停车区和堆放二层，外集卡停车区用于停放外集卡，外集卡停车区位于港口地面，架空后形成堆放二层，地面二层包括集装箱堆场、外集卡通道、横一路和横二路，为外集卡运行区域，同时堆放集装箱。单悬臂轨道吊和岸桥对集装箱吊装作业，通过IGV车和外集卡的调运，完成船舶集装箱的装船、卸船、集港和疏港作业。整个装卸系统技术成熟可靠，控制系统简单，安全无干扰装卸作业效率高。

Description

一种立体全环绕自动化集装箱码头及装卸方法

技术领域

本发明涉及自动化集装箱码头装卸技术领域，具体为一种立体全环绕自动化集装箱码头及装卸方法。

背景技术

现有的自动化集装箱码头均在一个平面上进行装卸作业，除采用垂直布置在海侧端和陆侧端分别设置无人驾驶内集卡的海侧交互区和人工驾驶外集卡的陆侧交互区，或采U型布置使无人驾驶的内集卡和人工驾驶的外集卡分别通过不同的装卸通道进入堆场交互外，其他集装箱码头限于现有法律法规和水平运输车辆的自动化技术水平不能满足内集卡与外集卡混行的条件，因此，均须通过时空分离的手段以达到自动化装卸作业的要求，影响港内装卸作业安全及效率。

本发明针对现有技术的缺陷，采用立体分层设计，利用垂直空间将IGV车和外集卡行驶区域分开，外集卡按管理指定方向环绕行驶，安全无干扰装卸作业效率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立体全环绕自动化集装箱码头，通过IGV车（智能集装箱引导车）和外集卡（外集装箱拖挂车）对集装箱进行调运，完成集装箱在船舶与码头之间的装卸，其特征在于：包括码头、岸桥、岸桥装卸区、IGV装卸区和集装箱装卸堆放区，其中：

码头，其沿岸边布置，用于停泊船舶；

岸桥装卸区，其设置在码头的朝陆侧，为船舶装卸集装箱的区域，通过岸桥将集装箱装卸到集装箱船；

岸桥，若干个所述岸桥设置岸桥装卸区内，用于装卸船舶的集装箱，负责集装箱船和IGV车之间的集装箱吊装；

IGV装卸区，若干所述IGV装卸区沿码头前沿线的垂直方向设置在岸桥装卸区后，用于通过IGV车对集装箱的装卸和调运；

集装箱装卸堆放区，若干所述集装箱装卸堆放区沿码头前沿线垂直方向设置在岸桥装卸区后，用于存放和调运集装箱，外集卡在此区域进行集港和疏港作业；

集装箱装卸堆放区还包括外集卡停车区和堆放二层，所述外集卡停车区设置在集装箱装卸堆放区的港口地面，作为外集卡的停车场，外集卡停车区上方架空形成堆放二层，其用于装卸和堆放集装箱。

优选地，所述每两个集装箱装卸堆放区以背靠背并列设置成一组，每两组之间设置一个IGV装卸区，每一个IGV装卸区两侧为集装箱装卸堆放区，提高IGV装卸区效率。

优选地，所述外集卡停车区包括外集卡掉头车道、外集卡行车道和外集卡停车道，所述外集卡行车道和外集卡停车道为平行并列设置，并垂直于码头前沿线，外集卡停车道用于停放外集卡；所述外集卡掉头车道与码头前沿线平行，并设置在外集卡停车区朝岸桥装卸区一侧，将同组的两个集装箱装卸堆放区的外集卡行车道连通。

优选地，所述IGV装卸区包括若干IGV车道，其平行设置在IGV装卸区内并垂直于码头前沿线。

优选地，所述IGV车道包括两条IGV装卸道、至少一条IGV超车道和至少一条IGV返回车道，所有IGV车道平行设置并垂直于码头前沿线，所述两条IGV装卸道为IGV装卸区内最外侧的IGV车道，所述IGV超车道和IGV返回车道设置在两条IGV装卸道中间。

优选地，所述堆放二层包括集装箱堆场和外集卡通道，其为平行并列设置，并垂直于码头前沿线，所述外集卡通道行驶方向由陆侧驶向海测，集装箱堆场为港口集装箱的中转存放场地，外集卡通道为装卸外集卡上集装箱的区域。

优选地，进一步包括单悬臂轨道吊，所述单悬臂轨道吊设置在港口地面，并跨设在集装箱装卸堆放区上，沿垂直码头前沿线方向运行，单悬臂轨道吊还包括悬臂，其凸设在单悬臂轨道吊顶部一侧。

优选地，所述堆放二层进一步包括横一路和横二路，其平行于码头前沿线，所述横一路设置在堆放二层朝海测，所述横二路设置在堆放二层朝陆侧，所述外集卡通道连通横一路和横二路，使堆放二层形成环路。

优选地，所述堆放二层进一步包括匝道，其连接横二路与港口地面，所述匝道用于外集卡进出堆放二层。

优选地，一种立体全环绕自动化集装箱码头的装卸方法，包括如下步骤：

卸船，岸桥将船舶上集装箱起吊至已待命的IGV车上，IGV车从岸桥装卸区运行后进入IGV超车道，当行驶至目标位置时进入IGV装卸道，由待位的单悬臂轨道吊将集装箱吊起并卸到集装箱堆场相应箱位落箱，完成卸船作业，然后IGV车切入IGV返回车道进入下一个工作循环；

装船，单悬臂轨道吊从集装箱堆场上将集装箱起吊至已在IGV装卸道待命的IGV车上，IGV车切回IGV返回车道自动行驶到岸桥装卸区，岸桥将集装箱从IGV车上起吊至集装箱船舶上，完成装船作业；

集港，港外的外集卡运载集装箱从匝道进入堆放二层的横二路，再行驶至对应外集卡通道的指定位置，单悬臂轨道吊将外集卡上集装箱吊运至集装箱堆场中相应箱位，外集卡驶入横一路，经匝道驶出港外，完成集装箱集港作业；

疏港，外集卡空车行驶至对应外集卡通道的指定位置，单悬臂轨道吊从集装箱堆场中相应箱位的集装箱吊运到外集卡上，装载集装箱的外集卡驶入横一路，经匝道驶出港外，完成集装箱疏港作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明的一种立体全环绕自动化集装箱码头，集装箱装卸堆放区采用立体分层设计，使IGV车和外集卡在不同层进行运行和装卸作业，提高了作业安全和效率；

（2）本发明的一种立体全环绕自动化集装箱码头，集装箱装卸堆放区两两背对背构成一组，每组之间设置IGV装卸区，每个集装箱装卸堆放区设置一个外集卡通道，方便单悬臂轨道吊可对IGV车和外集卡集装箱进行调运和堆放；

（3）本发明的一种立体全环绕自动化集装箱码头，集装箱装卸堆放区内外集卡行驶区域成环绕型设计，行驶方向按统一管理成顺时针或逆时针方向，提高通行效率。

（4）本发明的一种立体全环绕自动化集装箱码头，架空的外集卡停车区为外集卡停车区域，充分利用场区空间解决停车问题，减少码头占地面积。

附图说明

图1为本发明一种立体全环绕自动化集装箱码头的外集卡停车区示意图；

图2为本发明一种立体全环绕自动化集装箱码头的堆放二层示意图；

图3为本发明一种立体全环绕自动化集装箱码头的集装箱装卸堆放区断面示意图；

图4为本发明一种立体全环绕自动化集装箱码头的码头前沿断面示意图。

图中，1为码头，2为岸桥，3为岸桥装卸区， 4为集装箱装卸堆放区，5为外集卡停车区，6为堆放二层，7为单悬臂轨道吊，8为外集卡，9为IGV车，10为集装箱，11为外集卡行车道，12为外集卡停车道，13为IGV装卸区，14为IGV车道，15为IGV装卸道，16为IGV超车道，17为IGV返回车道，18为单悬臂轨道吊导轨，19为外集卡掉头车道，20为悬臂，21为横一路，22为横二路，23为匝道，24为集装箱堆场，25为外集卡通道，26为上下二层坡道，27为外集卡环路。

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。

参照图1、图2、图3和图4所示，一种立体全环绕自动化集装箱码头，通过IGV车9（智能集装箱引导车）和外集卡8（外集装箱拖挂车）对集装箱10进行调运，完成集装箱10在集装箱船与码头1之间的装卸，其特征在于：包括码头1、岸桥2、岸桥装卸区3、IGV装卸区13和集装箱装卸堆放区4，其中：

码头1，其沿岸边布置，用于停泊船舶；

岸桥装卸区3，其设置在码头1的朝陆侧，为船舶装卸集装箱的区域，通过岸桥2将集装箱10装卸到集装箱船；

岸桥2，若干个所述岸桥2设置岸桥装卸区3内，沿码头前沿线运作，用于装卸船舶的集装箱10，负责集装箱船和IGV车9之间的集装箱10吊装；

IGV装卸区13，若干所述IGV装卸区13沿码头前沿线的垂直方向设置在岸桥装卸区3后的港口地面，通过IGV车9对集装箱10的装卸和调运；

集装箱装卸堆放区4，若干所述集装箱装卸堆放区4沿码头前沿线垂直方向设置在岸桥装卸区3后，用于存放和调运集装箱10，外集卡8在此区域进行集港和疏港作业；

集装箱装卸堆放区4还包括外集卡停车区5和堆放二层6，所述外集卡停车区5设置在集装箱装卸堆放区4的港口地面，用于停放外集卡8，外集卡停车区5上方架空形成堆放二层6，其用于装卸和堆放集装箱10。

集装箱码头设有若干个集装箱装卸堆放区4和若干个IGV装卸区13，每两个集装箱装卸堆放区4以背靠背并列设置成一组，每两组之间设置一个IGV装卸区13，每两组集装箱装卸堆放区4成面对面设置，每一个IGV装卸区13两侧为集装箱装卸堆放区4，通过对左右两侧的集装箱装卸堆放区4和IGV装卸区13之间进行集装箱10装卸，提高IGV装卸区13效率。

参照图1、图2和图3所示，外集卡停车区5包括外集卡行车道11、外集卡停车道12和外集卡掉头车道19，所述外集卡行车道11和外集卡停车道12为平行并列设置，并垂直于码头前沿线，外集卡停车道12用于停放外集卡8；外集卡掉头车道19与码头前沿线平行，并设置在朝岸桥装卸区3一侧，将同组的两个集装箱装卸堆放区4内的外集卡行车道11连通，由于两组背靠背的集装箱装卸堆放区4之间设有单悬臂轨道吊导轨18，使相邻的外集卡行车道11和外集卡掉头车道19之间有充足回转距离供外集卡8掉头；两个为一组的集装箱装卸堆放区4内的外集卡行车道11行驶方向，分别为陆侧驶向海测和海测驶向陆侧，由此形成顺时针或逆时针行驶方向，提高外集卡8在外集卡停车区5的通行效率和安全性。

参照图1和图3所示，所述IGV装卸区13包括若干IGV车道14，其平行设置在IGV装卸区13内并垂直于码头前沿线。进一步包括单悬臂轨道吊7，其沿垂直于码头前沿线方向运作，每个集装箱装卸堆放区4设置有若干台单悬臂轨道吊7，单悬臂轨道吊导轨18设置在集装箱装卸堆放区4两侧的港口地面上，单悬臂轨道吊7包括悬臂20，其凸设在单悬臂轨道吊7顶部一侧；单悬臂轨道吊7跨设在集装箱装卸堆放区4上，单悬臂轨道吊7的下方为集装箱堆场24和外集卡通道25，其悬臂20下方为IGV装卸区13，由此可以完成外集卡8、IGV车9和集装箱堆场24之间的集装箱10装卸。单悬臂轨道吊7按集装箱装卸堆放区4的分组进行背靠背和面对面布置，面对面布置时，中间为IGV装卸区13。

参照图3所示，所述IGV装卸区13包括两条IGV装卸道15、至少一条IGV超车道16和至少一条IGV返回车道17，所有IGV车道14平行设置并垂直于码头前沿线，所述两条IGV装卸道15设置在IGV装卸区13外侧的单悬臂轨道吊7旁，位于单悬臂轨道吊7的悬臂下方，便于单悬臂轨道吊7装卸集装箱10，IGV超车道16和IGV返回车道17设置在两条IGV装卸道15中间；IGV9车在IGV装卸区13内沿垂直码头前沿线方向双向行驶，进入IGV装卸道15停车进行集装箱10装卸，然后驶入IGV返回车道17向海侧行驶，如果IGV车9需要返回陆侧一端，则驶入IGV超车道16返回。IGV装卸区13内划分不同功能车道，使停车装卸、正向行驶、反向行驶的IGV车9互不干涉。

所述堆放二层6包括集装箱堆场24和外集卡通道25，其为平行并列设置，并垂直于码头前沿线，所述外集卡通道25行驶方向由陆侧驶向海测，集装箱堆场24为集装箱10的中转存放场地，外集卡通道25为吊装外集卡8集装箱10的区域，外集卡通道25通常设置至少两条车道，一条用于外集卡8停车并进行集装箱10装卸，另外车道用于外集卡8行驶，避免停车影响通行效率；堆放二层6进一步包括横一路21和横二路22，其平行于码头前沿线，所述横一路21设置在堆放二层6朝海测，所述横二路22设置在堆放二层6朝陆侧，所述外集卡通道25连通横一路21和横二路22；堆放二层6的最外侧还设置有外集卡环路27，其连接横一路21和横二路22；横一路21、横二路22和外集卡环路27可进行双向行驶，使堆放二层6形成环路，便于集港和疏港作业。

在港口地面，IGV车9行驶的IGV装卸区13和岸桥装卸区3，与外集卡8行驶的外集卡停车区5完全隔离开来，避免人工驾驶和自动驾驶的不同车辆混合行驶，造成混乱和安全隐患。

参照图1和图2所示，所述堆放二层6进一步包括匝道23，其连接横二路22与港口地面，供外集卡8进入或离开堆放二层6。在外集卡停车区5与堆放二层6之间还设有上下二层坡道26，便于作业完的外集卡8从堆放二层6进入外集卡停车区5停车，或在外集卡停车区5停车的外集卡8驶入装卸二层6进行作业。

一种立体全环绕自动化集装箱码头的装卸方法，包括如下步骤：

1. 卸船步骤：

1.1 IGV车9自动行驶到岸桥装卸区3的指定位置待命；

1.2 岸桥2将船舶上集装箱10起吊装卸到岸桥装卸区3的IGV车9上；

1.3 装有集装箱的IGV车9从岸桥装卸区3自动前往IGV装卸区13，驶入IGV超车道；

1.4 IGV车9当行驶至目标位置时进入IGV装卸道15；

1.5 待位的单悬臂轨道吊7将集装箱10吊起并卸到集装箱堆场24的相应箱位落箱；

1.6 完成卸船作业，然后IGV车9切入IGV返回车17道进入下一个工作循环。

2. 装船步骤：

2.1 IGV车9自行前往指定IGV装卸道15停车待命；

2.2 单悬臂轨道吊7从集装箱堆场24的指定箱位将集装箱10吊至待命的IGV车9上；

2.3 IGV车9从IGV装卸道15驶入返回车17并前往岸桥装卸区3指定位置；

2.4 岸桥2将集装箱10从IGV车9起吊至集装箱船上；

2.5 完成装船作业，IGV车9驶回IGV装卸区13进入一下工作循环。

3. 集港步骤：

3.1 港外载有集装箱10的外集卡8从匝道23进入堆放二层6的横二路22；

3.2 外集卡8前往对应的堆放二层6的外集卡通道25的指定位置待命；

3.3 待位的单悬臂轨道吊7将外集卡8上集装箱10吊运至集装箱堆场24中相应箱位落箱；

3.4 外集卡8驶离外集卡通道25进入横一路21，通过匝道23驶出港口外，完成集装箱集港作业。

4. 疏港步骤：

4.1 港外的外集卡8空车从匝道23进入堆放二层6的横二路22；

4.2 外集卡8空车前往对应的堆放二层6的外集卡通道25的指定位置待命；

4.3 单悬臂轨道吊7将集装箱堆场24中相应箱位的集装箱10吊装至外集卡8上；

4.4 装载集装箱10的外集卡8驶离外集卡通道25进入横一路21，通过匝道23驶出港口外，完成集装箱集港作业。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种立体全环绕自动化集装箱码头，通过IGV车和外集卡对集装箱进行调运，完成集装箱在船舶与码头之间的装卸，其特征在于：包括码头、岸桥、岸桥装卸区、IGV装卸区和集装箱装卸堆放区，其中：

码头，其沿岸边布置，用于停泊船舶；

岸桥装卸区，其设置在码头的朝陆侧，为船舶装卸集装箱的区域；

岸桥，若干个所述岸桥设置岸桥装卸区内，用于装卸船舶的集装箱；

IGV装卸区，若干所述IGV装卸区沿码头前沿线的垂直方向设置在岸桥装卸区后的港口地面，通过IGV车对集装箱的装卸和调运；

所述IGV装卸区包括若干IGV车道，其平行设置在IGV装卸区内并垂直于码头前沿线；

集装箱装卸堆放区，若干所述集装箱装卸堆放区沿码头前沿线垂直方向设置在岸桥装卸区后，用于存放和调运集装箱；

集装箱装卸堆放区进一步包括外集卡停车区和堆放二层，所述外集卡停车区设置在集装箱装卸堆放区的港口地面，作为外集卡的停车场，外集卡停车区上方架空形成堆放二层，其用于装卸和堆放集装箱；

所述外集卡停车区包括外集卡掉头车道、外集卡行车道和外集卡停车道，所述外集卡行车道和外集卡停车道为平行并列设置，并垂直于码头前沿线，所述外集卡掉头车道与码头前沿线平行，并设置在外集卡停车区朝岸桥装卸区一侧，将同组的两个集装箱装卸堆放区的外集卡行车道连通；

两组背靠背的集装箱装卸堆放区之间设有单悬臂轨道吊导轨，使相邻的外集卡行车道和外集卡掉头车道之间有充足回转距离供外集卡掉头；

两个为一组的集装箱装卸堆放区内的外集卡行车道行驶方向，分别为陆侧驶向海测和海测驶向陆侧，由此形成顺时针或逆时针行驶方向。

2.根据权利要求1所述的立体全环绕自动化集装箱码头，其特征在于：所述IGV车道包括两条IGV装卸道、至少一条IGV超车道和至少一条IGV返回车道，所有IGV车道平行设置并垂直于码头前沿线，所述两条IGV装卸道为IGV装卸区内最外侧的IGV车道，所述IGV超车道和IGV返回车道设置在两条IGV装卸道中间。

3.根据权利要求1所述的立体全环绕自动化集装箱码头，其特征在于：所述堆放二层包括集装箱堆场和外集卡通道，其为平行并列设置，并垂直于码头前沿线，所述外集卡通道行驶方向由陆侧驶向海测。

4.根据权利要求1所述的立体全环绕自动化集装箱码头，其特征在于：进一步包括单悬臂轨道吊，所述单悬臂轨道吊设置在港口地面，并跨设在集装箱装卸堆放区上，沿垂直码头前沿线方向运行。

5.根据权利要求3所述的立体全环绕自动化集装箱码头，其特征在于：所述堆放二层进一步包括横一路和横二路，其平行于码头前沿线，所述横一路设置在堆放二层朝海测，所述横二路设置在堆放二层朝陆侧，所述外集卡通道连通横一路和横二路。

6.根据权利要求5所述的立体全环绕自动化集装箱码头，其特征在于：所述堆放二层进一步包括匝道，其连接横二路与港口地面。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的立体全环绕自动化集装箱码头的装卸方法，其特征在于，包括如下步骤：

卸船，岸桥将船舶上集装箱起吊至已待命的IGV车上，IGV车从岸桥装卸区运行后进入IGV超车道，当行驶至目标位置时进入IGV装卸道，由待位的单悬臂轨道吊将集装箱吊起并卸到集装箱堆场相应箱位落箱，完成卸船作业，然后IGV车切入IGV返回车道进入下一个工作循环；

装船，单悬臂轨道吊从集装箱堆场上将集装箱起吊至已在IGV装卸道待命的IGV车上，IGV车切回IGV返回车道自动行驶到岸桥装卸区，岸桥将集装箱从IGV车上起吊至集装箱船舶上，完成装船作业；

集港，港外的外集卡运载集装箱从匝道进入堆放二层的横二路，再行驶至对应外集卡通道的指定位置，单悬臂轨道吊将外集卡上集装箱吊运至集装箱堆场中相应箱位，外集卡驶入横一路，经匝道驶出港外，完成集装箱集港作业；

疏港，外集卡空车行驶至对应外集卡通道的指定位置，单悬臂轨道吊从集装箱堆场中相应箱位的集装箱吊运到外集卡上，装载集装箱的外集卡驶入横一路，经匝道驶出港外，完成集装箱疏港作业。

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