CN114772303A - 一种自动化码头堆场及其作业系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化码头堆场及其作业系统，在堆场的集装箱存储区与陆侧交互区之间设置与码头岸壁方向平行的集卡行驶车道，当集卡需要驶入陆侧交互区与轨道吊交互时，无需拐弯和倒车，而是从堆场周边的集卡高速车道行驶至集卡行驶车道，拐入陆侧交互区内的集卡交互车道即可与轨道吊实施交互，交互完成后，直接从集卡交互车道驶出，沿集卡高速车道行驶出堆场即可；本发明取消传统的自动化堆场集卡转弯及倒车区域，在集装箱存储区与陆侧交互区之间增设集卡行驶车道，从而取消了传统自动化堆场集卡倒入集卡交互车道与自动化轨道吊交互的模式，采用集卡直接驶入集卡交互车道与自动化轨道吊直接交互的模式提高堆场周转率，提高码头整体作业效率。
Description
技术领域
本发明属于自动化码头技术领域，具体地说，是涉及一种自动化码头堆场及其作业系统。
背景技术
集装箱码头是实现海陆物流运输的枢纽，随着船舶大型化，港口的装卸效率迫切需要提高。
自动化堆场因其安全可靠性高、作业效率高、场地利用率高、环境友好、人力成本低等显著优点而成为普遍的发展趋势。如图1所示，自动化堆场一般采用垂直码头岸线布置方式，在集装箱堆存区的陆侧设置陆侧交互区，集卡行驶至陆侧交互区之前，需进行转弯及倒车，倒入集卡交互车道与自动化轨道吊交互，这种方式一方面增加了作业繁琐度以及作业时长，另一方面，交互车道面积狭小，对集卡司机操作水平要求高，倒车存在视觉盲区经常发生碰撞问题，且此种交互方式需占用约20米场地作为集卡转弯及倒车区域，降低了码头场地利用率。
发明内容
本发明提出一种自动化码头堆场及其作业系统，一方面，取消传统的自动化堆场集卡转弯及倒车区域，在集装箱存储区与陆侧交互区之间增设集卡行驶车道，从而取消了传统自动化堆场集卡倒入集卡交互车道与自动化轨道吊交互的模式，采用集卡直接驶入集卡交互车道与自动化轨道吊直接交互的模式，提高了堆场周转率，提高了码头整体作业效率；另一方面，在取消传统自动化堆场集卡转弯及倒车的区域的基础上，将集装箱存储区与陆侧交互区之间增设集卡行驶车道上方设计为集装箱堆存区，以集装箱堆存区分层、在下层运行集卡的方式，提高了码头场地利用率。
本发明采用以下技术方案予以实现：
提出一种自动化码头堆场，包括：
集装箱堆存区，垂直于码头岸线方向布设；
海侧交互区，布设于所述集装箱堆存区的海侧端部；
陆侧交互区，布设于所述集装箱堆存区的陆侧端部；
集卡高速车道，沿堆场场区的周边布设；还包括：
集卡交互车道，垂直于码头岸壁方向布设于所述陆侧交互区内；
若干支撑立柱，间隔布设于所述陆侧交互区和所述集装箱堆存区的两侧，其上布设连续的轨道吊运行轨道；
自动化轨道吊，运行于所述轨道吊运行轨道上；
集卡行驶车道，平行于码头岸壁方向布设于所述集装箱堆存区和所述陆侧交互区之间。
进一步的，所述集卡高速车道分为：第一集卡高速车道，平行于码头岸壁方向布设于所述陆侧交互区的外侧；和第二集卡高速车道，垂直于码头岸壁方向布设于所述集卡行驶车道的外侧。
进一步的，所述第一集卡高速车道分为第一入场车道和第一出场车道；其中，第一入场车道设于外侧，第一出场车道设于内侧；集卡经所述第一入场车道入场、拐入所述第二集卡高速车道，从所述第二集卡高速车道拐入所述集卡行驶车道，从所述集卡行驶车道拐入所述集卡交互车道实施发箱或收箱作业；发箱或收箱后的集卡，从所述集卡交互车道驶入所述第一出场车道出场。
进一步的，所述集卡行驶车道上方设为集装箱堆存区。
进一步的，所述集装箱堆存区包括多个，并列的沿所述码头岸壁设置；每个集装箱堆存区的集卡行驶车道相接形成一条连通的集卡行驶车道，集卡从最外侧的集装箱堆存区的集卡行驶车道拐入所述连通的集卡行驶车道，行驶至目标集装箱堆存区的陆侧交互区的目标集卡交互车道。
提出一种自动化码头堆场作业系统，包括：
码头操作系统；
如上所述的自动化码头堆场；
设备控制系统，接收所述码头操作系统发送的作业指令，基于所述作业指令控制所述自动化轨道吊实施发箱和收箱作业。
进一步的，所述发箱作业包括：集卡从所述集卡行驶车道拐入所述集卡交互车道的指定车道，发起发箱作业请求；所述码头操作系统基于所述发箱作业请求生成发箱作业指令下发至所述设备控制系统；所述设备控制系统解析所述发箱作业指令得到集装箱在所述集装箱存储区的指定存储位置和集卡所在的指定车道，控制所述自动化轨道吊沿所述轨道吊运行轨道运行至所述陆侧交互区，并控制吊具运行至所述指定车道上方与所述集卡交互取箱，取箱后控制所述自动化轨道吊运行至所述指定存储位置，并控制吊具放箱。
进一步的，所述收箱作业包括：集卡从所述集卡行驶车道拐入所述集卡交互车道的指定车道，发起收箱作业请求；所述码头操作系统基于所述收箱作业请求生成收箱作业指令下发至设备控制系统；所述设备控制系统解析所述收箱作业指令得到集装箱在所述集装箱存储区的指定存储位置和集卡所在的指定车道，控制所述自动化轨道吊沿所述轨道吊运行轨道运行至所述指定存储位置上方，并控制吊具运行至所述指定存储位置上方收箱，收箱后控制所述自动化轨道吊运行至所述陆侧交互区，并控制吊具运行至所述指定车道上方与集卡交互放箱。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提出的自动化码头堆场及其作业系统，在堆场的集装箱存储区与陆侧交互区之间设置与码头岸壁方向平行的集卡行驶车道，当集卡需要驶入陆侧交互区与轨道吊交互时，无需在行驶至陆侧交互区之前进行拐弯和倒车，而是从堆场周边的集卡高速车道行驶至集卡行驶车道，经由集卡行驶车道拐入陆侧交互区内的集卡交互车道即可与轨道吊实施交互，交互完成后，直接从集卡交互车道驶出，沿堆场周边的集卡高速车道行驶出堆场即可，基于本发明提出的堆场结构，取消传统的自动化堆场集卡转弯及倒车区域，在集装箱存储区与陆侧交互区之间增设集卡行驶车道，从而取消了传统自动化堆场集卡倒入集卡交互车道与自动化轨道吊交互的模式，采用集卡直接驶入集卡交互车道与自动化轨道吊直接交互的模式，提高了堆场周转率，提高了码头整体作业效率。
另一方面，在取消传统自动化堆场集卡转弯及倒车的区域的基础上，本发明将集装箱存储区与陆侧交互区之间增设集卡行驶车道上方设计为集装箱堆存区，以集装箱堆存区分层、在下层运行集卡的方式，提高了码头场地至少5%的利用率。
进一步的，本发明将堆场周边设置的集卡高速车道划分为平行于码头岸壁方向布设于陆侧交互区外侧的第一集卡高速车道，和垂直于码头岸壁方向布设于集卡行驶车道外侧的第二集卡高速车道；集卡从堆场外驶入第一集卡高速车道，经第一集卡高速车道拐入第二集卡高速车道，从第二集卡高速车道拐入集卡行驶车道，从集卡行驶车道拐入集卡交互车道实施发箱或收箱作业，作业完成后，直接从集卡交互车道驶入第一集卡高速车道，经第一集卡高速车道驶出堆场场区。
进一步的，本发明将第一集卡高速车道划分为外侧的第一入场车道和内侧的第一出场车道；集卡经第一入场车道入场、拐入第二集卡高速车道，从述第二集卡高速车道拐入集卡行驶车道，从集卡行驶车道拐入集卡交互车道实施发箱或收箱作业，作业完成后，直接从集卡交互车道驶入第一出场车道出场，经第一出场车道驶出堆场场区。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为传统的自动化码头堆场的作业结构示意图；
图2为本发明提出的自动化码头堆场的俯视布局结构示意图；
图3为本发明提出的自动化码头堆场的立体布局结构示意图；
图4为本发明提出的自动化码头堆场的侧视布局结构示意图；
图5为本发明提出的自动化码头堆场的正视布局结构示意图；
图6为本发明提出的自动化码头堆场作业系统的架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明为提高码头作业效率，提出一种自动化码头堆场，取消传统的自动化堆场集卡转弯及倒车区域，在集装箱存储区与陆侧交互区之间增设集卡行驶车道，从而取消了传统自动化堆场集卡倒入集卡交互车道与自动化轨道吊交互的模式，采用集卡直接驶入集卡交互车道与自动化轨道吊直接交互的模式，提高了堆场周转率，提高了码头整体作业效率。
具体的，如图2至图5所示，本发明提出的自动化码头堆场包括：
集装箱堆存区1，垂直于码头岸壁方向布设。
海侧交互区2，布设于集装箱堆存区1的海侧端部。
陆侧交互区3，布设于集装箱堆存区1的陆侧端部。
集卡高速车道4，沿堆场场区的周边布设。
集卡交互车道5，垂直于码头岸壁方向布设于陆侧交互区3内。
若干支撑立柱6，间隔布设于陆侧交互区3和集装箱堆存区1的两侧。
轨道吊运行轨道7，连续的布设于支撑立柱6上。
自动化轨道吊8，运行于轨道吊运行轨道7上。
集卡行驶车道9，平行于码头岸壁方向布设于集装箱堆存区1和陆侧交互区3之间。
基于上述本发明提出的自动化码头堆场，在堆场的集装箱存储区1与陆侧交互区3之间设置于码头岸壁方向平行的集卡行驶车道9，当集卡需要驶入陆侧交互区3与自动化轨道吊8交互时，无需在行驶至陆侧交互区3之前进行拐弯和倒车，而是从堆场周边的集卡高速车道4行驶至集卡行驶车道9，经由集卡行驶车道9拐入陆侧交互区3内的集卡交互车道5即可与轨道吊8实施交互，交互完成后，直接从集卡交互车道5驶出，沿堆场周边的集卡高速车道4行驶出堆场即可。
基于本发明提出的堆场结构，取消传统的自动化堆场集卡转弯及倒车区域，在集装箱存储区与陆侧交互区之间增设集卡行驶车道，从而取消了传统自动化堆场集卡倒入集卡交互车道与自动化轨道吊交互的模式，采用集卡直接驶入集卡交互车道与自动化轨道吊直接交互的模式，提高了堆场周转率，提高了码头整体作业效率。
在本发明一些实施例中，如图3和图4所示，在取消传统自动化堆场集卡转弯及倒车的区域的基础上，本发明将集装箱存储区与陆侧交互区之间增设集卡行驶车道上方设计为集装箱堆存区，以集装箱堆存区分层、在下层运行集卡的方式，提高了码头场地至少5%的利用率。
具体的分层结构设计，可以通过现有的框架式、地下开设陆侧交互区3等方式实施，本发明不予具体限定。
如图2和图3所示，本发明中，将集卡高速车道4分为第一集卡高速车道41和第二集卡高速车道42；其中，第一集卡高速车道41平行于码头岸壁方向布设于陆侧交互区3的外侧； 第二集卡高速车道42垂直于码头岸壁方向布设于集卡行驶车道8的外侧。
集卡从堆场外驶入第一集卡高速车道41，经第一集卡高速车道41拐入第二集卡高速车道42，从第二集卡高速车道42拐入集卡行驶车道9，从集卡行驶车道9拐入集卡交互车道5实施发箱或收箱作业，作业完成后，直接从集卡交互车道5驶入第一集卡高速车道41，经第一集卡高速车道41驶出堆场场区。
更具体的，在本发明一些实施例中，第一集卡高速车道41分为第一入场车道41a和第一出场车道41b；其中，第一入场车道41a设于外侧，第一出场车道41b设于内侧；集卡经第一入场车道41a入场、拐入第二集卡高速车道42，从第二集卡高速车道42拐入集卡行驶车道9，从集卡行驶车道9拐入集卡交互车道5实施发箱或收箱作业；发箱或收箱后的集卡，从集卡交互车道5驶入第一出场车道41b出场。
基于上述集卡高速车道4、集卡行驶车道9、和集卡交互车道5的行驶方向设计，集卡从进、出口相同，以闭环不调头方式实现高速作业运行，有助于提高码头作业效率。
在实际堆场应用，集装箱堆存区1包括多个，并列的沿码头岸壁设置，基于本发明的堆场结构设计，每个集装箱堆存区的集卡行驶车道9相接形成一条连通的集卡行驶车道，集卡从最外侧的集装箱堆存区1的集卡行驶车道拐入连通的集卡行驶车道，行驶至目标集装箱堆存区的陆侧交互区的目标集卡交互车道；在目标集卡车道与轨道吊交互完后，沿当前交互车道驶入第一出场车道41b。
基于上述提出的自动化码头堆场，本发明对其提出一个自动化码头堆场作业系统，如图6所示，该系统包括码头操作系统61、如上所述的自动化码头赌场和设备控制系统62；设备控制系统62接收码头操作系统61发送的作业指令，基于作业指令控制自动化轨道吊8实施发箱或收箱作业。
具体的，发箱作业包括：
1、集卡经集卡高速车道4、集卡行驶车道9拐入集卡交互车道5的指定车道。
2、在指定车道停车后，操作交互亭刷卡，发起发箱作业请求。
3、码头操作系统61基于发箱作业请求生成发箱作业指令下发至设备控制系统62。
4、设备控制系统62解析发箱作业指令得到集装箱在集装箱存储区的指定存储位置和集卡所在的指定车道。
5、设备控制系统62控制自动化轨道吊8沿轨道吊运行轨道7运行至陆侧交互区3，并控制吊具运行至指定车道上方与集卡交互取箱。
6、取箱后控制自动化轨道吊8运行至指定存储位置，并控制吊具放箱。以及，
7、集卡从指定车道驶入集卡高速车道4，驶离堆场。
收箱作业包括：
1、集卡经集卡高速车道4、集卡行驶车道9拐入集卡交互车道5的指定车道。
2、在指定车道停车后，操作交互亭刷卡，发起收箱作业请求。
3、码头操作系统61基于收箱作业请求生成收箱作业指令下发至设备控制系统62。
4、设备控制系统62解析收箱作业指令得到集装箱在集装箱存储区的指定存储位置和集卡所在的指定车道。
5、设备控制系统62控制自动化轨道吊8沿轨道吊运行轨道7运行至指定存储位置上方，并控制吊具运行至指定存储位置上方收箱。
6、收箱后控制自动化轨道吊8运行至陆侧交互区3，并控制吊具运行至指定车道上方与集卡交互放箱。
7、集卡从指定车道驶入集卡高速车道，驶离堆场。
上述本发明中，轨道吊运行轨道7铺设有定位磁钉，每个定位磁钉具有唯一的位置编号，自动化轨道吊8安装接收天线，实时接收磁钉信号，从而确定自动化轨道吊8的实时位置，码头操作系统61发送收/发箱作业指令后，自动化轨道吊8基于对磁钉信号的接收移动到集装箱的指定存储位置以及陆侧交互区。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种自动化码头堆场，包括：
集装箱堆存区，垂直于码头岸线方向布设；
海侧交互区，布设于所述集装箱堆存区的海侧端部；
陆侧交互区，布设于所述集装箱堆存区的陆侧端部；
集卡高速车道，沿堆场场区的周边布设；
其特征在于，还包括：
集卡交互车道，垂直于码头岸壁方向布设于所述陆侧交互区内；
若干支撑立柱，间隔布设于所述陆侧交互区和所述集装箱堆存区的两侧，其上布设连续的轨道吊运行轨道；
自动化轨道吊，运行于所述轨道吊运行轨道上；
集卡行驶车道，平行于码头岸壁方向布设于所述集装箱堆存区和所述陆侧交互区之间。
2.根据权利要求1所述的自动化码头堆场，其特征在于，所述集卡高速车道分为：
第一集卡高速车道，平行于码头岸壁方向布设于所述陆侧交互区的外侧；和
第二集卡高速车道，垂直于码头岸壁方向布设于所述集卡行驶车道的外侧。
3.根据权利要求2所述的自动化码头堆场，其特征在于，所述第一集卡高速车道分为第一入场车道和第一出场车道；其中，第一入场车道设于外侧，第一出场车道设于内侧；
集卡经所述第一入场车道入场、拐入所述第二集卡高速车道，从所述第二集卡高速车道拐入所述集卡行驶车道，从所述集卡行驶车道拐入所述集卡交互车道实施发箱或收箱作业；
发箱或收箱后的集卡，从所述集卡交互车道驶入所述第一出场车道出场。
4.根据权利要求1所述的自动化码头堆场，其特征在于，所述集卡行驶车道上方设为集装箱堆存区。
5.根据权利要求1所述的自动化码头堆场，其特征在于，所述集装箱堆存区包括多个，并列的沿所述码头岸壁设置；
每个集装箱堆存区的集卡行驶车道相接形成一条连通的集卡行驶车道，集卡从最外侧的集装箱堆存区的集卡行驶车道拐入所述连通的集卡行驶车道，行驶至目标集装箱堆存区的陆侧交互区的目标集卡交互车道。
6.一种自动化码头堆场作业系统，其特征在于，包括：
码头操作系统；
如权利要求1-5任一项所述的自动化码头堆场；
设备控制系统，接收所述码头操作系统发送的作业指令，基于所述作业指令控制所述自动化轨道吊实施发箱和收箱作业。
7.根据权利要求6所述自动化码头堆场作业系统，其特征在于，所述发箱作业包括：
集卡从所述集卡行驶车道拐入所述集卡交互车道的指定车道，发起发箱作业请求；
所述码头操作系统基于所述发箱作业请求生成发箱作业指令下发至所述设备控制系统；
所述设备控制系统解析所述发箱作业指令得到集装箱在所述集装箱存储区的指定存储位置和集卡所在的指定车道，控制所述自动化轨道吊沿所述轨道吊运行轨道运行至所述陆侧交互区，并控制吊具运行至所述指定车道上方与所述集卡交互取箱，取箱后控制所述自动化轨道吊运行至所述指定存储位置，并控制吊具放箱。
8.根据权利要求6所述的自动化码头堆场作业系统，其特征在于，所述收箱作业包括：
集卡从所述集卡行驶车道拐入所述集卡交互车道的指定车道，发起收箱作业请求；
所述码头操作系统基于所述收箱作业请求生成收箱作业指令下发至设备控制系统；
所述设备控制系统解析所述收箱作业指令得到集装箱在所述集装箱存储区的指定存储位置和集卡所在的指定车道，控制所述自动化轨道吊沿所述轨道吊运行轨道运行至所述指定存储位置上方，并控制吊具运行至所述指定存储位置上方收箱，收箱后控制所述自动化轨道吊运行至所述陆侧交互区，并控制吊具运行至所述指定车道上方与集卡交互放箱。
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