CN208307935U - 自动化集装箱装卸码头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化集装箱装卸码头，从陆侧向海侧的方向依次布设有闸口、集装箱堆场、场内转运车辆运行区和桥吊作业区。所述集装箱堆场沿垂直于海岸线的方向布设，并在堆场邻近海岸线的一侧设计有海侧交互区，远离海岸线的一侧设计有陆侧交互区，由此可以将场外运输车辆行走的路径与场内转运车辆行走的路径完全分离开来，避免了两种车辆因行走路线交叉而易导致场区内道路拥堵、作业流程被迫中断等问题。此外，本实用新型设计后台系统自动控制轨道吊以及场内转运车辆执行提存箱作业以及装卸船作业，由此可以提高码头的整体作业效率，减少出错率，显著提升了集装箱码头的智能化水平。

Description

自动化集装箱装卸码头

技术领域

本实用新型属于码头建设技术领域，具体地说，是涉及一种用于装卸集装箱的码头设计。

背景技术

集装箱堆场也称场站，是集装箱通关上船前的统一集合地，用于集装箱重箱或空箱的装卸、转运、保管和交接，在集装箱运输中起着非常重要的作用。对于大型集装箱码头，由于其需要存放的集装箱数目众多，为了便于存取和管理，需要将集装箱堆场划分成多个相互独立的子堆场，并且在每一个子堆场中均布设有一台轨道吊，用于对子堆场内的集装箱进行堆码以及提箱、存箱作业。

现有的集装箱码头，在布设堆场区域时，通常是按照平行于海岸线的方向布设的。即，每一个子堆场的长度延伸方向均与海岸线平行。对于负责提取和存放集装箱的场外运输车辆以及负责装船和卸船的场内转运车辆，在从堆场中提取或者存放集装箱时，两种车辆行走的路线是交叉的，容易造成拥堵而使得作业流程中断，继而影响作业效率。

此外，当场外运输车辆需要进入堆场提取或者存放集装箱时，首先必须经过码头闸口获取子堆场编号以及集装箱的堆码位置等相关信息，这些信息大多是以票单的形式在场外运输车辆通过码头闸口时，由码头工作人员下发的。司机按照票单上的信息驱车到达指定编号的子堆场，由该子堆场轨道吊司机按照票单上的集装箱堆码位置，从指定位置提取集装箱并吊放到场外运输车辆上，完成取箱作业，或者将场外运输车辆上运载的集装箱吊起并存放到堆场的指定位置，完成存箱作业。这种人工作业方式效率低，易出错，且存在较大的人身安全隐患。

发明内容

本实用新型对集装箱装卸码头采用全新的布局设计，将场外运输车辆行走的路径与场内转运车辆行走的路径完全分离开来，在提高作业效率的同时，可以实现集装箱提存以及装卸船作业的自动化控制。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种自动化集装箱装卸码头，从陆侧向海侧的方向依次布设有闸口、集装箱堆场、场内转运车辆运行区和桥吊作业区；其中，所述闸口包括入场闸口和出场闸口，所述入场闸口用于验证入场车辆和集装箱的合法性，并向司机提供入场车辆需行驶到的堆场场区位置；所述出场闸口用于验证出场车辆和集装箱的合法性，并根据验证结果放行或者禁行出场车辆；所述集装箱堆场包括多个彼此平行布设的子堆场，且每一个子堆场均垂直于海岸线，所述每一个子堆场在从陆侧向海侧的延伸方向上依次划分成三个区域，分别为陆侧交互区、堆码作业区和海侧交互区；在每一个子堆场均有独立运行的轨道吊，所述轨道吊在陆侧交互区与进入堆场的场外运输车辆交互，根据场外运输车辆所需提存的集装箱的堆码位置自动执行提箱或存箱作业；所述轨道吊在堆码作业区对集装箱进行自动堆码；所述轨道吊在海侧交互区与场内转运车辆交互，根据待装卸船的集装箱的堆码位置自动执行装船或卸船作业；在所述场内转运车辆运行区布设有用于定位场内转运车辆行走位置的定位装置；在所述桥吊作业区沿着海岸线方向依次布设有多台桥吊，所述桥吊在装船作业时将场内转运车辆运送来的集装箱吊装入船舶，在卸船作业时将船舶上的集装箱吊放至场内转运车辆上。

作为所述陆侧交互区的一种优选设计方案，本实用新型在所述陆侧交互区设置有至少一个供场外运输车辆停靠的车道，在每一个车道的一侧设置有交互亭，在所述交互亭中设置有读卡器，所述读卡器从场外运输车辆的司机出示的电子车牌中读取电子车牌号，发送至后台系统调取出与该电子车牌号相对应的集装箱堆码位置，发送至子堆场中的轨道吊，以执行集装箱的提箱或存箱作业。

作为所述海侧交互区的一种优选设计方案，本实用新型在所述海侧交互区设置有至少一个支架交互车道，在每一个支架交互车道上设置有至少一组用于支撑集装箱的支架，所述后台系统根据待装卸船的集装箱的堆码位置确定支架位置，发送至轨道吊和场内转运车辆，以执行集装箱的装船或卸船作业。

为了提高作业效率，本实用新型优选在所述每一个子堆场中均设置两台沿垂直于海岸线方向往复行走的轨道吊，分别为邻近所述陆侧交互区的陆侧轨道吊和邻近所述海侧交互区的海侧轨道吊；陆侧轨道吊工作在陆侧交互区和堆码作业区，用于与场外运输车辆配合，执行提箱和存箱作业；海侧轨道吊工作在海侧交互区和堆码作业区，用于与场内转运车辆配合，执行装船和卸船作业。

为了避免在某一台轨道吊出现故障时，导致整个堆场作业被迫中断，影响码头的作业效率，本实用新型设计所述陆侧轨道吊和海侧轨道吊行走在相同的轨道上，所述轨道从陆侧交互区的外端延伸至海侧交互区的外端，所述外端为陆侧交互区和海侧交互区远离堆码作业区的一端。采用这种设计方式，当陆侧轨道吊出现故障时，可以停靠在陆侧交互区的外端，后台系统控制海侧轨道吊在整个子堆场行走，执行全场作业；当海侧轨道吊出现故障时，可以停靠在海侧交互区的外端，后台系统控制陆侧轨道吊在整个子堆场行走，执行全场作业。

为了保护场外运输车辆司机的人身安全，本实用新型优选在所述交互亭中设置无保持功能的启停按钮，所述启停按钮连接所述陆侧轨道吊，控制陆侧轨道吊仅在所述启停按钮按下期间可在所述陆侧交互区行走。当陆侧轨道吊在陆侧交互区作业期间，若所述启停按钮抬起，则控制陆侧轨道吊原地停车，避免司机离开交互亭，进入到陆侧交互区时，因陆侧轨道吊正在作业而威胁到司机的人身安全。

为了保证场内转运车辆能够长时间的连续工作，本实用新型优选在所述支架上设置充电滑触线，在所述场内转运车辆上安装充电小车，充电小车上安装充电碳刷；所述场内转运车辆在进入海侧交互区时，控制充电碳刷伸出，与充电滑触线接触，对场内转运车辆充电。

进一步的，所述轨道吊包括主机架、吊具和用于带动所述吊具升降的卷扬机，所述吊具安装在主机架的顶部，所述卷扬机安装在主机架的其中一侧，且向外凸出于所述主机架，凸出高度为d。为了有效节约集装箱堆场的占地面积，有利于集装箱码头的整体建设，优选将多个所述的子堆场两两形成一组，每一组中的两个子堆场之间的距离小于单车道宽度，相邻两组之间形成宽度大于2d的行车道，用于维修车辆通行。优选将所述卷扬机安装在轨道吊的主机架邻近所述行车道的一侧，对于位于整个集装箱堆场最外侧的两个子堆场，将其轨道吊上的卷扬机安装在主机架朝向集装箱堆场外围的一侧。由此在为卷扬机留出安装空间的同时，可以一并形成维修车道，实现码头空间的合理利用。

作为所述场内转运车辆运行区的一种优选设计方案，所述定位装置优选采用若干个磁钉，分布在所述场内转运车辆运行区的地面上，每一个磁钉对应独立的编码；所述场内转运车辆为水平自动引导车，其上布设有雷达扫描板，所述水平自动引导车在所述场内转运车辆运行区行走期间，雷达扫描板扫描地面上的磁钉，获取磁钉的编码并发送至后台系统，以确定出水平自动引导车的物理位置，实现后台系统对水平自动引导车行车路线的自动控制。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的集装箱码头通过设计集装箱堆场沿垂直于海岸线的方向布设，并在堆场邻近海岸线的一侧设计海侧交互区，远离海岸线的一侧设计陆侧交互区，由此可以将场外运输车辆行走的路径与场内转运车辆行走的路径完全分离开来，避免了两种车辆因行走路线交叉而易导致场区内道路拥堵、作业流程被迫中断等问题。此外，本实用新型设计后台系统自动控制轨道吊以及场内转运车辆执行提存箱作业以及装卸船作业，由此可以提高码头的整体作业效率，减少出错率，显著提升了集装箱码头的智能化水平。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的自动化集装箱装卸码头的一种实施例的总体布局图；

图2是图1中的入场第一站闸口和出场第一站闸口的一种实施例的构建示意图；

图3是图1中的入场第二站闸口和出场第二站闸口的一种实施例的构建示意图；

图4是图1中的入场第三站闸口和出场第三站闸口的一种实施例的构建示意图；

图5是图1中的集装箱堆场的一种实施例的部分构建示意图；

图6是集装箱堆场的陆侧交互区的一种实施例的构建示意图；

图7是集装箱堆场的海侧交互区的一种实施例的构建示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

为了提高集装箱码头的智能化水平，实现集装箱提箱、存箱、装船、卸船作业的全自动控制，本实施例在集装箱码头布设有四个功能区，如图1所示，从陆侧向海侧的方向依次为：闸口、集装箱堆场300、场内转运车辆运行区400和桥吊作业区500。

其中，闸口作为整个集装箱码头的进出门户，用于决定是否允许场外运输车辆进入堆场或者从堆场离开，具体可以分设入场闸口100和出场闸口200两部分。其中，入场闸口100作为整个集装箱码头的入口，用于验证入场车辆和集装箱的合法性，避免有问题的车辆或集装箱进入堆场，影响堆场的安全性。对于验证为合法的车辆和集装箱，入场车辆的司机可以在入场闸口100处获取到进入堆场后需要行驶到的堆场场区位置，司机在驱车通过入场闸口100后，行驶到该堆场场区位置即可进行提箱或存箱作业。出场闸口200作为整个集装箱码头的出口，用于验证出场车辆和集装箱的合法性，并根据验证结果决定对出场车辆放行，还是禁止出场车辆离开堆场，以避免车辆将未经允许出场的集装箱运出堆场，确保场区内集装箱存放的安全性。

为了解决现有一站式闸口通车效率低、易拥堵的问题，本实施例针对集装箱码头的闸口系统提出了一种三站式闸口的设计思想，如图1所示。即，将集装箱码头的入场闸口100和出场闸口200均分成三站闸口，按照车辆的行驶方向依次定义为：第一站闸口、第二站闸口和第三站闸口。为表述清楚起见，本实施例定义入场的三站闸口分别为：入场第一站闸口110、入场第二站闸口120、入场第三站闸口130；定义出场的三站闸口分别为：出场第一站闸口210、出场第二站闸口220、出场第三站闸口230。各站闸口之间相互分离，独立设计，负责不同信息的采集和处理任务。

下面结合图2至图4，对每一站闸口的具体结构设计及其工作流程进行详细阐述。

在本实施例中，入场第一站闸口110和出场第一站闸口210可以采用相同或基本相同的结构设计构建而成，负责采集入场车辆（针对入场第一站闸口110而言）或出场车辆（针对出场第一站闸口210而言）的物理车牌号、集装箱的箱号、箱型、箱体个数等信息，并发送至后台系统，以调取已保存在后台系统中的该车辆所对应的相关信息。也就是说，在场外运输车辆进入闸口100或200前，与场外运输车辆相关的信息，包括场外运输车辆上所运载的集装箱的相关信息就已经录入到了码头的后台系统，入场闸口100的工作任务就是识别出入场车辆和集装箱是否与后台系统保存的信息一致，以拦截有问题的场外运输车辆和集装箱，避免问题车辆驶入码头的集装箱堆场300。出场闸口200的工作任务就是识别出等待出场的车辆或车辆上的集装箱是否与后台系统保存的信息一致，以拦截有问题的场外运输车辆和集装箱，避免问题车辆驶出码头的集装箱堆场300。

本实施例以入场第一站闸口110为例进行说明，如图2所示。

本实施例为了提升闸口的通行能力，优选在入场第一站闸口110布设多条并行道口，可以供多辆场外运输车辆并行通过。在第一站闸口110的每一条道口可以分别设置车辆感应门111、限高限宽门112、信号灯113、电子挡杆114以及信息采集设备115等部分。其中，车辆感应门111用于感应是否有车辆驶入入场第一站闸口110，进而能够控制信息采集设备115和限高限宽门112上的感应装置仅在有车辆入闸时启动运行，以降低系统功耗。限高限宽门112用于对车辆上运载的集装箱的高度和宽度进行限制，以阻止超高或超宽的集装箱入场。信号灯113用于对车辆是否允许通行进行指示，在默认情况下显示红灯，禁止车辆通过。电子挡杆114优选设置在限高限宽门112之后，默认为落杆状态，阻止未完成信息采集以及超高或超宽的车辆通过。布设在入场第一站闸口110的信息采集设备，主要用于采集入场车辆的物理车牌号、入场集装箱的箱号、箱型、箱体个数、箱体在托盘上的位置、箱门朝向、箱体有无残损等信息，并将采集信息发送至后台系统。后台系统可以根据采集到的物理车牌号或者集装箱的箱号调取出与该车辆相对应的相关信息列表，比对其中的物理车牌号、箱号、箱型、箱体个数等信息，并将采集到的箱体在托盘上的位置、箱门朝向、箱体有无残损等信息补入到所述列表中。

在本实施例中，优选采用闸口摄像头拍照、后台图像识别相结合的方式，完成入场车辆和集装箱的信息采集工作。即，本实施例采用摄像头作为信息采集设备115，安装在入场第一站闸口110，优选安装在每一条道口的限高限宽门112上，以便从多个角度拍摄入场的车辆和集装箱，并将照片发送至后台系统，利用成熟的图像识别技术，从拍摄到的照片中提取出入场车辆的物理车牌号、入场集装箱的箱号、箱型、箱体个数、箱体在托盘上的位置、箱门朝向、箱体有无残损等信息，以用于后期对入场车辆和集装箱的验证工作。

下面对入场第一站闸口110的作业流程进行具体阐述。

当场外运输车辆（所述场外运输车辆可以是准备入场提箱的空车，也可以是运载有集装箱准备入场存箱的重车）到达码头时，首先需要经过入场第一站闸口110。

当入场第一站闸口110中的车辆感应门111感应到有车辆经过时，启动摄像头115以及限高限宽门112上的感应装置上电运行。摄像头115对驶入的车辆和集装箱（针对重车而言）进行拍照，并将拍摄到的照片及时地发送至后台系统。

场外运输车辆在通过限高限宽门112时，若发生碰撞，则认为车辆异常，生成超限警示信号发送至后台系统，并控制信号灯113红灯亮起，电子挡杆114保持落杆状态，阻止车辆通过。同时，限高限宽门112上的感应装置发出系统报警提示，通知作业人员对该车辆进行人工处理。待处理完毕后，可以手动控制电子挡杆114升起，信号灯113绿灯亮起，道口恢复使用。

若场外运输车辆在通过限高限宽门112时未发生碰撞，则后台系统对摄像头115上传的照片进行图像识别，提取出其中的车辆物理车牌号、集装箱箱号、箱型、箱体个数、箱体在托盘上的位置、箱门朝向、箱体有无残损等信息。

在信息采集结束后，自动控制电子挡杆114升起，信号灯113绿灯亮起，车辆放行。

在场外运输车辆从入场第一站闸口110驶向入场第二站闸口120的这段期间内，后台系统根据提取出的车辆的物理车牌号或者集装箱的箱号查找其已保存的信息列表，找出该车辆所对应的相关信息列表，比对其中的物理车牌号、箱号、箱型、箱体个数等信息，若全部相符，则进一步判断箱体有无残损，若箱体完好，则通过初步验证（第一站验证），并将采集到的箱体在托盘上的位置以及箱门朝向等信息补充到该车辆所对应的相关信息列表中。若箱体有残损或者信息对比结果不完全相符，则直接判定为异常车辆，完成第一站验证，待该车辆驶入入场第二站闸口120时，指导该车辆进入缓冲区，等待人工查验。

在本实施例中，为了尽量缩短车辆通过闸口的时间，优选设计所述入场第一站闸口110与入场第二站闸口120之间的距离D≥S*T。其中，S为车辆在入场第一站闸口110与入场第二站闸口120之间行驶所允许的最高时速，本实施例优选设定为30公里/小时；T为后台系统根据在入场第一站闸口110采集到的信息完成第一站验证所需的时间。采用这种设计方式，后台系统可以充分利用车辆在两站闸口之间行驶的这段时间来完成采集信息的比对和校验工作，当车辆到达入场第二站闸口120时，第一站验证结果已经生成，由此便可以缩短车辆在入场第二站闸口120等待验证的时间。

在本实施例中，对于出场第一站闸口210的结构设计和信息采集处理流程可以同入场第一站闸口110。即，在出场第一站闸口210的每一条道口也可以分别设置车辆感应门、限高限宽门、信号灯、电子挡杆以及信息采集设备等部件，以完成出场车辆及集装箱的信息采集工作。当然，在信息采集和处理流程上也可以略有差别，例如，在出场第一站闸口210可以仅采集出场车辆的物理车牌号、集装箱的箱号、箱型、箱体个数等信息，发送至后台系统进行信息比对，完成初步验证，而无需采集箱体在托盘上的位置、箱门朝向、箱体有无残损等信息，由此可以进一步提升出场闸口200的通行效率。

同理，优选设计所述出场第一站闸口210与出场第二站闸口220之间的距离也为D≥S*T。后台系统可以充分利用车辆在出场第一站闸口210与出场第二站闸口220之间行驶的这段时间来完成采集信息的比对和校验工作。当车辆到达出场第二站闸口220时，第一站验证结果已经生成，由此便可以缩短车辆在出场第二站闸口220等待验证的时间。

在本实施例中，入场第二站闸口120和出场第二站闸口220也可以采用相同或基本相同的结构设计构建而成，负责采集入场车辆（针对入场第二站闸口120而言）或出场车辆（针对出场第二站闸口220而言）的电子车牌号、司机身份信息以及车辆的重量信息等，发送至后台系统。后台系统利用其在第一站闸口处理流程中调取出的该车辆所对应的相关信息列表，来验证车辆和司机身份的合法性，并根据相关信息列表中记载的集装箱重量信息验证该车辆所运载的集装箱的重量是否存在异常，并根据验证结果生成目的地信息，发送至入场第二站闸口120或出场第二站闸口220，以指导司机的行驶方向。

本实施例以入场第二站闸口120为例进行说明，如图3所示。

本实施例为了提升闸口的通行能力，优选在入场第二站闸口120布设多条并行道口，可以供多辆场外运输车辆并行通过。在每一条道口可以分别设置读卡器121（例如RFID读卡器和身份卡读卡器）、地磅122、信号灯123、电子挡杆124等部分。其中，RFID读卡器和身份卡读卡器121可以安装在一个载体上，分别用于采集车辆的电子车牌号和司机身份信息。地磅122安装在每一条道口的路面上，在车辆入闸时用于感测车辆的重量，进而根据重量判断入场车辆是空车还是重车。若为运载有集装箱的重车，则可以根据感测到的车辆重量间接地计算出集装箱的重量，以用于后期的信息比对。信号灯123用于对车辆是否允许通行进行指示，在默认情况下显示红灯，禁止车辆通过。电子挡杆124默认为落杆状态，仅在后台系统反馈回目的地信息后，电子挡杆124抬起，允许车辆通过。

下面对入场第二站闸口120的作业流程进行具体阐述。

当场外运输车辆通过入场第一站闸口110到达入场第二站闸口120时，车辆行驶到地磅122上停车。将RFID读卡器和身份卡读卡器121布设在地磅122的一旁，提示司机出示电子车牌和身份卡，并分别接近RFID读卡器和身份卡读卡器121，以读取其中的电子车牌号和司机身份信息，上传至后台系统。

在电子车牌号和司机身份信息采集完成后，后台系统根据地磅122采集到的重量计算出集装箱的重量，并将电子车牌号、司机身份信息以及集装箱重量与在先调取出的该车辆所对应的相关信息列表中保存的相关数据进行比对，若相符，则通过验证；若不相符，则验证失败。在本实施例中，若该车辆在入场第一站闸口110未通过第一站验证，则无论在入场第二站闸口120是否通过验证，都判定为问题车辆，生成验证失败的最终结果。

对于验证失败的问题车辆，后台系统将目的地信息置为“缓冲区”，发送至入场第二站闸口120，一方面通过布设在入场第二站闸口120中的显示屏进行显示；另一方面通过布设在入场第二站闸口120中的打印机打印出写有“缓冲区”字样的小票，提供给司机，以指示司机将车辆驶入缓冲区，等待人工处理。

对于通过验证的正常车辆，后台系统将调取出的场区位置（子堆场的编号）作为目的地信息，发送至入场第二站闸口120，一方面通过显示屏进行显示；另一方面通过打印机打印出写有“场区位置***”字样的小票，提供给司机，以指示司机将车辆开至哪个子堆场。

当然，后台系统也可以将目的地信息直接发送至司机手机，以指示司机的行车方向。对于司机的手机号码可以在司机身份信息采集阶段进行收集。

在司机获取到目的地信息后，信号灯123绿灯亮起，电子挡杆124自动抬起，允许车辆通过。

在本实施例中，对于出场第二站闸口220的结构设计和信息采集处理流程可以同入场第二站闸口120。即，在出场第二站闸口220的每一条道口也可以分别设置读卡器、地磅、信号灯、电子挡杆等部件。当然，在信息采集和处理流程上也可以略有差别。例如，后台系统根据地磅采集到的重量判断车辆是空车还是重车，若为重车，则进一步计算集装箱的重量，并与保存的相关信息列表中的集装箱重量数据进行比对，若通过验证，则反馈“通行”字样，指示司机驶向出场第三站闸口230；若验证失败，则反馈“缓冲区”的字样，指示司机驶向缓冲区，等待人工处理。

本实施例在入场第二站闸口120与入场第三站闸口130之间设立有供问题车辆停放的缓冲区140，结合图1所示。所述缓冲区140设立在偏离入场第二站闸口120与入场第三站闸口130之间的主行车道的位置处，同样，所述缓冲区140也偏离出场第二站闸口220与出场第三站闸口230之间的主行车道，对于有问题的出场车辆也需驶入缓冲区140。在缓冲区140中可以设立人工服务站，问题车辆可以在缓冲区140接收人工处理。消除问题的车辆可以继续通过第三站闸口，未消除问题的车辆不允许出入集装箱堆场，以提高堆场中集装箱存放的安全性。

在本实施例中，入场第三站闸口130和出场第三站闸口230也可以采用相同或基本相同的结构设计构建而成，负责放行通过验证的车辆，拦截未通过验证的车辆。

本实施例以入场第三站闸口130为例进行说明，如图4所示。

本实施例为了提升闸口的通行能力，优选在入场第三站闸口130布设多条并行道口，可以供多辆场外运输车辆并行通过。在每一条道口可以分别设置RFID读卡器132、信号灯133、电子挡杆134，还可以选择性地设置车辆感应门131。

当车辆驶入入场第三站闸口130时，首先经过车辆感应门131。车辆感应门131在感应到有车辆经过时，启动RFID读卡器132采集电子车牌信息。信号灯133用于对车辆是否允许通行进行指示，在默认情况下显示红灯，禁止车辆通过。电子挡杆134默认为落杆状态，仅在后台系统反馈准入指令（针对入场第三站闸口130而言）或放行指令（针对出场第三站闸口230而言）时，电子挡杆134抬起，允许车辆通过。

下面对入场第三站闸口130的作业流程进行具体阐述。

当车辆进入入场第三站闸口130后，要求司机出示电子车牌并接近RFID读卡器132，以读取车辆的电子车牌号，并发送至后台系统以调取是否准入的指令。

当然，也可以在入场第三站闸口130同时设置身份卡读卡器和对讲机。当RFID读卡器132读卡不成功时，可以要求司机出示身份卡并接近身份卡读卡器，通过采集司机的身份信息，并发送至后台系统以调取是否准入的指令。若司机无身份卡，则可以通过对讲机与工作人员通话，确认车辆是否准入。若准入，则人工开启电子挡杆134，放行车辆；若禁行，则触发报警提示，通知保安将车辆押送到缓冲区140。

若后台系统根据采集到的电子车牌号或者司机身份信息调取出该车辆的验证结果是“准入”，则向入场第三站闸口130发送准入指令；若调取出该车辆的验证结果是“禁行”，则向入场第三站闸口130发送禁行指令。

入场第三站闸口130在接收到准入指令时，控制信号灯133的绿灯点亮，电子挡杆13升起，车辆放行，驶入集装箱堆场300。在接收到禁行指令时，控制信号灯133的红灯亮起，并保持电子挡杆134的落杆状态，禁止车辆驶入集装箱堆场300，并启动报警提示，通知保安将车辆押送至缓冲区140，等待人工处理。

在本实施例中，出场第三站闸口230的结构设计和信息采集处理流程可以同入场第三站闸口130。即，在出场第三站闸口230的每一条道口也可以分别设置车辆感应门、RFID读卡器、信号灯、电子挡杆等部件。当出场的车辆通过验证时，后台系统向出场第三站闸口230发送放行指令，抬起电子挡杆，允许车辆驶离堆场。若出场车辆未通过验证，则后台系统向出场第三站闸口230发送禁行指令，保持电子挡杆的落杆状态，禁止车辆驶离堆场，并启动报警提示，通知保安将车辆押送至缓冲区140，等待人工处理。

本实施例通过将集装箱码头的入场闸口100和出场闸口200设计成三站式闸口，相比传统的一站式闸口，通车效率更高，闸口拥堵发生的几率更低，对于提升整个集装箱码头的物流作业效率可以起到至关重要的作用。

场外运输车辆通过入场闸口100后，驶向集装箱堆场300，并按照获取到的堆场场区位置到达对应的子堆场。

如图1所示，本实施例的集装箱堆场300包括多个彼此平行布设的子堆场301，且每一个子堆场301均垂直于海岸线600。本实施例将每一个子堆场301划分成三个区域，在从陆侧向海侧的延伸方向依次为：陆侧交互区310、堆码作业区320、海侧交互区330。在每一个子堆场301中均设置有独立运行的轨道吊321、322，结合图5所示。所述轨道吊321、322在宽度方向上横跨子堆场301，沿子堆场301的长度方向（垂直于海岸线600的方向）往复行走，对集装箱进行提箱、存箱和堆码操作。本实施例设计入场闸口100和出场闸口200位于陆侧交互区310的同一侧，且一左一右分开布设。在陆侧交互区310与闸口100、200之间铺设行车道700，供场外运输车辆行驶。场外运输车辆在通过入场闸口100后，沿行车道700行驶，到达指定子堆场的陆侧交互区310，与该子堆场的轨道吊321配合，执行提箱或存箱作业。待提箱或存箱作业结束后，场外运输车辆沿行车道700行驶，到达出场闸口200，经由出场闸口200驶离码头。由于场外运输车辆仅在入场闸口100、出场闸口200和陆侧交互区310这一方区域行驶，远离场内转运车辆运行区400，因此不会与场内转运车辆相遇，从而可以很好地解决因两种车辆行走路线交叉而易导致的道路拥堵、作业流程被迫中断等问题，有助于提升码头的整体作业效率。设计每一个子堆场301的海侧交互区330和陆侧交互区310分置于堆码作业区320的相对两端，海侧交互区330邻接场内转运车辆运行区400，用于轨道吊322与场内转运车辆的交互，协作执行集装箱的装船和卸船任务。

作为本实施例的一种优选设计方案，本实施例优选在每一个子堆场301中设置两台轨道吊321、322，如图5所示。两台轨道吊321、322行走在相同的轨道323上，所述轨道323从陆侧交互区310的外端311延伸至海侧交互区330的外端331，所述外端311、331为陆侧交互区310和海侧交互区330远离堆码作业区320的一端，结合图6、图7所示。其中，定义两台轨道吊中邻近陆侧交互区310的轨道吊为陆侧轨道吊321，邻近海侧交互区330的轨道吊为海侧轨道吊322。陆侧轨道吊321工作在陆侧交互区310和堆码作业区320，用于与场外运输车辆配合，执行提箱和存箱作业。海侧轨道吊322工作在海侧交互区330和堆码作业区320，用于与场内转运车辆配合，执行装船和卸船作业。

当陆侧轨道吊321出现故障时，可以将陆侧轨道吊321停靠在陆侧交互区310的外端311，此时，后台系统可以控制海侧轨道吊322在整个子堆场301行走，执行全场作业。当海侧轨道吊322出现故障时，可以将海侧轨道吊322停靠在海侧交互区330的外端331，此时，后台系统可以控制陆侧轨道吊321在整个子堆场301行走，执行全场作业。这种双轨道吊的设计方式，可以在很大程度上保证码头作业的连续性，并且每一个轨道吊321、322的场区行走距离可以缩短一半，有利于提升作业效率。

下面结合图6，对陆侧交互区310的具体构建以及提箱和存箱作业流程进行详细阐述。

本实施例在每一个子堆场301的陆侧交互区310设置有至少一个供场外运输车辆1停靠的车道312，图6中示出了五个车道312的情况。在每一个车道312的一侧分别设置有一个交互亭313，交互亭313具有顶棚，交互亭313中安装有读卡器314、显示屏和启停按钮315。当场外运输车辆1根据其在通过入场闸口100时接收到的堆场场区位置行驶到指定子堆场的指定车道312时，司机下车进入交互亭313，出示电子车牌并接近读卡器314。读卡器314从电子车牌中读取电子车牌号，发送至后台系统。后台系统在接收到电子车牌号后，调取出与该电子车牌号相对应的信息，然后核实该交互亭313（每一个交互亭313及交互亭313中的读卡器314都对应唯一的编码）所在的子堆场是否与所述电子车牌号所对应的堆场场区位置一致；若不一致，则认为场外运输车辆没有进入正确堆场，此时，后台系统发送错误信息至所述交互亭313，通过交互亭313中的显示屏反馈给场外运输车辆的司机，提醒其目的地错误；若一致，后台系统调取任务类型和集装箱在堆码作业区中的堆码位置，并发送给陆侧轨道吊321。陆侧轨道吊321在接收到提箱任务时，根据接收到的堆码位置从堆码作业区320提取出集装箱，并行走至堆码作业区320与陆侧交互区310的交界位置处等待，直到启停按钮315被按下。为了确保轨道吊在陆侧交互区310作业期间，司机始终待在交互亭313内，避免司机的人身安全受到危险，本实施例优选在交互亭313中设置无保持功能的启停按钮315。当司机按下启停按钮315时，陆侧轨道吊321进入陆侧交互区310，将其提取的集装箱吊放至场外运输车辆1上，并返回堆码作业区320，以完成提箱作业。若陆侧轨道吊321接收到的是存箱任务，则陆侧轨道吊321空吊具325行走至堆码作业区320与陆侧交互区310的交界位置处等待，直到司机按下启停按钮315时，陆侧轨道吊321进入陆侧交互区310，从场外运输车辆1上抓取集装器2，返回堆码作业区320，并停放到指定的堆码位置，完成存箱作业。陆侧轨道吊321在陆侧交互区310工作期间，若启停按钮315抬起，则表示司机有可能离开交互亭313。此时，为确保司机的人身安全，设计陆侧轨道吊321在启停按钮315抬起时原地停车，避免吊具325或吊起的集装箱2砸碰到司机。

下面结合图7，对海侧交互区330的具体构建以及装船和卸船作业流程进行详细阐述。

本实施例在每一个子堆场301的海侧交互区330分别设置有至少一个支架交互车道332，图7示出了三个支架交互车道332的情况。在每一个支架交互车道332上可以至少设置一组用于支撑集装箱的支架333，图7中四个支架形成一组，适合支撑一个20尺的集装箱。对于40尺或者更大尺寸的集装箱，可以支撑在两组所述的支架333上。

当需要执行装船作业流程（将集装箱堆场300中存放的集装箱转移至停靠在码头的船舶上）时，首先利用桥吊作业区500内布设的信息采集设备采集停靠在该桥吊作业区500所对应的海岸线处的船舶的标识码，发送至后台系统，以调取出该船舶所需要运送的集装箱的相关信息，例如集装箱所在的堆场场区位置（子堆场编号）、堆码位置等，然后根据调取出的相关信息确定支架位置，发送至相应子堆场的海侧轨道吊322和场内转运车辆，指导海侧轨道吊322从集装箱堆场300中提取出需要装船的集装箱2，并停放到与所述支架位置相对应的支架333上。场内转运车辆接收到支架位置后，从场内转运车辆运行区400自动行驶到该支架位置所对应的支架交互车道332，并停车于该支架位置所对应的支架333处。此时，支架333上停放的集装箱2位于场内转运车辆的上方，场内转运车辆控制其承载平台升高，顶起支架333上的集装箱，并驶离海侧交互区330。

场内转运车辆运载着待装船的集装箱进入场内转运车辆运行区400。如图1所示，在场内转运车辆运行区400布设有用于定位场内转运车辆行走位置的定位装置401，本实施例优选以在场内转运车辆运行区400的地面上布设磁钉的方式设计所述定位装置。所述磁钉401包括若干个，呈矩阵形式分布在场内转运车辆运行区400的地面上，且每一个磁钉401均对应独立的编码。本实施例采用水平自动引导车作为所述的场内转运车辆，其上布设雷达扫描板。水平自动引导车在场内转运车辆运行区400行走的期间，通过雷达扫描板扫描地面上的磁钉401，获取磁钉401的编码并发送至后台系统，以计算出水平自动引导车的物理位置。后台系统根据水平自动引导车的物理位置以及船舶的停靠位置自动生成行车路线，发送至水平自动引导车，从而对水平自动引导车的运行进行调度。

水平自动引导车将待装船的集装箱运送到场内转运车辆运行区400与桥吊作业区500的交界位置，通过桥吊将水平自动引导车上的集装箱吊装入船舶，完成装船作业。

本实施例在桥吊作业区500，沿着海岸线600的方向依次布设有多台桥吊501，如图1所示，每一台桥吊501对应唯一的编码。当船舶需要在码头停靠时，后台系统会自动为船舶安排停靠位置，所述停靠位置与桥吊编码相对应，桥吊编码与船舶标识码会关联保存在后台系统的信息列表中。后台系统在执行装船作业流程时，根据船舶所对应的桥吊编码确定水平自动引导车行驶的目的地，进而控制水平自动引导车行驶到桥吊编码所对应的桥吊501位置处，然后将集装箱在船舶中的停放位置发送给桥吊501，通过桥吊501自动完成集装箱的装船作业。

反之，当需要执行卸船作业流程（将船舶上的集装箱转移至集装箱堆场300中）时，后台系统根据船舶的标识码调取出其对应的桥吊编码、堆场场区位置（子堆场编号）、堆码位置等相关信息，生成卸船作业任务和集装箱在船舶中的停放位置发送给该桥吊编码所对应的桥吊501，控制桥吊501从船舶中取出集装箱并吊放至水平自动引导车上。然后，后台系统根据桥吊编码和堆场场区位置生成行走路线，控制水平自动引导车将集装箱转运至该堆场场区位置所对应的海侧交互区330，并停放到指定的支架333上。而后，后台系统将该支架位置和堆码位置发送给该堆场场区位置所对应的海侧轨道吊322，通过海侧轨道吊322从该支架333提取集装箱并存放到作数堆码位置，完成卸船作业。

在设计集装箱堆场300时，考虑到每一台轨道吊321、322上都安装有用于带动吊具325升降的卷扬机324，如图5所示。所述卷扬机324通常安装在轨道吊的主机架326的一侧，且外凸于主机架326，凸出高度为d。所述d通常在2米左右。在集装箱堆场300的传统设计中，每一个子堆场的轨道吊，其卷扬机324位于主机架326的同一侧，且相邻两个子堆场之间形成宽度大于d的维修车道，所述维修车道的宽度至少应略大于常规的单车道宽度，例如d=5米，以供维修车辆通过，方便维修车辆在轨道吊出现故障时实施维修操作。这种传统设计会导致整个集装箱堆场300的占地面积较大，不利于小型码头的建设。

本实施例为了解决上述问题，将集装箱堆场300中的各个子堆场进行分组，按照相邻子堆场两两形成一组的方式划分，每一组中的两个子堆场之间的间距W1小于单车道宽度，例如W1=2~3米，相邻两组之间形成宽度W2大于2d的行车道326，例如W2=5~6米，用于维修车辆通行。将每一个子堆场中的两台轨道吊321、322上的卷扬机324分别安装在其主机架326的同一侧，且位于邻近所述行车道327的一侧，即，每一组中的两个子堆场上的轨道吊，其彼此相邻的一侧不安装卷扬机324，相背离的一侧安装卷扬机324，这样就可以尽量缩小两个子堆场之间的间距W1。相邻两组子堆场的卷扬机324彼此正对，留出宽度W2大于2d的行车道326，满足轨道吊的错车要求。设计宽度W2大于正规单车道的宽度，因此可以满足维修车辆的通行要求。对于位于整个集装箱堆场300最外侧的两个子堆场而言，其轨道吊321、322上的卷扬机324可以安装在其主机架326朝向集装箱堆场300外围的一侧，由此便可以缩小整个集装箱堆场300的占地面积，便于码头的整体布局。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动化集装箱装卸码头，其特征在于，从陆侧向海侧的方向依次布设有：

闸口，其包括入场闸口和出场闸口，所述入场闸口用于验证入场车辆和集装箱的合法性，并向司机提供入场车辆需行驶到的堆场场区位置；所述出场闸口用于验证出场车辆和集装箱的合法性，并根据验证结果放行或者禁行出场车辆；

集装箱堆场，其包括多个彼此平行布设的子堆场，且每一个子堆场均垂直于海岸线，所述每一个子堆场在从陆侧向海侧的延伸方向上依次划分成三个区域，分别为陆侧交互区、堆码作业区和海侧交互区；在每一个子堆场均有独立运行的轨道吊，所述轨道吊在陆侧交互区与进入堆场的场外运输车辆交互，根据场外运输车辆所需提存的集装箱的堆码位置自动执行提箱或存箱作业；所述轨道吊在堆码作业区对集装箱进行自动堆码；所述轨道吊在海侧交互区与场内转运车辆交互，根据待装卸船的集装箱的堆码位置自动执行装船或卸船作业；

场内转运车辆运行区，其布设有用于定位场内转运车辆行走位置的定位装置；

桥吊作业区，其沿着海岸线方向依次布设有多台桥吊，所述桥吊在装船作业时将场内转运车辆运送来的集装箱吊装入船舶，在卸船作业时将船舶上的集装箱吊放至场内转运车辆上。

2.根据权利要求1所述的自动化集装箱装卸码头，其特征在于，在所述陆侧交互区设置有至少一个供场外运输车辆停靠的车道，在每一个车道的一侧设置有交互亭，在所述交互亭中设置有读卡器，所述读卡器从场外运输车辆的司机出示的电子车牌中读取电子车牌号，发送至后台系统调取出与该电子车牌号相对应的集装箱堆码位置，发送至子堆场中的轨道吊，以执行集装箱的提箱或存箱作业；

在所述海侧交互区设置有至少一个支架交互车道，在每一个支架交互车道上设置有至少一组用于支撑集装箱的支架，所述后台系统根据待装卸船的集装箱的堆码位置确定支架位置，发送至轨道吊和场内转运车辆，以执行集装箱的装船或卸船作业。

3.根据权利要求2所述的自动化集装箱装卸码头，其特征在于，在所述每一个子堆场均设置有两台沿垂直于海岸线方向往复行走的轨道吊，分别为邻近所述陆侧交互区的陆侧轨道吊和邻近所述海侧交互区的海侧轨道吊。

4.根据权利要求3所述的自动化集装箱装卸码头，其特征在于，所述陆侧轨道吊和海侧轨道吊行走在相同的轨道上，所述轨道从陆侧交互区的外端延伸至海侧交互区的外端，所述外端为陆侧交互区和海侧交互区远离堆码作业区的一端。

5.根据权利要求3所述的自动化集装箱装卸码头，其特征在于，在所述交互亭中设置有无保持功能的启停按钮，所述启停按钮连接所述陆侧轨道吊，控制陆侧轨道吊仅在所述启停按钮按下期间可在所述陆侧交互区行走。

6.根据权利要求2所述的自动化集装箱装卸码头，其特征在于，在所述支架上设置有充电滑触线，在所述场内转运车辆上安装有充电小车，充电小车上安装有充电碳刷；所述场内转运车辆在进入海侧交互区时，控制充电碳刷伸出，与充电滑触线接触，对场内转运车辆充电。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的自动化集装箱装卸码头，其特征在于，所述轨道吊包括主机架、吊具和用于带动所述吊具升降的卷扬机，所述吊具安装在主机架的顶部，所述卷扬机安装在主机架的其中一侧，且向外凸出于所述主机架，凸出高度为d；多个所述的子堆场两两形成一组，每一组中的两个子堆场之间的距离小于单车道宽度，相邻两组之间形成宽度大于2d的行车道，用于维修车辆通行；所述卷扬机安装在轨道吊的主机架邻近所述行车道的一侧，位于整个集装箱堆场最外侧的两个子堆场，其轨道吊上的卷扬机安装在主机架朝向集装箱堆场外围的一侧。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的自动化集装箱装卸码头，其特征在于，所述定位装置为若干个磁钉，分布在所述场内转运车辆运行区的地面上，每一个磁钉对应独立的编码；所述场内转运车辆为水平自动引导车，其上布设有雷达扫描板，所述水平自动引导车在所述场内转运车辆运行区行走期间，雷达扫描板扫描地面上的磁钉，获取磁钉的编码并发送至后台系统，确定出水平自动引导车的物理位置。