DE3526564A1 - Containerumschlaganlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Containerumschlaganlage der im Oberbegriff des Ansruchs 1 definierten Gattung.

Bei einer bekannten Containerumschlaganlage dieser Art sind die Container-Abstellflächen durch Farbmarkierungen gekennzeichnet und die Transportwege zu den Abstellflächen ausgeschildert. Erhält ein Containertransport-Fahrzeug einen Umschlagbefehl von der Zentrale übermittelt, so muß der Fahrer anhand der Ausschilderung und Farbmarkierungen die angegebene Abstellfläche aufsuchen, den dort abgestellten Container aufnehmen bzw. den bereits geladenen Container auf der vorgegebenen Abstellfläche abstellen und die Ausführung des Umschlagbefehls an die Zentrale rückmelden.

Bei einer solchen Containerumschlaganlage ist nicht nur dem Irrtum des Fahrers beim Aufsuchen und Identifizieren der vorgegebenen Abstellfläche Tür und Tor geöffnet, sondern sind auch nicht unbeträchtliche finanzielle Aufwendungen für die Ausschilderung und für die Aufbringung der Farbmarkierungen, einschließlich der jährlich erforderlichen Farbauffrischung, zu veranschlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Containerumschlaganlage der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß einerseits eine automatische Identifizierung des jeweils vom Containertransport-Fahrzeug zum Auf- oder Abladen eines Containers angefahrenen Abstellplatzes möglich ist und dabei Markierungen und/oder Ausschilderungen der Abstellflächen und Transportwege wesentlich reduziert werden oder ganz entfallen können und daß andererseits eine Rationalisierung des Containerumschlags durch Zuweisung von Umschlagbefehlen an Fahrzeugen, die nach dem Kriterium des kürzesten Abfahrweges ausgesucht sind, erreicht werden kann.

Die Aufgabe ist bei einer Containerumschlaganlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Containerumschlaganlage hat den Vorteil, daß die Position aller an beliebigen Stellen des Lagerplatzes momentan befindlichen Containertransport-Fahrzeuge jederzeit automatisch ermittelt und dem Fahrzeugführer und der Zentrale sichtbar angezeigt wird. Damit kennt sowohl jedes Fahrzeug seinen eigenen momentanen Standort als auch die Zentrale die Momentanstandorte aller auf dem Lagerplatz vorhandenen Fahrzeuge, ohne daß zu dieser Positionskenntnis umfangreiche Farbmarkierungen oder detaillierte Ausschilderungen des Lagerplatzes erforderlich wären. Bei Absetzen eines Containers an einem Abstellplatz kann die Fahrzeugposition automatisch an die Zentrale übermittelt und damit von dieser die richtige Ausführung des übermittelten Umschlagbefehls überprüft werden. Fehlbelegungen von Abstellflächen, die bisher nur mit immens großem Suchaufwand korrigiert werden konnten, werden somit zuverlässig ausgeschlossen. Darüber hinaus können in der Zentrale aufgelaufene Umschlagbefehle nach dem Kriterium des kürzesten Anfahrweges sortiert und ein Umschlagbefehl an dasjenige Fahrzeug übermittelt werden, welches aufgrund seines momentanen Standortes die Umsetzung, Ein- oder Auslagerung des Containers in kürzester Zeit ausführen kann. Der damit erzielte Rationalisierungseffekt ist beträchtlich.

Insgesamt werden bei der bekannten Containerumschlaganlage nicht nur die Container-Umschlagzeiten wesentlich verkürzt, sondern auch die Kosten für die Instandsetzung und Instandhaltung des Lagerplatzes erheblich reduziert.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Containerumschlaganlage ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen 2 bis 7.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 2. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß ein im Containertransport- Fahrzeug installierter Empfänger von den von den beiden stationären Sendern ausgesendeten Sendestrahlen nicht gleichzeitig, sondern immer sukzessive getroffen wird, so daß der Empfang des einen Sendestrahls nicht durch den anderen gestört werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 3. Durch die im Azimut sehr schmale Sendecharakteristik des Sendestrahls läßt sich eine hohe Auflösung bei der Positionsbestimmung des Fahrzeugs erreichen. Die in Vertikalrichtung breite Sendecharakteristik stellt einen zuverlässigen Empfang der Sendestrahlen in allen Containertransport-Fahrzeugen sicher, unabhängig von der Höhe der am Fahrzeug angeordneten Empfangsantenne und von der Geländestruktur des Lagerplatzes.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 4. Durch diese Maßnahmen wird in sehr einfacher und kostensparender Weise die im Sendestrahl enthaltene Richtungsinformation erhalten. Diese Richtungsinformation ist eine duch die Zählfrequenz des Zählers bestimmte Zeitinformation, die in Verbindung mit der bekannten, konstanten Umlaufgeschwindigkeit der Sendestrahlen eine Information über den Azimutwinkel der momentanen Senderichtung bildet.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Containerumschlaganlage,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Senders der Containerumschlaganlage in Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer in einem Containertranport-Fahrzeug der Containerumschlaganlage in Fig. 1 vorhandenen Empfangs- und Auswertevorrichtung.

Die in Fig. 1 skizzierte Containerumschlaganlage weist einen Lagerplatz 10 mit einer Vielzahl von Container-Abstellflächen 11 auf. Im Beispiel sind die Abstellflächen 11 in Blöcken A bis D zusammengefaßt, die wiederum in Abstellgruppen I bis III unterteilt sind. Weitere Abstellflächen 11 sind im Arbeitsbereich einer Container-Brücke 12 vorhanden, die auf einer Laufschiene 13 verfahrbar ist und mit welcher Container von den Abstellflächen 11 auf Container- Schiffen 14 oder umgekehrt umgeschlagen werden können.

Die Ein- und Auslagerung von Containern und die Verbringung von Containern von den Abstellflächen 11 in den Blöcken A bis D zu den Abstellflächen 11 im Container-Brücken-Bereich und umgekehrt erfolgt mit einer Vielzahl von Containertransport-Fahrzeugen 15. Die Umsetzbewegungen der einzelnen Container von den verschiedenen Abstellflächen 11 sind durch Pfeile sybolisiert. Die Fahrzeuge 15 kommunizieren über eine Funkverbindung mit einer Zentrale 16. Sie erhalten von dieser Container-Umschlagbefehle und melden die Ausführung dieser Umschlagbefehle an die Zentrale 16 zurück. In der Zentrale 16 werden alle Containerbewegungen registriert, so daß hier jederzeit eine komplette Übersicht über die Belegung des Lagerplatzes 10 vorhanden ist.

Im oder am Lagerplatz 10 sind zwei stationäre Sender 17, 18 jeweils auf einem Sendemast angeordnet. Jeder Sender 17, 18 sendet gebündelte Wellenenergie in Form eines in Horizontalrichtung sehr schmalen und in Vertikalrichtung relativ breiten Sendestrahls 19, 20 aus, der mit konstanter Winkelgeschwindigkeit fortlaufend den Lagerplatz 10 überstreicht. In jedem Sendestrahl ist dabei eine Richtungsinformation codiert enthalten, die Auskunft über die momentane Abstrahlrichtung, bezogen auf eine Referenzlinie, gibt. So ist z. B. in dem in Fig. 1 schematisch durch Strichlinierung angedeuteten Sendestrahl 20 in einem Zeitpunkt t ₁ die Winkelinformation β ₁ und zu einem späteren Zeitpunkt t ₂ die Winkelinformation β ₂ enthalten. In Gleicher Weise ist in dem Sendestrahl 19 zu einem Zeitpunkt t ₃ die Winkelfinformation α ₁ und zu einem späteren Zeitpunkt t ₄ die Winkelinformation α ₂ enthalten.

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Sender 17, 18 als Lasersender ausgebildet. Unter bestimmten Bedingungen kann es allerdings auch zweckmäßig sein, die Sender 17, 18 als Mikrowellensender auszubilden, deren Sendefrequenz im GHz-Bereich liegt.

Die Lasersender 17, 18 sind identisch ausgebildet und im Blockschaltbild in Fig. 2 dargestellt. Jeder Sender 17 bzw. 18 weist einen Laser 21, z. B. einen Helium/Neon-Laser, auf. Das von dem Laser 21 emittierte Licht gelangt über eine Sendeoptik 22 auf einen sehr schmalen, ebenen Ablenkspiegel 23, der schräg zur Achse eines Rotors 24 auf diesem angeordnet ist. Der Rotor 24 wird von einem Synchronmotor 25 mit konstanter Drehzahl angetrieben. Durch den schmalen, rotierenden Ablenkspiegel 23 wird somit ein Sendestrahl 19 bzw. 20 erzeugt, der in Azimutrichtung sehr scharf gebündelt ist und mit der Drehgeschwindigkeit des Rotors 24 über den Azimut wandert. Durch entsprechende Blenden 26, 27 (Fig. 1) können die Sendestrahlen 19, 20 in einem bestimmten Winkelbereich abgedeckt werden, so daß sie nur den Lagerplatz 10 kontinuierlich überstreichen. Anstelle der Rotation des Ablenkspiegels 23 und der Blenden 26, 27 kann auch eine Schwenkung des Ablenkspiegels 23 über einen 180°-Bereich mit konstanter Schwenkgeschwindigkeit vorgenommen werden. Die Bewegung der beiden Sendestrahlen 19, 20 ist durch Synchronisation der Motoren 15 so aufeinander abgestimmt, daß beide Sendestrahlen 19, 20 jeweils die gleiche momentane Abstrahlrichtung aufweisen.

Zur Generierung der in den Sendestrahlen 19, 20 enthaltenen Richtungsinformationen ist ein Zähler 28 vorgesehen, dessen Zähleingang "Clock" mit einem Taktgenerator 29 und dessen Reset-Eingang mit einer Rücksetzvorrichtung 30 verbunden ist. Die Zählausgänge des Zählers 28 sind mit einem von dem Taktgenerator 29 getakteten Lasermodulator 31 verbunden, der mit jedem Takt den momentanen Zählinhalt des Zählers 28 dem Laser 21 aufprägt. Die Taktfrequenz des Taktgenerators 29 und die Umlaufgeschwindigkeit des Ablenkspiegels 23, also die Drehzahl des Synchronmotors 25, sind so aufeinander abgestimmt, daß jeder Zählschritt des Zählers 28 einer bestimmten Winkelauslenkung, z. B. 0,5°, des Ablenkspiegels 23 entspricht. Zum Synchronisieren des Zählinhalts des Zählers 28 und der Winkelstellung des rotierenden Ablenkspiegels 23 dient die Rücksetzvorrichtung 30, die eine auf einer Referenzlinie angeordnete Diode 32 aufweist. Sobald die Diode 32 von dem Sendestrahl 19 bzw. 20 getroffen wird, letzterer also die Referenzlinie durchläuft, erzeugt die Diode 32 einen Rücksetzimpuls, der über den Reset-Eingang den Zähler 28 auf Null zurückgesetzt. Die Synchronisation von Zähler 28 und Ablenkspiegel 23 erfolgt damit nach jeder vollen Umdrehung des Rotors 24, so daß evtl. Gleichlauffehler des Synchronmotors 25 damit gleichermaßen kompensiert werden. Als Referenzlinie wird zweckmäßigerweise die Verbindungslinie 33 (Fig. 1) der beiden Standorte der Sender 17, 18 gewählt.

Jedes Fahrzeug 15 weist eine Empfangs- und Auswerteeinrichtung 34 auf, die in Fig. 3 im Blockschaltbild dargestellt ist. Ein Empfänger 38 zum Empfang der Sendestrahlen 19, 20 weist ein feststehendes, kegelförmiges Prisma 35 auf, welches die aus beliebigen Azimutrichtungen einfallenden Sendestrahlen 19, 20 umlenkt und über eine Empfangsoptik 36 auf eine Empfangsdiode 37 projiziert. Das Ausgangssignal der Empfangsdiode 37 wird einem Demodulator 39 zugeführt, der das Ausgangssignal demoduliert. Das rückgewonnene Modulationssignal, z. B. eine die Richtungsinformation darstellende Bitfolge, wird einem Decoder 40 zugeführt, der aus diesem Signal die Richtungsinformation als Zählerstand oder Abstrahlwinkel decodiert. Die decodierte Richtungsinformation wird in einem an dem Decoder 40 angeschlossenen Speicher 41 abgespeichert. Der Speicher 41 ist so ausgebildet, daß mindestens zwei aufeinanderfolgende Richtungsinformationen gleichzeitig abgespeichert werden können. Zweckmäßigerweise ist hierzu der Speicher 41 als Schieberegister mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang ausgebildet.

An dem Speicher 41 ist ein Positionsrechner 42 angeschlossen, der gleichzeitig die in den Speicher 41 abgespeicherten Richtungsinformationen von den beiden Sendestrahlen 19, 20, die den Empfänger 38 getroffen haben, zugeführt erhält. Diese Richtungsinformationen sind die Abstrahlwinkel der beiden Sendestrahlen 19, 20 und in Fig. 1 und 3 mit α bzw. β bezeichnet. Des weiteren sind im Positionsrechner 42 Angaben über die Koordinaten X ₀, Y ₀, eines der Standorte der Sender 17, 18, hier des Senders 17, und über den Abstand d der beiden Senderstandorte voneinander abgespeichert. Die Koordinaten X ₀, Y ₀ des stationären Senders 17 sind auf ein kartesisches Koordinatensystem Y, X bezogen, das den gesamten Lagerplatz 10 überdeckt. Aus den erhaltenen Richtungsinformationen α, β berechnet nunmehr der Positionsrechner 42 die momentanen Positionskoordinaten X, Y des Fahrzeugs 15 gemäß nachstehenden Gleichungen:

Bei der Aufstellung der Sender 17, 18 gemäß Fig. 1 liegt der Senderstandort des Senders 17 auf der X- Achse, so daß in diesem Fall Y ₀=0 zu setzen ist. Außerdem ist zur Vereinfachung angenommen, daß die Verbindungslinie 33 zwischen den im Abstand d angeordneten Sendern 17, 18 in der X-Achse bzw. parallel zu dieser liegt. Ist die Verbindungslinie 33 zwischen den Sendern 17, 18 um einen Winkel entgegen Uhrzeigersinn um den Standort des Senders 17 verdreht, so wären in den Gl. (5) und (6) anstelle der Therme cos α, sin α die Therme cos (α- bzw. sin (a- ) zu setzen. In allen Fällen ist die Verbindungslinie 33 zwischen den Sendern 17, 18 zugleich die Referenzlinie für das Synchronisieren des Zählerinhalts des Zählers 28 mit der Winkelstellung des Ablenkspiegels 23.

Die vom Positionsrechner 42 berechneten Standortkoordinaten X, Y werden einer Anzeigevorrichtung 43 zugeführt. Diese Anzeigevorrichtung 43 hat einen Sichtschirm 44, auf welchem ein in kartesischen Koordinaten eingeteiltes Raster 45 zu sehen ist. Das Raster 45 stimmt mit den kartesischen Koordinaten Y, X des Lagerplatzes 10 überein oder ist ein Ausschnitt aus dem Koordinatensystem des Lagerplatzes 10. Die Anzeigevorrichtung 43 stellt nunmehr in genauer Zuordnung zu den von dem Positionsrechner 42 erhaltenen Standortkoordinaten X, Y die Momentanposition des Fahrzeugs 15 als Markierung innerhalb des Rasters 45 auf dem Sichtschirm 44 dar. Somit kann der Fahrer des Fahrzeugs 15 seinen momentanen Standort innerhalb des Lagerplatzes 10 auf dem Sichtschirm 44 ablesen. Mit dieser Kenntnis kann der Fahrer bei Erhalt eines Container-Umschlagbefehls sein Fahrzeug auf kürzestem Weg zu der vorgegebenen Abstellfläche 11 hinfahren.

Der Positionsrechner 42 ist auch noch mit einem im Fahrzeug 15 vorhandenen Funksender 46 verbunden. Dem Funksender 46 werden ebenfalls die vom Positionsrechner 42 ermittelten momentanen Standortkoordinaten X, Y des Fahrzeugs 15 zugeführt. Diese Standortkoordinaten übermittelt der Funksender 46 an die Zentrale 16. In der Zentrale 16 ist eine mit der Anzeigevorrichtung 43 identische Anzeigevorrichtung vorhanden, in welcher die übermittelten Standortkoordinaten in der beschriebenen Weise zur Anzeige gebracht werden. Auf dem Sichtschirm dieser Anzeigevorrichtung ist der gesamte Lagerplatz 10 erfaßt. Entsprechend den von allen Fahrzeugen 15 übermittelten Standortkoordinaten X, Y werden die momentanen Standorte aller Fahrzeuge 15 auf dem Sichtschirm 44 sichtbar. Die Zentrale 16 ist damit jederzeit über die Verteilung der Containertransport-Fahrzeuge 15 innerhalb des Lagerplatzes 10 orientiert und kann den Einsatz der Fahrzeuge 15 damit optimal gestalten.

Auf die Darstellung des in der Zentrale selbstverständlich vorhandenen Funksenders und Funkempfängers und der in den einzelnen Fahrzeugen 15 vorhandenen Funkempfänger ist zur Vereinfachung verzichtet worden.

Am Beispiel der in Fig. 1 unter dem Winkel α ₁ und unter dem Winkel β ₁ des Fahrzeugs 15 treffenden Sendestrahlen 19, 20 sei die Positionsbestimmung des Fahrzeugs 15 kurz beschrieben:

Das Fahrzeug 15 wird zu einem Zeitpunkt t ₁ unter einem Winkel b ₁ = 50° vor dem Sendestrahl 20 und zu einem späteren Zeitpunkt t ₂ unter einem Winkel α ₁ = 110° von dem Sendestrahl 19 getroffen. Aufgrund der Synchronisation zwischen Zähler 28 und der Drehstellung des Ablenkspiegels 23 in den beiden Sendern 17, 18 hat der Zähler 28 zum Zeitpunkt t ₁ den Zählerstand von z. B. 100 und zum Zeitpunkt t ₂ den Zählerstand 220 erreicht. Der von dem Zähler 28 als Bitfolge ausgegebene Zählinhalt wird dem Laser 21 aufmoduliert. Im Empfänger 38 des Fahrzeugs 15 wird zum Zeitpunkt t ₁, zu welchem der Sendestrahl 20 den Empfänger 38 trifft, das Ausgangssignal der Empfängerdiode 37 im Demodulator 39 demoduliert und die entsprechende Bitfolge zurückgewonnen. Das gleiche geschieht im Zeitpunkt t ₂, wenn der Sendestrahl 19 des Senders 17 auf den Empfänger 38 des Fahrzeugs 15 trifft. Die beiden Bitfolgen mit den Zählinhalten 100 und 220 werden in dem Decoder 40 decodiert. Durch den bekannten Zusammenhang zwischen dem Zählinhalt des Zählers 28 und der Winkelstellung des Ablenkspiegels 23 werden die durch Demodulation gewonnenen Bitfolgen als Winkelinformation b ₁ = 50° und α ₁ = 110° in dem Speicher 41 abgelegt. Der Positionsrechner 42 berechnet aus diesen beiden Winkelwerten nach den Gl. (5) und (6) die momentanen Standortkoordinaten X, Y des Fahrzeugs 15, die der Anzeigevorrichtung 43 zugeführt werden. Diese markiert die berechnete Fahrzeugposition lagegerecht auf dem Sichtschirm 44.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Containerumschlaganlage beschränkt. So braucht die den Sendestrahlen aufgeprägte Richtungsinformation nicht als Zeitinformation von einem Zähler abgenommen zu werden, sondern kann unmittelbar als Winkelinformation von einem mit dem den Anlenkspiegel tragenden Rotor starr verbundenen Shaftencoder abgenommen werden. Diese Winkelinformation wird dann in gleicher Weise dem Lasermodulator zugeführt. Anstelle des rotierenden Ablenkspiegels kann der Lasersender selbst rotieren.

Des weiteren kann die Rücksetzvorrichtung zur Synchronisation des Zählinhalts des Zählers mit der Winkelstellung des Ablenkspiegels anstelle einer Diode auch einen mechanischen Schaltkontakt enthalten, der bei Durchgang des Rotors durch die Referenzlinie kurzzeitig geschlossen wird und damit einen Reset-Impuls generiert. Anstelle von Prisma, Empfangsoptik und Empfangsdiode kann im Empfänger auch ein Ring von horizontal aneinandergereihten Empfangsdioden verwendet werden. Die Anzahl der Empfangsdioden richtet sich dabei nach dem Auflösungsvermögen der Lasersender im Azimut.

Claims (7)

1. Containerumschlaganlage mit einem eine Vielzahl von Abstellflächen aufweisenden Lagerplatz, mit einer Vielzahl die Abstellflächen bedienender Containertransport-Fahrzeuge zum Ein- und Auslagern der Container und mit einer mit den Fahrzeugen kommunizierenden Zentrale zum Übermitteln von Containerein- und -auslagerungsbefehlen und Überwachen der Befehlsausführung, dadurch gekennzeichnet, daß im oder am Lagerplatz (10) zwei stationäre Sender (17, 18) mit bekanntem Abstand (d) voneinander angeordnet sind, die jeweils gebündelte Wellenenergie in Form eines den Lagerplatz fortlaufend überstreichenden Sendestrahls (19, 20) aussenden, daß jedem Sendestrahl (19, 20) seine momentane Abstrahlrichtungen kennzeichnende Richtungsinformationen aufgeprägt sind, daß in jedem Fahrzeug (15) ein Empfänger (38) zum Empfang der Sendestrahlen (19, 20) und ein Demodulator (39) zur Rückgewinnung der im Empfangssignal enthaltenen Richtungsinformation angeordnet sind, daß ein Positionsrechner (42) vorgesehen ist, der aus den Richtungsinformationen die Momentanposition des Fahrzeugs (15) berechnet, und daß mit dem Positionsrechner (42) eine im Fahrzeug (15) und/oder in der Zentrale (16) befindliche Anzeigevorrichtung (43) zur Darstellung der berechneten Momentanposition vorgesehen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendestrahlen (19, 20) der beiden Sender (17, 18) zueinander synchron rotieren.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendestrahl (19, 20) im Azimut einen sehr kleinen Öffnungswinkel und in Elevation einen relativ großen Öffnungswinkel aufweist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17, 18) einen mit Zählfrequenz getakteten Zähler (28), einen den momentanen Zählinhalt dem Sendestrahl (19, 20) aufgeprägenden Sendestrahl-Modulator (31) und eine den Zähler (28) bei Durchlauf des Sendestrahls (19, 20) durch eine Referenzlinie (33) zurücksetzende Rücksetzvorrichtung (30) aufweist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzlinie mit der Verbindungslinie (33) zwischen den beiden Senderstandorten fluchtet.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17, 18) als Lasersender ausgebildet ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17, 18) als Mikrowellensender ausgebildet ist.