码头自动化控制实验

一、实验名称

码头自动化控制实验

二、实验时间

2018年6月26日

三、实验目的

了解集装箱码头业务流程，包括出口装船进箱和进口卸船提箱；掌握自动化在集装箱方面的应用；熟悉洋山港四期码头、青岛港及其他自动化港口目前的概况和它们在技术与功能方面的对比

四、实验内容

1、集装箱码头业务流程

1)船到码头

A、确认电脑系统

船公司向码头提供每月船期安排预报

码头将各船期预报汇总为月度船期预报总表

码头根据月度船期预报总表定义码头操作系统

船公司向码头提供最新的截止收箱时间、卸货港、船舶资料等。

码头根据船公司要求更新并确认电脑系统

B、安排泊位

船公司或代理向码头预报到港时间及装卸量

码头根据到港时间、装卸量，安排装卸机械及泊位

将泊位安排图提供给现场操作人员

将泊位安排结果通知船公司、代理

将泊位安排的结果制成靠泊计划表，提供给海关、边检、引航或其他相关单位

拖车司机按照指令将集装箱拖至堆场指定位置

龙门吊司机起吊，将集装箱摆放到指定位置

堆场人员与拖车司机完成交接工作确认

3)拖车进出港

进港：

◦为货主拖运货物的外部拖车空架进入码头堆场

◦司机在CMS房领取记录有集装箱摆放位置信息的便条纸

◦拖车到堆场指定位置提取集装箱

◦拖车在出闸口接受检验、刷卡交费、出闸

出港：

◦载有集装箱的外部拖车通过进闸口检验进入码头

◦拖车司机到CMS房领取记录有集装箱摆放位置信息的便条

◦司机根椐便条纸信息将集装箱拖到指定位置摆放

◦将便条纸等出闸文件交给出闸操作间，并领回相应的交接单

◦拖车出闸

2、自动化在集装箱码头方面的典型工艺系统

2.1 “自动化轨道吊+自动导引车”工艺系统

在岸边配置岸桥(多为双小车岸桥)负责船舶装卸，由自动导引车负责集装箱在岸边的水平运输，由自动化轨道吊负责堆场和集疏运集装箱装卸。此类工艺系统定位于实现集装箱码头的全自动化作业，其代表码头有ECT 码头、CTA码头和Euromax码头等。

2.2 “带外伸臂轨道吊+集卡”工艺系统

在岸边配置岸桥负责船舶装卸，由集卡负责集装箱在岸边和堆场内的水平运输，由带外伸臂的轨道吊负责堆场集装箱装卸。此类工艺系统定位于实现集装箱码头的半自动化作业，其代表码头有香港国际货柜码头、韩进码头和高明码头等。

2.3 其他形式工艺系统

除上述自动化集装箱码头工艺系统外，世界上还存在基于轨道分配系统和立库式堆场的工艺系统形式，但由于其技术成熟度和建设成本等问题，目前仍处于概念设计阶段。

3、全球典型自动化集装箱码头

目前自动化集装箱码头已成为世界主要港口和码头运营商的关注焦点。不同地区自动化集装箱码头根据当地特点和码头需求采用不同装卸工艺和设备配置等。我国港口若要参与国际竞争，就必须顺应发展趋势，加快自动化集装箱码头建设进程，洞悉其发展的潜在规律，有助于推动我国建设具有自主知识产权的自动化集装箱码头。

3.1 洋山港四期自动化码头

2014年11月， 洋山港四期宣布将建成全球最大自动化码头。建设方自主开发关键的作业调度控制系统，建成后的港口将全面实现“智能装卸”、“无人码头”和“零排放”。

洋山四期全自动化集装箱码头装卸工艺基本模式主要有“双小车岸桥+自动导引车(AGV)+自动化轨道吊 (ARMG)”、“单小车岸桥+自动跨运车+自动化轨道 吊 (ARMG)”[2],通过综合对比分析,四期工程选 用了技术较为成熟、可靠的“双小车岸桥+自动导 引 车(A G V)+ 自 动 化 轨 道 吊(A R M G)”工 艺 。

洋山港四期工程总体布置四期工程港区主要功能区包括:泊位、码头前方作业地带、自动化集装箱堆场和特殊箱堆场、生产及生活辅助区、闸口区、港外辅助区等功能区。受陆域条件的制约,设计以尽可能扩大自动 化集装箱堆场的规模为原则,结合港区总体布置需要面对的几个与自动化有关的问题,经反复论证,设计港区总体布置。

洋山港四期工程总体布置创新

2) 针对大型集装箱枢纽港水—水中转比例、高、干支线船舶混合作业、海侧陆侧作业量不均衡等因素,设计了自动化集装箱堆场无悬臂、单侧悬臂自动化轨道吊混合布局模式。该模式与国外典型自动化堆场所采用的单一轨道吊堆场布局 模式相比,根据水—水中转比例,合理布置 2 种形式轨道吊的不同比例的混合布局,解决了堆场 海陆侧轨道吊作业量的不平衡、海侧装卸系统效率对船舶大型化的适应性差等问题。该布局模式 可通过各式轨道吊的比例调整,应用于不同特点 的全自动化集装箱码头,具有广泛的推广前景。 特别适合于多泊位连续布置、水—水中转比例高、干支线船舶混合作业、海侧陆侧作业量不均衡等自动化集装箱码头的堆场布局。

3) 结合陆域及港外交通条件,提出了“东进西出”的分离式闸口布局,减少港外集卡在港内行程,与港内集卡流向一致,交通组织简单、顺畅, 用地省。基于全自动化集装箱码头作业对外来车辆的信息质量要求高、自动化堆场蓄车能力低的 特点,设计了“预检、分流和放行”三级进港智能 闸口布置新模式,并在分流闸口和放行闸口之间设置具有车辆调峰、调箱门、称重及冷藏箱预检 等功能的港外集卡缓冲停车场,加强了进港车辆的管理,大大缓解了港内交通压力,提高了港区对外服务质量和作业效率。

4) 根据无人驾驶的 AGV 有关的自动化运行区、维修区和测试区的运行方式不同的特点,设计通过在 3 个区域的交接处设置“交互区”,实现 了 AGV 测试区、维修区和机修区的联合布局,解决了人机混合作业、自动与非自动运行模式转换 的安全问题,更好地满足安全管控要求。针对大型自动化集装箱码头AGV 电池更换站交通流量集中的特点,设计的穿越式 AGV 电池更换站布置模 式,大幅减少 AGV 排队的等待时间,提高了 AGV 的电池更换效率,减少了对码头前方作业地带的交通影响。

5) 针对位于自动化堆场内的冷藏箱箱区布置,设计了一种轨道吊跨内列位方向冷藏箱与普 通箱混合布置形式,具有布置相对集中,兼顾海、 陆侧作业效率和辅助作业人员进出便利的特点,尤其适应于多泊位连续布置,可有效解决自动化 程度、作业安全、管理效率和交通组织等问题。