远程控制技术在电缆卷盘龙门吊上的应用

港口科技•科研与技革

远程控制技术

在电缆卷盘龙门吊上的应用

胡旭程

(宁波梅山岛国际集装箱码头有限公司，浙江宁波315800)

摘要：介绍宁波舟山港梅山岛国际集装箱码头将远程控制技术在RTG应用的情况,

并推广建设具备RTG自动化协同作业能力的智能化堆场。以电缆卷盘供电市电型RTG为对象，研究电缆卷盘供电和通信在远程控制技术上的优势，磁钉定位系统辅助下的大车定位、纠偏和防撞，作业状态的自主感知、控制和以堆场管理系统为核心的RTG集群管理。

关键词：港口;RTG;远程控制技术;集装箱堆场

0引言

随着第4代港口时代的到来，港口发展智能化技术的必要性日益凸显丿在我国主要的集装箱码头，目前广泛应用岸边集装箱起重机和龙门起重机系统的集装箱装卸工艺叫场桥智能化和堆场智能化是目前关注的热点。

在传统的自动化集装箱码头应用中，堆场的起重设备通常选用轨道式龙门起重机(RMG),随着远程控制系统的日渐成熟，具备优异性能的辅助系统已经可以满足轮胎式龙门起重机(RTG)大车自动运行和吊具对箱与稳定性的需要。RTG的灵活性是众多码头选择使用它的主要原因，在使用RTG的堆场中，即便是已建成的以市电供电为主的堆场，仍能够根据生产需要不断优化。对于远程控制技术而言，若RTG的大车和吊具存在不足则可以改善，除了传统的优势外，通过对RTG的改造升级，堆场的智能化程度也可以通过较低成本的改造快速提高,RTG灵活性的优势可以再次显现。

应用远程控制技术不仅可以提高操作人员的舒适度，降低因操作技能差异带来的效率下降和安全风险，更丰富的传感设备和更高性能的通信能力也使港口获得更强的信息感知能力叫这些数据和计算能力可以用于优化堆场的调度和管理,满足运输市场对港口生产能力的需求。若要实现精细化的作业和敏捷的服务能力，RTG性能需要进一步提高和释放。应用远程控制技术是RTG提高性能、挖掘潜力的方式之一，智能化的堆场管理系统则是释放性能的有效途径。

1远程控制技术在RTG上的应用

1.1电缆卷盘供电和通信在远程控制技术上的优势

目前，大部分码头的“油改电”改造项目主要以低架滑触线和高架滑触线为主,此举主要考虑到电缆和机载设备价格比较高。电缆卷盘方式的改造主要集中在RTG上，改造复杂，设备改造时间长,改造期间对作业效率影响比较大。此外，转场过程需要增加地面辅助人员操作,灵活性低川但当考虑到通信问题时，采用滑触线供电方式的堆场的通信设备布置就变得比较复杂，通常性能也较差。相较于采用全无线网络通信的堆场，光纤通信的优势很大。由于电缆卷盘中自带光纤，其通信的可靠性和速率的优势使得电缆卷盘方式供电的优势在应用远程控制时开始显现。网供电和通信线路无需分开布置,有效降低远程控制

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技术应用的成本。光纤通信在远程控制技术中的

优势见表lo

表1光纤通信在远程控制技术中的优势

场桥应用的主要通信方式I光纤通信的优势

(1)数传电台：速率低，|(1)通信光缆位于电缆内部，

不适合大信息量负载；:保护程度高，稳定性好，使用

(2)滑触线：采用软连接寿命更长；

的方式，外部接线多，后期|(2)无需另外安装支架等辅助

保养维修烦琐；I设备,结构简单,对场地的要求低;

(3)无线通信：通信不稳定，受干扰因素较多；

(4)波导管：受场地限制，不灵活，通信距离短

(3)光纤的通信交互在电气柜中，受自然因素影响小，维

.修方便；

(4)带宽高，速度快，损耗小、稳定性好

由于采用电缆卷盘的RTG位置相对固定，场地通常配有柴油或混合动力供电的RTG来实现灵活的调度,场地内通常也覆盖无线网络。无线网络在为数量相对较少的非市电RTG服务时，由于干扰少,信道拥塞程度低，能够提供更好的稳定性和时延性。此种混合组织的方式可以达到更优的性能和灵活性的平衡。

以梅山码头#6、#7堆场为例，梅山码头#6和#7堆场基站布置示意图见图1,仅需布置较少的基站即可满足非市电RTG远程控制所需的网络负载能力。若场地内所有RTG均采用无线网络，要达到同样的带宽和服务质量，以目前的条件，在无线网络设备上的投入将会显著增加，布置和调试的难度也更高。

图1梅山码头#6和#7堆场基站布置示意图

1.2磁钉定位系统辅助大车定位、纠偏和防撞

大车定位技术是远程控制系统的重要基础，将大车位置数据化，可以将堆场抽象化、数据化,使各控制系统可以有效获取RTG的位置信息。远程控制系统中的大车定位系统包括图像识别、编码器定位、GPS定位、磁钉定位和格雷母线定位等，针对RTG堆场开放特点和电缆卷盘供电RTG 堆区相对固定的特性，磁钉定位系统具备优势。

以梅山码头为例，其堆场使用的磁钉定位系统，在大车两侧门腿中部各安装有1个感应天线,天线下方位置每间隔1.4m安装有磁钉。大车在行走的过程中，天线能实时读出磁钉的绝对位置和磁钉与天线的相对位置。RTG控制器获取天线数据后即可计算岀RTG的位置和姿态，并进行相应的控制。磁钉定位系统具有X、Y双轴绝对坐标测量的能力，能够一次性布置同时实现大车定位和大车自动纠偏的需求，使大车行走具备较高的直线度,也使得RTG具备适应大车自动化运行的条件,弥补与RMG相较的劣势，而磁钉信息可反复写入,也可以提高设备调度的灵活性。磁钉采用非接触感应，几乎无需维护。地表安装时有保护盖，可承受集卡的直接碾轧，降低车辆通行的限制性，也避免恶劣环境带来的不良影响,大幅增加使用寿命。

目前，大车防撞系统大多是通过激光器实现的,通过扫描大车前方扇面区域形成点云图像，从而识别大车运行方向中的障碍，实现提前减速和停止，从而有效防止RTG之间、RTG与其他设备发生碰撞。该系统与自动化控制模块互通后,还可根据集卡和RTG的相对位置，通过控制门腿交通灯提供动态的集卡避让指示信息。

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