摘要：轮胎吊集装箱起重机（简称：场桥）是当前港口集装箱堆场作业的主要装卸设备。具初步统计，我们公司近年来的场桥作业时撞倒相邻集装箱（简称：打保龄）事故90%都是在小车后退时，吊具的起升高度不足引起事故。小车前进撞箱的事故占比不到全部事故的10%。本文从程序逻辑控制角度出发，在机上不增加设备硬件的情况下。通过增加小车后退控制逻辑程序指令；达到了小车后退防撞箱保护目的。
关键词： 车道 小车 后退 防撞箱
RTG trolley backward anti-collision container control system Application
Liu Qi Jia
（Dongguan international container terminal Co.，Ltd GuangDong DongGuan 523990）
Abstract：RTG is present port container job main load and unload equipment。RTG work run down adjoin container（abbreviation：play bowling）malfunction 90% all trolley backward in firm。trolley go forward run down malfunction proportion less than 10%。This text through program logic control angle，no increase hardware under this circumstance in equipment。by means of increase trolley backward logic control program directive；achieve RTG trolley backward anti-collision container guard purpose。
Key words： roadway trolley backward anti-collision container
1、前言：
目前国内集装箱港口堆场上使用的场桥在作业过程中出现了防撞箱的事故发生率比较高。为了避免场桥防撞箱的事故发生，通常使用以下两种方案来避免安全事故的发生：
1.1、吊具走大门字型的方式。
1.2、采用激光二维传感器扫描通过PLC（或者单片机）技术开发防撞箱系统。
我们公司的场桥在使用安川品牌PLC控制系统上，通过增加PLC逻辑控制程序达到了场桥后退防撞箱控制。在设备上实施后取得了明显的安全使用效果。
2、产生撞箱事故的原因：
通过近年来场桥出现撞箱事故进行初步分析可能产生的原因如下：
2.1、操作的因素引起造成，小车后退时司机的视野受到限制，特别是夜间作业，司机的视野更加受到周围灯光照度等环境，以及人的本身的精神状态的影响。稍有疏忽就容易出现场桥撞箱事故的发生。
2.2、司机室的设计问题，小车后退时，司机只能低头从司机室的下玻璃窗观察到后面贝位的集装箱，视野受到司机室底部玻璃开孔的尺寸和人的座位位置的影响。若小车速度过快，司机室视野又不好，操作上稍微减速不及时极其容易发生撞箱事故。
3、现阶段场桥防撞箱主要采取的措施
为了避免场桥防撞箱的事故发生，现阶段港口常使用以下两种方案来避免场桥打保龄事故的发生：
3.1、按常规操作模式：场桥作业时吊具上升到最高位置后小车再运行到堆存区，再下降进行存、取集装箱，即吊具运行轨迹是“大门字形”的操作方式。这种操作方式效率低下，能耗较高，耗时并增加了司机的劳动强度。若吊具起升高度不足时，极其容易发生打保龄事故。
3.2、采用激光二维传感器扫描加PLC（或者单片机）技术开发防撞箱系统。通过在场桥上安装二维激光扫描传感器，将堆场上的贝位集装箱不同高度进行扫描数据采集，通过相关的软件生成堆场贝位高度二维数据。从二维激光传感器采集到的数据与场桥的小车位置、小车行驶速度、吊具起升高度进行比较，来控制小车的运行速度和停止。达到小车防撞箱目的。该系统使用过程中也出现以下弊端：
3.2.1、激光传感器对雨天和雾霾天气影响大，在下雨和雾霾天气，激光传感器受影响导致生成的数据不准确，测量误差大。使防撞箱系统保护失效。
3.2.2、维护周期短。当使用场地灰尘比较大时，激光扫描传感器面罩的表面容易粘灰尘，当灰尘颗粒达到一定的数量后，影响到测量精度，造成测量误差大。使防撞箱系统报故障，严重时防撞箱系统无法正常使用。因此，经常需要对激光传感器进行维护。基本上每隔2到5天需要对激光传感器的表面灰尘进行清洁一次。对于使用设备多的港口是一个很大的工作量。特别是当激光传感器安装在小车顶下方时，维护工作非常不方便。
3.2.3、系统造价高，性价比较低。现阶段安装一套场桥防撞箱系统造价约12万元左右。后期的维护成本也相对比较高。相比在不增加设备硬件的情况下，只在现有的PLC系统上增加程序的逻辑控制方式，性价比明显的低很多。
4、小车后退防撞箱保护控制方框图：
小车后退防撞箱的逻辑控制方框图如下图，实现了以下逻辑控制：
4.1、场桥进入堆场，每一次转场完成后进入新的堆场作业都需要对车道进行选择。若没有转场只在堆场行走作业，则不需要再次进行车道选择操作。
4.2、参考车道选择：于堆场和场桥设计决定了，场桥大门框内的作业区域内只能有一条拖车道，该拖车道有可能在场桥两侧的任意一侧的最边上，利用该拖车道作为场桥堆场箱区贝位位置的参考。以任一侧的拖车道为参考点，每个贝位的参考数据都会发生变化。为了避免堆场贝位数据出现错误，需要以使用拖车车道作为参考车道。当场桥转场完成后进入堆场内，大车行走进入最近一个贝位后司机必须对拖车的车道进行选择.其目的是选择出参考车道数据信息。
场桥在该堆场作业没有进行转场作业时，仅在场桥进入堆场时需要选择车道，在该堆场的其他贝位作业过程中不需要再进行选择。
4.3、车道选择报警：如果转场完成进入贝位后，没有进行车道选择，系统将提醒司机“车道不匹配”故障。吊具在任意高度，小车前进或者后退只能慢速（10%速度）运行。只有车道选择完成后，系统才不会报警，小车才能够全速运行。
4.4、采集贝位高度数据：由于小车前进的视线比较好，司机可以观察到前面大范围的箱体情况。吊具上升到合适的高度需要司机进行目测实际操作。小车向前运行采集每个贝位和箱高数据。
4.4.1、每个贝位小车位置数据采集。由于堆场上每个贝位的箱距离是固定尺寸，因此，利用小车前进的过程中提取存储中的贝位位置数据。
4.4.2、每个贝位箱高数据采集，吊具上升到合适高度，小车向前运行，当到达每贝位位置时，采集每个贝位位置上的箱高数据“X1”。
4.5、比较1：
4.5.1、空吊具状态：当吊具的高度大于贝位箱高X1+50cm（安全高度）的安全距离时，司机室的吊具高度指示灯亮起，小车能够全速后退。
4.5.2、带箱状态：当吊具的高度大于贝位箱高X1+3400cm（箱高2900cm和安全高度50cm）时，司机室的吊具高度指示灯亮起，小车能够全速后退。
4.6、比较2：
4.6.1、空吊具状态：当吊具的高度小于贝位箱高X1+50cm（安全高度）的安全距离时，司机室的吊具高度指示灯灭，小车以10%的速度后退。后退到距离超出该贝位集装箱40cm 的位置停止。系统提醒司机“小车后退防撞箱连锁”。
4.6.2、带箱状态：当吊具的高度小于贝位箱高X1+3400cm（箱高+安全高度）的安全距离时，司机室的吊具高度指示灯灭，小车以10%的速度后退。后退到距离贝位集装箱40cm 的位置停止。系统提醒司机“小车后退防撞箱连锁”。
4.7、报警解除：
当出现“小车后退防撞箱连锁”故障报警后，吊具上升到满足第5点时候，故障报警自动解除，小车能够全速后退运行。
5、结束语：
在场桥上增加了小车后退防撞箱控制逻辑程序后，设备的作业效率提高了20%。使用近两年来没有发生过碰撞集装箱的安全事故。取得了非常明显的保护效果。
参考文献：
[1]安川公司：《CP-717应用手册》
[2]安川公司：《FDS系列编程手册》
[3]王飞、周强、柳广良、单宇 ．轮胎吊装卸作业防撞箱系统设计与实现[J]． 港口装卸，2016（3）12-14
[4]杨萌．集装箱码头场桥作业集卡检测及防砸系统设计[J]．港口装卸，2016（3）：40 -41
论文作者:刘启佳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/20
标签：小车论文; 作业论文; 防撞论文; 堆场论文; 吊具论文; 车道论文; 司机论文; 《基层建设》2019年第15期论文;