顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统及其装卸工艺技术方案

本发明专利技术涉及港口技术领域，特别是一种顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统，包括（1）码头作业泊位：采用满堂式布置，呈一字型在码头岸线布置多个泊位；（2）码头前沿作业区：界于所述集装箱作业泊位与集装箱自动化堆场之间，（3）集装箱自动化堆场区：平行且紧邻码头前沿作业区设置，由若干个平行于码头岸线布置的堆场以及若干平行于堆场方向布置的自动化轨道吊组成；（4）堆场后方设施：在集装箱自动化堆场后方布置码头进出港闸口、场内停车场、辅建区等辅助设施。上述方法有利于提升港区交通组织和生产运营效率，提高港区装卸系统的智能化水平。提高港区装卸系统的智能化水平。提高港区装卸系统的智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统及其装卸工艺


[0001]本专利技术涉及港口
，特别是一种顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统及其装卸工艺。

技术介绍

[0002]众所周知，集装箱码头装卸船作业普遍采用岸边集装箱装卸桥（以下简称“岸桥”），自动化集装箱码头也不例外。根据小车数量可分为单小车岸桥和双小车岸桥；根据集装箱起升形式可分为单起升岸桥和双起升岸桥；根据集装箱吊具型式可分为双20ft、双40ft和4个20ft岸桥。常用机型包括以下四种：单小车双20ft岸桥、单小车双40ft岸桥、双小车双20ft岸桥和双小车双40ft岸桥。岸桥选型需综合考虑集装箱货类结构特点、装卸效率要求、堆场布置形式、水平运输方式及集装箱拆挂锁作业方式。自动化集装箱堆场采用“堆场垂直布置+2台自动化轨道式集装箱龙门起重机（机型为高速无悬臂）+端装卸”组合作业的工艺方式已经非常成熟，也是到目前为止多数自动化码头普遍采用的工艺方案。但此种垂直端装卸模式将水平运输装卸箱及外集卡集疏运装卸点集中，装卸点相对少，导致陆侧交通组织较困难，同时堆场自动化轨道吊需带箱长距离输送集装箱，能耗高且海陆侧装卸作业及集疏运较难以互相支援。目前，国内外自动化集装箱码头堆场垂直布置形式普遍采用的水平运输设备为自动导向车（简称AGV）和低门架跨运车（简称跨运车)。由于AGV与岸桥和自动化轨道吊之间存在耦合作业，故此类自动化集装箱码头系统装卸效率受限且能耗高。同时，由于AGV设备本身、导航系统（地面铺设磁钉）及软件成本昂贵，存在新建码头成本高、旧码头改造难度大的应用局限。<br/>
技术实现思路

[0003]本专利技术为了有效的解决上述
技术介绍
中的问题，提出了一种顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统及其装卸工艺。
[0004]具体技术方案如下：一种顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：包括集装箱岸桥设备、岸桥两轨之间作业车道区、岸桥陆侧轨后至堆场间作业区、集装箱自动化堆场区、堆场作业车道区及堆场后方设施；其中，集装箱岸桥设备选用单小车双20ft岸桥，岸桥平行布置在码头前沿，自主完成集装箱装卸船作业，通过与人工智能运输机器人系统的信息交互，自主完成对人工智能运输机器人的装卸过程；岸桥两轨之间作业车道区划分为三个相互分割的作业区：内集卡人字形反向作业区14、船放作业区和内集卡装卸作业区，三个作业区之间通过围栏进行物理隔离；岸桥陆侧轨后至堆场间作业区从海侧向陆侧依次划分为5个子区域：舱盖区、内集卡解挂锁区、解挂锁缓冲区、内集卡通行区和内集卡充电区，各个分区之前没有进行物理隔离，便于各个区域间进行作业上的配合；
集装箱自动化堆场区，平行且紧邻码头前沿作业区设置，由若干个平行于码头岸线布置的堆场以及若干平行于堆场方向布置的自动化轨道吊组成；堆场后方设施布置有智能化进出港闸口、场内停车场和辅建区，便于外集卡进行进出港信息记录和安排外集卡的集港、疏港作业；集装箱码头布置为顺岸式布置，车辆进入箱区作业时采用边装卸工艺；集装箱作业泊位采用满堂式布置，呈一字型在码头岸线布置多个泊位。
[0005]优选地，所述船放作业区由3条通行车道组成，内集卡作业区由5条通行车道组成，两个作业区相互独立，通过围栏进行分隔。
[0006]优选地，所述舱盖区平行布置在装卸船作业区后方，该区域既可以堆放船舶舱盖板，也可以作为不作业时内集卡停放区。
[0007]优选地，所述内集卡人字形反向作业区依据泊位变化动态布置于码头前沿，用于实现集装箱反向作业，满足集装箱装卸作业要求。
[0008]优选地，所述内集卡解挂锁区平行布置在舱盖区后方，该区域由内集卡解挂锁作业区和解挂锁缓冲区组成；所述内集卡解挂锁作业区由1条作业车道组成，该作业车道布置有多个可移动解锁岛，每个解锁岛可停放1台内集卡进行解挂锁作业；所述解挂锁缓冲区由六条内集卡通行车道组成，其中第1、第4为超车道，第2、第3、第5、第6为内集卡等待解挂锁车道，多车道上布置前后缓冲区进而实现地面解锁的多级缓冲调序。
[0009]优选地，所述内集卡通行区由4条通行车道组成，其中第1、第2为南向车道，第3、第4为北向车道。
[0010]优选地，所述内集卡充电区由1条作业车道组成，该车道上平行布置多个内集卡充电设备，内集卡由通行车道行驶进充电车道空余的充电位，进行充电作业。
[0011]优选地，所述集装箱自动化堆场区按集装箱箱型组成比例布置自动化堆场，自动化堆场空、重箱混堆，双悬臂轨道吊两侧分别对内外集卡作业，集装箱堆场区包含堆场横向车道和堆场纵向车道，堆场横向车道分为内集卡横向车道和外集卡横向车道，两类车道交替布置在堆场两侧，堆场纵向车道布置在堆场两个端头，每个端头均布置内集卡纵向车道和外集卡纵向车道，两类车道进行物理隔离，分开通行，并利用车路协同系统在交叉路口实现对外集卡的行驶控制，利用车道控制系统实现对进出堆场车辆、集装箱自动放行控制的目标。
[0012]一种顺岸式全自动化集装箱码头装卸工艺，其特征在于：该工艺的具体步骤是：S1、码头装卸船作业：卸船时，利用单小车双20ft岸桥将集装箱从集装箱船上卸下，下放至等候在内集卡作业区的人工智能运输机器人上，人工智能运输机器人沿逆时针方向，通过内集卡车道将集装箱运载至堆场目标作业位置，接着自动化轨道吊吊起集装箱至指定箱位，内集卡继续沿着指定车道进入下一个作业循环，其中，危险品箱由岸桥小车下放至等候在船放作业区的外集卡上，由外集卡沿规定路线直接运出码头区域；装船作业与上述过程相反；S2、集装箱集港疏港装卸：集港过程，外集卡载箱从后方进出港闸口和等待停车场驶入外集卡行车道，进而进入堆场外集卡作业区指定位置，自动化轨道吊吊起集装箱至指定箱位，外集卡卸箱后继续沿外集卡车道驶离港区；疏港过程与上述过程相反。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的顺岸式全自动化集装箱码
头整体布局更加合理，各功能区得到详细拆分，彼此间作业衔接更加紧密，有利于码头自动化设备高效完成作业任务。集装箱作业泊位采用满堂式布置，码头岸线呈一字型布置多个泊位，最大限度利用码头岸线资源，降低船舶等待时间，有利于制定高效的泊位计划。岸桥两轨间作业区域分割为船放作业区和内集卡装卸作业区，并采用围栏进行分隔，实现物理隔离以保障安全作业，且各作业区按比例设置作业道和超车道，降低拥堵概率，加快集卡周转频率；充电区设置在锁站区和堆场区之间，缩短集卡充电行驶距离，且集卡充电结束后能快速行驶至任务位置，减少空驶距离，提高效率。
[0014]本专利技术摒弃传统自动化堆场垂直于码头岸线的布置方式，设计平行于码头岸线的堆场布局，且将内外集卡在堆场区域的通行车道进行隔离设计，通过抬杆隔断内外集卡通行交汇路径，管控内外集卡在堆场内的通行顺序，降低车辆停车等待时间。同时，堆场作业模式由点装卸变为边装卸，装卸点数量大幅增加，作业灵活性增强，缩短集卡等待时间，提升轨道吊装卸能力；同时，堆场自动化轨道吊不需要带箱长距离输送，降低了设备能耗，提高了堆场集装箱装卸作业效率，有利于堆场装卸设备的相互配合支援。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：包括集装箱岸桥设备、岸桥两轨之间作业车道区、岸桥陆侧轨后至堆场间作业区、集装箱自动化堆场区、堆场作业车道区及堆场后方设施；其中，岸桥平行布置在码头前沿，自主完成集装箱装卸船作业，通过与人工智能运输机器人系统的信息交互，自主完成对人工智能运输机器人的装卸过程；岸桥两轨之间作业车道区划分为三个相互分割的作业区：内集卡人字形反向作业区、船放作业区和内集卡装卸作业区，三个作业区之间通过围栏进行物理隔离；岸桥陆侧轨后至堆场间作业区从海侧向陆侧依次划分为5个子区域：舱盖区、内集卡解挂锁区、解挂锁缓冲区、内集卡通行区和内集卡充电区，各个分区之前没有进行物理隔离，便于各个区域间进行作业上的配合；集装箱自动化堆场区，平行且紧邻码头前沿作业区设置，由若干个平行于码头岸线布置的堆场以及若干平行于堆场方向布置的自动化轨道吊组成；堆场后方设施布置有智能化进出港闸口、场内停车场和辅建区，便于外集卡进行进出港信息记录和安排外集卡的集港、疏港作业；集装箱码头布置为顺岸式布置，车辆进入箱区作业时采用边装卸工艺；集装箱作业泊位采用满堂式布置，呈一字型在码头岸线布置多个泊位。2.根据权利要求1 所述的顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述船放作业区由3条通行车道组成，内集卡作业区由5条通行车道组成，两个作业区相互独立，通过围栏进行分隔。3.根据权利要求1 所述的顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述舱盖区平行布置在装卸船作业区后方，该区域既可以堆放船舶舱盖板，也可以作为不作业时内集卡停放区。4.根据权利要求1 所述的顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述内集卡人字形反向作业区依据泊位变化动态布置于码头前沿，用于实现集装箱反向作业，满足集装箱装卸作业要求。5.根据权利要求1 所述的顺岸式全自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述内集卡解挂锁区平行布置在舱盖区后方，该区域由内集卡解挂锁作业区和解挂锁缓冲区组成；所述内集卡解挂锁作业区由1条作业车道组成，该作业车道布置有多个可移动解锁岛，每个解锁岛可停放1台内集卡进行解挂锁作业；所述解挂锁缓冲区由六条内...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚斌，焦广军，杨杰敏，杨荣，高延辉，陈培，张凯，武彬，刘喜旺，柴浩，孔席超，冯淼，彭湃，李秋，
申请(专利权)人：天津港第二集装箱码头有限公司，
类型：发明
国别省市：