集裝箱正面吊“可視化”輔助卡位上鎖系統(tǒng)研究

楊金輝

摘 要：集裝箱正面吊，是集裝箱正面起重機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是用來(lái)裝卸集裝箱的一種起重機(jī)，專(zhuān)門(mén)為20英尺和40英尺國(guó)際集裝箱而設(shè)計(jì)，主要用于集裝箱的堆疊和堆場(chǎng)內(nèi)的水平運(yùn)輸，本文以山東淄礦集團(tuán)鐵路運(yùn)輸有限公司為研究對(duì)像，結(jié)合正面吊結(jié)構(gòu)及作業(yè)模式，提出并設(shè)計(jì)了一套“可視化”輔助卡位上鎖系統(tǒng)，有效的增加了正面吊堆疊層數(shù)，提高堆場(chǎng)利用率。

關(guān)鍵詞：集裝箱;起重機(jī);輔助卡位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.004

1 技術(shù)背景

正面吊專(zhuān)門(mén)為20英尺和40英尺國(guó)際集裝箱而設(shè)計(jì)的，主要用于集裝箱的堆疊和碼頭、堆廠(chǎng)內(nèi)的水平運(yùn)輸，與叉車(chē)相比，它具有機(jī)動(dòng)靈活，操作方便，穩(wěn)定性好，輪壓較底，堆碼層數(shù)高，堆廠(chǎng)利用率高等優(yōu)點(diǎn)。可進(jìn)行跨箱作業(yè)。特別適用于中小港口，鐵路中轉(zhuǎn)站和公路中轉(zhuǎn)站的集裝箱裝卸，也可在大型集裝箱碼頭作為輔助設(shè)備來(lái)使用。使用正面吊吊裝貨物時(shí)，由于正面吊的車(chē)輛的車(chē)體龐大，駕駛員在吊運(yùn)集裝箱時(shí)視線(xiàn)受臂架、吊具和集裝箱的限制，不能清楚的觀(guān)察到貨物下方的情況，需要指揮人員通過(guò)手勢(shì)或?qū)χv機(jī)進(jìn)行指揮，效率較低。即使由地面作業(yè)人員指揮，正面吊作業(yè)時(shí)，也需要司機(jī)對(duì)正面吊的卡位勾頭與集裝箱凹角進(jìn)行對(duì)位，在1-2層時(shí)，司機(jī)憑眼睛還可以確定位置，進(jìn)行卡位吊裝，但是在堆積第三層或者更高層時(shí)，由于高度增加，視線(xiàn)遮擋，勾頭卡位難度增加，不易卡位上鎖，存在作業(yè)效率低，安全無(wú)法保證等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響堆場(chǎng)空間利用率。

2 技術(shù)方案

本系統(tǒng)在勾頭位置安裝無(wú)線(xiàn)視頻系統(tǒng)，并將視頻影像實(shí)時(shí)傳送至司機(jī)室，實(shí)現(xiàn)司機(jī)吊裝作業(yè)的勾頭開(kāi)上上鎖可視化，司機(jī)僅通過(guò)在操作室內(nèi)的屏幕就能直觀(guān)的確認(rèn)勾頭卡位和上鎖是否到位。系統(tǒng)主要是在正面吊四個(gè)方位的勾頭處，安裝無(wú)線(xiàn)攝像頭，電源取自勾頭處低壓照明電源，由于正面吊照明為24V，攝像頭為12V電源，所以需要加設(shè)電源適配器和穩(wěn)壓系統(tǒng)，直至實(shí)現(xiàn)攝像頭額定電壓值，保證攝像頭穩(wěn)定工作。司機(jī)室內(nèi)安裝無(wú)線(xiàn)接受裝置（無(wú)線(xiàn)視頻接受設(shè)備和顯示設(shè)備），并通過(guò)降壓穩(wěn)壓系統(tǒng)為其提供穩(wěn)定額定電源，顯示設(shè)備HDMI數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)勾頭視頻的實(shí)時(shí)傳輸和顯示，最終實(shí)現(xiàn)集裝箱正面吊可視化卡位與上鎖。

3 系統(tǒng)參數(shù)和技術(shù)特點(diǎn)

本系統(tǒng)主要用于堆場(chǎng)集裝箱正面吊吊裝作業(yè)，針對(duì)市面上的視頻監(jiān)控設(shè)備，結(jié)合汽車(chē)用倒車(chē)影像原理，對(duì)數(shù)字和模擬兩種系統(tǒng)模式進(jìn)行了對(duì)比，其中一種為數(shù)字系統(tǒng)，一種為模擬系統(tǒng)。

（1）數(shù)字無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)。采用數(shù)字無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)，各個(gè)攝像頭電源為12V，無(wú)線(xiàn)錄像機(jī)為12V，顯示器為12V輸入電源，而本身的正面吊輸出電源為24V，均需要加設(shè)電源適配器，將正面吊輸出的24V電源進(jìn)行降壓穩(wěn)壓處理，需要材料為攝像頭4個(gè)，電源適配器6個(gè)，顯示器1臺(tái)，無(wú)線(xiàn)數(shù)字接收錄像機(jī)1臺(tái)。系統(tǒng)的組成為圖1，正面吊“可視化”卡位上鎖系統(tǒng)圖（數(shù)字設(shè)備）。

（2）模擬無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)。采用模擬無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，攝像頭的電壓帶寬可選擇性就比較大，有8-36V自適應(yīng)錄像和現(xiàn)實(shí)設(shè)備，顯示器和無(wú)線(xiàn)接收系統(tǒng)采用集成模式，信號(hào)的采集采用微波系統(tǒng)。采用模擬無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)所需材料為攝像頭4個(gè)，集成無(wú)線(xiàn)接收和顯示系統(tǒng)1臺(tái)。系統(tǒng)組成為圖2，正面吊“可視化”卡位上鎖系統(tǒng)圖（模擬設(shè)備）。

（3）采用技術(shù)方案。對(duì)數(shù)字無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)進(jìn)行比較，存在以下優(yōu)缺點(diǎn)：

（4）結(jié)論。對(duì)數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)進(jìn)行比較，模擬系統(tǒng)雖在清晰度上還有不足，但其有著電壓高帶寬、傳輸無(wú)延時(shí)、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，最終選用了模擬系統(tǒng)進(jìn)行了安裝。

4 本系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

本系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)主要是：（1）將無(wú)線(xiàn)視頻裝置應(yīng)用于集裝箱正面吊吊裝作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了集裝箱正面吊的可視化卡位上鎖;（2）為滿(mǎn)足“可視化”系統(tǒng)的額定穩(wěn)定電源;（3）攝像頭電源取自勾頭照明，顯示器通過(guò)操作室內(nèi)部，自配線(xiàn)盤(pán)取電。通過(guò)多次的測(cè)試比較，選用了特定的模擬系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了低延時(shí)，易維護(hù)的系統(tǒng)設(shè)備。

5 系統(tǒng)效果和評(píng)價(jià)

現(xiàn)有出廠(chǎng)的集裝箱正面吊出廠(chǎng)無(wú)此裝置，其卡位、上鎖完全憑借司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)和視線(xiàn)。本成果的使用，實(shí)現(xiàn)了卡位、上鎖的可視化，提高了工作效率和廠(chǎng)區(qū)的空間利用率。本系統(tǒng)已成功安裝并在山東淄礦鐵路運(yùn)輸有限公司投入使用，效果良好，在未使用本成果前，集裝箱的堆積基本上是2層， 該成果使用后，可實(shí)現(xiàn)四層堆設(shè)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)跨箱作業(yè)，場(chǎng)地利用率增加，工作效率提高，安全保障能力提高。