隨著人工成本的不斷攀升，以及自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的集裝箱碼頭公司針對(duì)正在使用的輪胎式集裝箱門式起重機(jī)（以下稱龍門吊）開展遠(yuǎn)程控制技術(shù)改造，以探索傳統(tǒng)碼頭設(shè)備的自動(dòng)作業(yè)模式。北二集司作為一個(gè)已投產(chǎn)多年的傳統(tǒng)集裝箱碼頭來說，有必要進(jìn)行這方面的探索，來積極應(yīng)對(duì)未來的挑戰(zhàn)。

本次項(xiàng)目我公司與武漢港迪智能公司開展技術(shù)合作，共同開展龍門吊遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)，項(xiàng)目計(jì)劃在M8堆場（250米）和兩臺(tái)龍門吊上實(shí)施遠(yuǎn)程控制技術(shù)改造，以建立遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)龍門吊的半自動(dòng)運(yùn)行，用以驗(yàn)證遠(yuǎn)程控制技術(shù)在碼頭堆場使用的可行性，并為大規(guī)模實(shí)施龍門吊自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程化控制積累經(jīng)驗(yàn)。

整個(gè)龍門吊遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要包括四個(gè)子系統(tǒng)，即遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、單機(jī)控制系統(tǒng)和中控系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)

由光纖通信（地面通信）和裂縫波導(dǎo)管（上機(jī)通信）組成，實(shí)現(xiàn)了龍門吊與遠(yuǎn)控操作室的遠(yuǎn)程通信，是遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)系統(tǒng)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

由多個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭及相關(guān)設(shè)備組成，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻畫面，實(shí)現(xiàn)了在后方操作臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控遠(yuǎn)控現(xiàn)場的功能。

單機(jī)控制系統(tǒng)

由新安裝在龍門吊上各個(gè)部位的遠(yuǎn)程控制相關(guān)的功能組成，是實(shí)現(xiàn)龍門吊半自動(dòng)運(yùn)行的重要系統(tǒng)。主要由以下功能組成：

? 三大運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)定位功能，采用了絕對(duì)值編碼器定位、激光定位、視頻識(shí)別等技術(shù)。

? 自動(dòng)糾偏功能，采用激光測距技術(shù)；

? 大車防撞功能，采用視覺識(shí)別技術(shù)和二維激光掃描技術(shù)。

? 防打保齡、箱高掃描功能，采用了二維激光掃描技術(shù)。

? 車號(hào)識(shí)別功能，采用了RIFD技術(shù)。

? 箱號(hào)識(shí)別功能，采用了OCR識(shí)別技術(shù)。

? 遠(yuǎn)控PLC是單機(jī)控制系統(tǒng)中的核心部件，具有遠(yuǎn)控?cái)?shù)據(jù)采集、邏輯運(yùn)算、安全防護(hù)功能控制等的同時(shí)，還與本機(jī)PLC系統(tǒng)、中控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)連接。

中控系統(tǒng)

中控系統(tǒng)為整個(gè)遠(yuǎn)控系統(tǒng)的控制中心，核心系統(tǒng)。中控系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)與單機(jī)控制系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)了中控子系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制龍門吊運(yùn)行的功能。同時(shí)中控系統(tǒng)還通過碼頭生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，與碼頭方的生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)（TOS）建立數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)了與TOS的數(shù)據(jù)交互。

通過四大子系統(tǒng)的共同運(yùn)行，即可實(shí)現(xiàn)龍門吊的遠(yuǎn)程控制和半自動(dòng)運(yùn)行，整個(gè)工作流程如下：TOS自動(dòng)派發(fā)指令給中控子系統(tǒng)，中控子系統(tǒng)將指令分解，并根據(jù)指令信息自動(dòng)選擇最合適的龍門吊，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)指令的分解信息給該龍門吊的單機(jī)子系統(tǒng)。單機(jī)子系統(tǒng)接收到指令分解信息后，再自動(dòng)轉(zhuǎn)化為執(zhí)行步驟并自動(dòng)執(zhí)行，指令完成后，單機(jī)子系統(tǒng)返回指令完成信息給中控子系統(tǒng)，中控子系統(tǒng)在將指令完成信息發(fā)送給TOS，完成整個(gè)工作流程，并等待下一個(gè)指令分配。

龍門吊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制后的優(yōu)點(diǎn)

? 通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)改造，可實(shí)現(xiàn)龍門吊的自動(dòng)運(yùn)行，僅在著箱、開閉鎖、疊箱幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上才需要操作司機(jī)在后方遠(yuǎn)程操作臺(tái)上人工進(jìn)行操作，大幅度降低了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

? 龍門吊自動(dòng)運(yùn)行期間，操作司機(jī)無需再進(jìn)入龍門吊上的司機(jī)室，僅需要坐在后方遠(yuǎn)控操作臺(tái)旁就可以遠(yuǎn)程操作龍門吊，極大地改善了司機(jī)的工作環(huán)境。

? 通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)1個(gè)操作司機(jī)控制2臺(tái)龍門吊同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)，極大地減少了操作司機(jī)的數(shù)量，減少了人工成本。

2020年度中國港口協(xié)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

項(xiàng)目名稱：遠(yuǎn)程控制技術(shù)在輪胎式集裝箱門式起重機(jī)上的應(yīng)用

完成單位：寧波舟山港股份有限公司北侖第二集裝箱碼頭分公司