轮胎式集装箱龙门起重机堆场自动化改造工艺方案
一、总体方案设计
- 系统架构
采用“远程集中控制+单机自动化”模式，通过码头生产管理系统（TMS）与RTG自动化系统（ACCS）对接，实现任务分配、路径规划及设备协同控制。- 核心模块：远程操控台、微波/光纤通信系统、堆场轮廓扫描系统、吊具自动检测系统。
- 人机比例优化：1名操作员可管理3-5台设备，作业效率提升3倍。
- 能源优化
- 油改电技术：拆除柴油机组，采用电缆卷筒供电或滑触线供电，降低能耗50%以上，减少碳排放。
- 混合动力方案：保留小型柴油发电机作为备用电源，结合电池组回收制动能量，实现低速作业零排放。
二、关键技术实施
- 定位与导航系统
- 大车定位：采用格雷母线（精度±5mm）或激光雷达冗余定位，确保堆场路径精准。
- 吊具控制：绝对值编码器+激光测距双系统，实现吊具高度与箱体匹配误差≤10mm。
- 通信与视频监控
- 通信方式：优先选择光纤（抗干扰强）或漏波电缆（灵活性高），确保数据传输延迟＜100ms。
- 视频系统：360°全景摄像头覆盖作业区域，支持AI异常检测（如集卡闯入、吊具偏移），画面延迟≤200ms。
- 安全防护技术
- 防碰撞系统：堆场轮廓扫描仪实时监测集装箱堆叠高度，大车防撞雷达（安全距离0.5m）与小车路径优化（防“打保龄”）。
- 紧急制动：吊具接近集卡时自动切换至人工模式，确保最后0.5m操作由人工干预。
三、实施步骤与验收标准
- 改造阶段
- 硬件升级：加装传感器、电缆卷筒、地面插座箱及防风锚定装置。
- 软件集成：调试自动化控制系统（ACCS）与TMS接口，模拟1000次虚拟作业测试。
- 验收指标
- 定位精度：大车±10mm，吊具高度±5mm。
- 作业效率：单箱装卸时间≤1.5分钟，堆场利用率提升20%。
- 安全冗余：双系统故障时自动触发紧急停机，误报率＜0.1%。
四、经济效益分析
- 成本节约
- 人工成本：减少60%-70%操作人员，静态投资回收期约3.5年（以20台改造为例）。
- 能耗成本：混合动力方案年省柴油500吨，减排CO? 1800吨。
- 智能化升级
- 支持未来扩展无人集卡对接，兼容5G远程操控与AI调度系统。
五、典型应用案例
- 泰国和黄码头：7台RTG改造为全自动ARTG，堆场堆高11层，作业效率提升40%。
- 阳逻港一期：9台龙门吊油电混合改造，年减排1800吨CO?。
通过上述方案，轮胎式龙门起重机堆场可实现从人工操作到全自动化的转型，显著提升效率、降低成本并符合绿色港口发展趋势。
