探讨自动化箱场施工技术存在的问题及措施

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年7期   作者:杨云鹏 蒋鸿凯
[导读] 自动化的箱场施工技术手段目前已经普遍运用于箱场施工过程,充分体现了箱场自动化施工技术的重要实践作用
        杨云鹏 蒋鸿凯
        中建港航局集团有限公司,上海 杨浦 200433
        摘要:自动化的箱场施工技术手段目前已经普遍运用于箱场施工过程,充分体现了箱场自动化施工技术的重要实践作用。现阶段的自动化箱场施工技术重点包含自动化的单机作业施工、单条街区作业施工以及整个箱场作业施工技术。在此前提下,箱场施工人员应当准确认识自动化的箱场施工技术开展实施难点,结合自动化箱场施工的基本目标宗旨来进行探索与改进。
        关键词:自动化箱场;施工技术;现存问题;改进措施思路
        
        自动化的箱场施工技术,基本特征在于自动化手段贯穿融入到箱场施工全面实施过程,旨在合理节约箱场施工资源与成本,并且有效防止了箱场施工全过程中的人工作业误差情况发生。因此从根本上来讲,自动化的箱场施工技术具有高效性、低成本性与可靠性的施工技术优势。在目前的箱场自动化施工实践中,施工人员需要结合箱场地形特征、施工作业任务目标以及箱场施工作业特殊性,合理选择与优化现有的箱场自动化施工处理技术。
        一、自动化箱场施工技术的基本类型
        (一)单机作业施工
        对于正常的箱场施工操作场地条件来讲,单机的自动化作业施工模式主要结合码头操作控制系统给出的单机操作施工指令,确保在指定的施工作业时间长度内全面实施集装箱施工处理过程[1]。自动化的箱场单机作业施工模式比较容易受到箱场地形状况、箱场作业工况、车辆移动距离等复杂因素影响,进而表现为不确定性较为明显的特征。自动化的单机作业基本实施流程在于抓取集装箱,然后借助小型车辆来运送集装箱,并且将其放置于指定的集卡位置上[2]。

        (二)单条街区作业施工
        在箱场施工作业的规定时间段内,单条街区的箱场自动化作业模式关键在于确保预设集装箱作业量能够如期完成,并且在单条街区的场地范围内实施自动化的集装箱运移施工操作。单条街区的自动化箱场作业施工重点体现在灵活调度与配置箱场作业车辆,有效确保满足自动化的单机作业能力指标。自动化施工设备在进入箱场的基础上,对于RFID的智能化射频识别模式进行自动触发,据此判断箱场作业施工设备是否满足空闲状态的指标,然后将施工作业任务指令发送至各个空闲设备。
        (三)整个箱场作业施工
        对于整个箱场空间范围内的自动化作业施工模式来讲,基本目标在于确保指定时间长度内全面完成箱场作业任务,其中重点涉及到收提集装箱、装卸载船舶上的集装箱、实施自动化设备调度以及分配箱场施工任务等。自动化施工监测装置对于实时性的整个箱场施工作业动态信息能够进行准确的分辨与识别,据此给出合理与科学的箱场自动化施工规划方案调整思路。整个箱场空间内的各个自动化施工作业设备应当确保有序配合,通过实施相互衔接的箱场自动化施工作业模式来实现最佳的箱场施工效率[3]。
        下表为箱场施工作业中的自动化技术运用实效性:

        二、自动化箱场施工技术目前现存的问题
        近些年以来,自动化的箱场施工模式已经在码头箱场施工过程中得到推广运用。码头箱场的施工操作过程由于受到自动化工艺技术手段的影响,因此客观上达到了箱场施工效率提高的目标,对于箱场施工操作中的成本资源也能进行合理节约利用。
        但是从总体角度来讲,目前现有的箱场自动化施工模式仍有待得到完善更新,根源主要在于箱场自动化的施工技术人才相对短缺,以及箱场自动化施工的路径缺乏规划性等。此外,人工远程控制模式下的箱场自动化施工运行过程比较容易受到人工控制因素带来的不利影响,导致出现箱场施工操作过程的自动化控制误差现象,甚至严重影响到箱场自动化施工操作过程的安全性[4]。
        三、自动化箱场施工技术的完善改进措施
        (一)确保自动化箱场施工机械设施的安全稳定性
        自动化的箱场施工基础设施设备系统应当确保满足稳定性以及安全性标准,对于箱场自动化施工各个实施环节中的成本资源进行优化利用。因此,相关负责人员针对自动化的箱场施工机械设备系统应当定期展开全面的性能维护检测工作,切实保证箱场自动化施工的机械设施系统达到安全性能合格标准。在此基础上,相关负责人员针对箱场自动化施工机械系统应当积极加以调整改进,旨在严格控制与降低箱场自动化施工运行成本,延长箱场自动化施工机械设施的安全运行使用期限。
        (二)合理优化箱场施工设备运行路径
        箱场自动化施工机械设备能否设计为最佳运行路径,在根本上关系到箱场自动化施工处理设备的良好综合效能发挥[5]。为了保证自动化的箱场施工系统设备能够沿着最佳的机械施工路径来完成集装箱运移与堆载操作,那么自动化的系统设计人员有必要全面考虑箱场自动化施工影响因素,确保做到科学规划与安排箱场自动化施工行进路径。
        例如对于大型车辆以及小型车辆的联动施工作业模式在进行路径优化过程中,关键在于综合考虑各种施工机械车辆的性能特征,并且应当通过实施车辆机械系统的防撞检测工作来检验机械施工车辆的防撞安全性能。箱场施工人员在全面实施联动控制的自动化施工模式下,应当能够确保箱场自动化施工车辆达到连续执行施工操作指令的目标,对于自动施工车辆的运行速度进行合理提升,灵活控制设备联动机构的停止动作、减速动作以及加速动作。
        (三)引进人工远程操作控制模式
        具有远程控制以及自动控制特征的箱场施工开展实施模式更加有益于箱场施工综合效率提高,因此箱场施工控制人员目前有必要积极引进人工远程控制的箱场施工模式。在远程控制装置设备的辅助下,箱场施工操作的全面实施开展过程就可以得到充分控制,有效保证了箱场自动化施工作业的整体水平获得提升。
        相比于人工实施箱场施工操作流程的模式而言,依靠远程自动化控制的系统软件平台能够明显缩短抓取与释放集装箱的操作时间长度,确保控制在20秒以内的施工操作时间长度,并且能够实现超出25%的工期缩短效果。在此基础上,集卡施工作业人员本身需要具备良好的信息化业务素养,从而达到精准释放与抓取集装箱的施工操作效果。箱场作业效率的优化提高目标如果要真正得以实现,则不能够缺少远程控制系统作为支撑与保障,充分突出自动化工艺手段的优势。
        下表为自动化箱场施工技术的现存缺陷与完善改进对策:
       
        结束语:
        经过分析可见,自动化箱场施工技术重点应当包含单机作业模式、单条街区作业施工模式、整个箱场的自动化作业施工模式等。目前现有的自动化箱场施工处理技术手段仍然存在推广范围局限性,箱场施工人员亟待实现自动化施工控制技能水准的提升。具体在实践中,改进完善自动化的箱场施工技术手段应当侧重于确保自动化箱场施工机械设施的安全稳定性,合理优化箱场施工设备运行路径,引进人工远程操作控制模式。
        参考文献:
        [1]张德文.自动化集装箱码头水平运输设备的发展与分类标准建议[J].中国港口,2020(03):14-17.
        [2]潘迎新,白丹宇,曾庆成.基于差分进化算法的自动化集装箱码头AGV调度问题[J].重庆师范大学学报(自然科学版),2020,38(01):121-129.
        [3]王晓东.集装箱码头堆场自动化改造项目效率分析[J].港口装卸,2020(01):18-21.
        [4]陈培.顺岸式集装箱码头自动化堆场内跨式轨道吊车道工艺方案[J].港口科技,2020(02):27-37.
        [5]黄子钊,庄子龙,滕浩.自动化码头出口箱箱位分配优化超启发式算法[J/OL].计算机集成制造系统,2019(07):21-25.
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