ＧＰＳ技术在集装箱码头的应用

王　彤

0引言

随着国际航运市场竞争日益激烈，远洋集装箱船舶日趋大型化，对集装箱码头装卸技术的要求也越来越高。当前全球正经历百年不遇的金融危机，国际航运市场进入萎缩期，港口企业应该以此为机遇，从技术和管理创新上增强企业核心竞争力。

1RTG作业中存在的问题

目前国内集装箱码头较多使用龙门起重机（RTG）。

RTG的作业高度由早先的“堆三过四”和“堆四过五”发展到“堆五过六”和“堆六过七”，起升速度由15~/min提高到20~/min，吊具下起升重量从增加到，作业能力显著提升，但由于其自身机械结构的限制，一直存在如下问题难以解决。

1.1无法探测堆场吊具的实时位置

RTG没有探测吊具位置的装置，司机作业时，需要手工输入集装箱位置，影响装卸效率，有时，由于场位地标的磨损或污损，司机会因为看不清场位号而装错箱或卸错位。

1.2不具备防碰撞功能

在码头作业繁忙时，常常需要几台RTG近距离工作，在这个过程中，要防止RTG相互碰撞只能依靠司机加强注意，在司机劳累过度或麻痹大意时很容易造成机械和人员伤害。此外，RTG吊具起升高度无法自动控制，一旦刮碰周围的集装箱，很可能造成严重损失。

1.3无法自动纠偏

RTG没有固定的运行轨道，如果行驶时轮压不对称，就很容易偏离跑道，司机必须不断调整方向以纠正偏差，作业难度因此加大，装卸效率随之降低。此外，当作业堆箱层数增加时，集装箱可能阻挡司机的视线，特别是雨雾雪天和黄昏无灯照时操作更加困难。

1.4难以准确定位作业箱

由于无法监控RTG的吊具位置，不能检查实际作业与系统指令的箱位是否相符，误操作难以避免。

2集装箱码头应用GPS辅助RTG作业

近几年，全球定位技术（GPS）发展迅速，已在许多领域得到广泛使用。

如何既保证RTG运行稳定、安全可靠，又准确定位集装箱?GPS精确定位技术是一种较为理想的解决方案。

2.1运用GPS侦测箱位

箱位侦测系统（Position Detecting System，PDS）可以探测RTG吊具相对于场地的精确三维立体坐标并将坐标数据换算为集装箱生产管理系统的箱位代码，与指令进行核对。

2.2防止机械碰撞

当几台RTG同时近距离作业时，GPS可通过侦测各自场位计算出彼此间距，如果两车间距接近设定的安全距离，RTG发出声光警报；如果两车间距小于安全距离，RTG自动减速停车，避免相撞。

2.3提高RTG行驶准确性

GPS辅助RTG沿着跑道基准线行驶，使其如同RMG一样安全稳定。自动纠偏系统能根据采集的数据进行轮压和方向的微调，保证行驶稳定，司机不必耗费时间低头目测进行手动纠偏，劳动强度大大降低。

2.4避免吊箱误操作

RTG通过PDS获取吊具的实时三维立体坐标，再换算为系统箱位代码，如果吊具不在作业指令描述的箱位，司机不能开闭锁进行提放箱，这能解决因RTG没有位置监控装置而造成的提错箱和放错位的问题。

3集装箱生产管理系统与GPS的结合

GPS技术不但能强化集装箱RTG的安全运行和自动控制，而且能完善集装箱生产管理系统的自动化管理功能。

3.1装卸作业指令的自动选择

以前，RTG司机必须肉眼观测需要作业的集装箱，然后选定系统作业指令，在装卸完成后，还需要手动确认；司机不仅要操作机械吊箱，还要观察箱号、车号、场位等，在雨雾雪天气中很容易发生装卸错误。PDS能随时探测吊具的位置，将其换算成箱位代码传送至集装箱生产管理系统，系统据此查出所在场位的作业指令，帮助RTG司机选定待作业指令。如果当时场位有多个待作业指令，生产管理系统能按场地作业规则作出选择。卸箱入场的规则是先远后近（距集卡车道）、先低后高；装箱出场反之。如果RTG在行驶过程中，那就要等PDS确定其位置后，系统才选定作业指令，否则，系统不会响应。

3.2装卸作业指令的自动确认

以前，RTG司机在装卸集装箱时，只能通过对讲机获得中控调度室的作业指令，包括船名、航次、车号、箱号和场位等。随着无线网络的推广，RTG的无线终端（Radio Data Terminal，RDT）可以显示中控员分配的装卸箱计划，在实际作业完成后，再将数据传回中控室，达到RTG及调度室双方系统作业指令的无线传输和交互确认。随着吊具的开闭锁，集装箱生产管理系统相应的指令也自动确认完成。司机只需专心操纵机械，无须点击终端。

3.3吊具位置的实时预测

以前，为了保证作业准确性，RTG司机都是装卸完集装箱后才确认指令。如果他们事后点错指令或忘记确认指令，那么中控室监控会显示错误的堆存信息，误导调度员，并且影响以后的提箱和装船作业，增加不必要的翻捣。有了GPS的支持以后，其PDS系统随时侦测吊具所在的行、列、高，与集装箱生产管理系统作业指令的场位核对一致，才能开闭吊具的转锁，完成装卸工作。

3.4调度监控界面的实时显示

以前，中控室调度员通过集装箱生产管理系统监控界面得到的RTG位置，其实是RTG司机登录无线终端确认集装箱装卸指令后传回系统的指令位置，不一定能准确地反映RTG的实际位置。利用PDS，能实时获得RTG二维坐标，换算成场位代码传回集装箱生产管理系统，调度员就能对场地所有作业机械进行统筹管理和科学分配，调用最近的空闲机械，减少空车行驶，降低生产成本。

综上所述，GPS精确定位技术成功应用于集装箱码头的装卸作业过程后，不仅使机械作业更加安全、稳定和高效，促进集装箱自动化装卸的发展，而且提高集装箱生产管理系统监控和管理的准确性，完善码头生产体系，提高服务水平和市场竞争力，提升企业形象。

参考文献：

[1] 李明峰,冯宝红,刘三枝. GPS定位技术及其应用. 北京: 国防工业出版社,2006.

[2] 杨茅甄. 国际集装箱港口管理实务. 上海: 上海人民出版社,2007.

[3] 李谷音. 港口起重机械. 北京:人民交通出版社,2007.

（编辑：吴磊明收稿日期：2009-01-24）