集装箱门式起重机防撞箱事故策略对比研究

陈 实

（重庆国际集装箱码头有限责任公司 重庆）

一、引言

集装箱撞箱事故一直是困扰集装箱港口的常见事故之一。集装箱堆场内所堆放的集装箱往往高度不一、错落有致，因此，堆场内的集装箱门式起重机在吊装作业过程中，稍有不慎就会出现由于起吊高度不足，引起起吊箱与堆存箱发生碰撞，从而导致严重的起重事故。目前，应对此类事故的措施有3种，分别是门字形运行方案、集装箱定位计算方案和集装箱高度检测方案。对3种方案进行介绍和对比研究。

二、门字形运行方案

门字形运行方案即要求起重机在作业每个集装箱时，必须将起吊箱提升至最高位置方能进行水平移动。该方案的优点是投入小、实施简单。只需要借助起重机起升机构的凸轮开关或编码器，将起吊箱高度位置信息引入起重机运行机构控制，要求起吊箱必须达到安全高度方能全速进行大、小车水平运行，即可实现强制门字形运行。另外，为防止凸轮开关或编码器失效的情况发生，也可在安全高度位置增加对射型光电传感器进行检测，确保起吊箱达到指定高度（图1）。

图1 对射型光电传感器

图2 起重机按优化路线运行

图3 集装箱高度检测方案

门字形运行方案可靠性高，是防止撞箱事故最有效的解决方案。不过，其缺点也显而易见，起重机起升、大车、小车机构无法实现联动，很大程度的导致作业效率下降和作业成本上升。

三、集装箱定位计算方案

集装箱定位计算方案是通过起重机大、小车运行机构上增加编码器等定位装置记录堆场内集装箱堆放位置和数量情况，再计算出起吊箱运行轨迹上，堆存箱的高度信息，从而引导起重机按优化路线运行（图2）。

经过测试，上述方案相比门字形运行，在作业效率上可提高25%，减少能耗24%。但是该方案投入大，实际使用过程中存在一些问题，一是由于编码器等定位装置的累计误差或大小车轨道下沉等问题，极易导致集装箱定位出现偏差。二是在同一堆场内作业的起重机需要相互通信，共享定位数据信息，对通信的可靠性要求也非常高，这些问题导致集装箱定位计算方案，在实际使用中故障率较频繁，影响正常作业。

四、集装箱高度检测方案

集装箱高度检测方案，主要是依靠激光测距装置实时检测起吊集装箱水平运行轨迹上的堆存箱高度，并与起吊箱实时高度（起吊箱实时高度可通过起升机构上的编码器获取）进行比较，一旦发现起吊高度不足，立即限制运行（图3）。

此种方案是防止起重机驾驶员操作疏忽的一种安全保护措施，对所需的激光测距装置的性能要求较高，需要较高的检测频率和能对各种颜色集装箱进行检测。如果需要全方位进行保护，至少需要配备6个激光测距装置。

五、分析比较

经过对3种方案实际使用效果比较，采用集装箱高度检测方案相对更合理。门字形运行方案牺牲了港口宝贵的作业效率，缺点非常显著。集装箱高度检测方案在功能上较集装箱定位计算方案差别不大，在作业过程中，都能实现起吊箱在垂直起升和水平移动的联动。但是，集装箱高度检测方案相对投资较小，故障率更低，运行也更可靠。