激光传感器在自动化港口中的应用研究

王家喜

摘 要：随着社会的发展、科技的进步，各种高科技技术应运而生，为各行各业带来了极大的便利。现今自动化港口的兴起，将无人操作变成了现实，极大的提高了港口工作效率，而这一切都要归功于激光传感器。激光传感器顾名思义，就是使用激光技术进行测量的传感器。本文就激光传感器在自动化港口中的应用展开探究，希望为自动化港口的發展提供理论支持。

关键词：激光传感器；自动化港口；应用

在我国有大量的港口，每天货运量巨大，如果全部用人工操作，港口及港口作业人员都将承受巨大的压力。而自动化港口的诞生，极大的缓解了港口作业的负载，提高了作业效率，降低运营成本，同时也为港口带来了丰厚的效益，推动着港口的发展。因此我国作为航运吞吐量大国，更应当注重激光技术在港口的运用和发展。

一、激光传感器简述

当前内河船舶正在不断发展与进步，但革新船舶工作的开展只是其中一部分，更重要的是港口革新工作，该项工作对增强内河航运有着至关重要的作用。随着激光传感器不断的普及与进步，各个行业都逐步开始投入使用，其中也包括港口自动化工作实施。而该传感器因一维的激光测距仪与二维、三维的激光扫描仪这几种不同功能整合在一起运用在港口领域，促使全自动化港口的诞生。而自动化港口是在整个港区从桥吊到集装箱卡车及码头内的各个环节都实现了计算机自动管理、监控，全程实现了无人操作。[ 1 ]

二、激光传感器在自动化港口中的应用

通常港口在日常中作业时的基本流程有以下几个环节。卸船时候，港口岸边集装箱起重机（岸桥）将集装箱从船舶上卸下，装在集装箱牵引车上，牵引车将集装箱运至相应的堆场；再由堆场设备卸在指定的位置。装船时候流程相反。在传统的港口的许多工作都需要人工来操作机械完成，而将激光传感器运用到自动化港口中的每个环节中，最大程度全面实现无人操控、全自动作业，促使整个港口作业的效率得到极大的提高，且省时省力安全，作业过程更流畅。

（一）岸桥作业的自动化

激光传感器应用到岸桥作业时，是将两个二维激光扫描仪安装在岸桥的大梁上，当船舶靠岸时，对装载的集装箱进行扫描测量。扫描完成后，再将得到的信息、数据反馈到计算机系统，计算机软件根据扫描结果进行处理，在计算机上可以清晰的看到集装箱的排列次序及高度。通过处理后，将集装箱的轮廓图像更直观的展现出来。得到这些准确的信息后，岸边的起重机才能够更准确、飞速的卸载货物，卸载时间大大缩短，而卸载效率大幅提高。

在未应用激光传感器之前，集装箱的大体位置、高低等信息，所以装卸作业既费时又费力，不仅如此，起重机的司机因不了解所有集装箱的分布情况，从而经常发生一些碰撞事故，如果，遭到碰撞的集装箱内是易碎物品，就会造成巨大的损失。而激光扫描仪的应用，使得整个集装箱的分布、排列都清晰可见，从而很好的规避了这种风险。[ 2 ]

（二）轨道式集装箱门式起重机作业的自动化

自动化港口的码头在应用激光传感器时，都是将几个三维的激光扫描仪安装在堆场合适的位置，对所有的集装箱与各个自动导引小车进行立体空间扫描，以获得准确的数据及坐标。一旦确定要运送的集装箱选好目标后，计算机系统就会马上调派一辆自动导引小（agv）车前去转运，同时设定最为恰当的路线指示其前行。

通过计算机系统的调配，整个码头运转将更加快速，畅通无阻。在码头内部的每台门式起重机的横梁两端位置，也将安装一台三维扫描仪，通过这两台三维扫描仪能够更精准的获得每个集装箱的具体位置及信息状况，从而在卸载集装箱时，可以准确的找到目标。找到目标后快速的抓取，将目标集装箱放在集装箱转运平台上，再由转运平台放置AGV上，AGV会依照系统给出的最佳路线，将集装箱快速的运到制定位置，装船和卸船的流程刚好相反。在传统的集装箱码头上，都是依靠手工操作机械完成集装箱的运输、装载及卸载等工作，而自动化码头使用自动化机械进行装卸、运输工作，不仅更安全可靠，同时低碳环保，实现了高效运作。

激光传感器在自动化港口中的应用，使无人操作成为现实。并在整个港口内，实施了全面监控，更好的调动、调整、控制，不但为港口节省了大量的人力、物力和时间，同时运转、抓取更加的准确，降低了失误发生的几率，港口作业效率大幅度提高。[ 3 ]

自动化港口的优势显而易见，但是在运作当中，仍存在一些问题需要解决，如AGV的避让措施、连续工作是工况下AGV的充电问题。调度规则、安全距离以及合适的数量等，这些问题也成为当下研究的热点，只有不断完善，才能确保港口作业平稳、快速的开展。

三、结语

众所周知，港口是一个密集型物流的核心及中转站，一直以来，肩负着很大的重任。而社会的发展，使得港口作业负载急剧加重，而对其作业效率要求也在不断的提升。而激光传感器的运用，发挥了其优良的特性，使港口实现了自动化作业。不但缓解了港口作业压力，节省了人力物力，更推动港口快速的发展。但作为相关部门及研究人员还应继续努力，不断优化、创新激光技术，使港口自动化设施更加完善，真正将自动化设备全面覆盖到港口的各个角落，为国家和社会创造更多的利益。

参考文献：

[1] 薛苗苗.机电自动化在港口中的实际应用[J].企业导报，2016，（20）：55.

[2] 龚永祥.关于自动化控制技术在港口输送系统中的应用与分析[J].信息系统工程，2016，（06）：24.

[3] 许骥平.激光传感器在自动化港口中的应用[A].上海市激光学会.上海市激光学会2013年学术年会论文集[C].上海市激光学会，2013：1.