集装箱正面吊“可视化”辅助卡位上锁系统研究

杨金辉

摘 要：集装箱正面吊，是集装箱正面起重机的简称，是用来装卸集装箱的一种起重机，专门为20英尺和40英尺国际集装箱而设计，主要用于集装箱的堆叠和堆场内的水平运输，本文以山东淄矿集团铁路运输有限公司为研究对像，结合正面吊结构及作业模式，提出并设计了一套“可视化”辅助卡位上锁系统，有效的增加了正面吊堆叠层数，提高堆场利用率。

关键词：集装箱;起重机;辅助卡位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.004

1 技术背景

正面吊专门为20英尺和40英尺国际集装箱而设计的，主要用于集装箱的堆叠和码头、堆厂内的水平运输，与叉车相比，它具有机动灵活，操作方便，稳定性好，轮压较底，堆码层数高，堆厂利用率高等优点。可进行跨箱作业。特别适用于中小港口，铁路中转站和公路中转站的集装箱装卸，也可在大型集装箱码头作为辅助设备来使用。使用正面吊吊装货物时，由于正面吊的车辆的车体庞大，驾驶员在吊运集装箱时视线受臂架、吊具和集装箱的限制，不能清楚的观察到货物下方的情况，需要指挥人员通过手势或对讲机进行指挥，效率较低。即使由地面作业人员指挥，正面吊作业时，也需要司机对正面吊的卡位勾头与集装箱凹角进行对位，在1-2层时，司机凭眼睛还可以确定位置，进行卡位吊装，但是在堆积第三层或者更高层时，由于高度增加，视线遮挡，勾头卡位难度增加，不易卡位上锁，存在作业效率低，安全无法保证等缺点，严重影响堆场空间利用率。

2 技术方案

本系统在勾头位置安装无线视频系统，并将视频影像实时传送至司机室，实现司机吊装作业的勾头开上上锁可视化，司机仅通过在操作室内的屏幕就能直观的确认勾头卡位和上锁是否到位。系统主要是在正面吊四个方位的勾头处，安装无线摄像头，电源取自勾头处低压照明电源，由于正面吊照明为24V，摄像头为12V电源，所以需要加设电源适配器和稳压系统，直至实现摄像头额定电压值，保证摄像头稳定工作。司机室内安装无线接受装置（无线视频接受设备和显示设备），并通过降压稳压系统为其提供稳定额定电源，显示设备HDMI数据接口实现勾头视频的实时传输和显示，最终实现集装箱正面吊可视化卡位与上锁。

3 系统参数和技术特点

本系统主要用于堆场集装箱正面吊吊装作业，针对市面上的视频监控设备，结合汽车用倒车影像原理，对数字和模拟两种系统模式进行了对比，其中一种为数字系统，一种为模拟系统。

（1）数字无线系统。采用数字无线监控系统，各个摄像头电源为12V，无线录像机为12V，显示器为12V输入电源，而本身的正面吊输出电源为24V，均需要加设电源适配器，将正面吊输出的24V电源进行降压稳压处理，需要材料为摄像头4个，电源适配器6个，显示器1台，无线数字接收录像机1台。系统的组成为图1，正面吊“可视化”卡位上锁系统图（数字设备）。

（2）模拟无线系统。采用模拟无线系统，摄像头的电压带宽可选择性就比较大，有8-36V自适应录像和现实设备，显示器和无线接收系统采用集成模式，信号的采集采用微波系统。采用模拟无线系统所需材料为摄像头4个，集成无线接收和显示系统1台。系统组成为图2，正面吊“可视化”卡位上锁系统图（模拟设备）。

（3）采用技术方案。对数字无线系统和模拟系统进行比较，存在以下优缺点：

（4）结论。对數字系统和模拟系统进行比较，模拟系统虽在清晰度上还有不足，但其有着电压高带宽、传输无延时、安装简单等优点，最终选用了模拟系统进行了安装。

4 本系统的技术关键点

本系统关键点主要是：（1）将无线视频装置应用于集装箱正面吊吊装作业，实现了集装箱正面吊的可视化卡位上锁;（2）为满足“可视化”系统的额定稳定电源;（3）摄像头电源取自勾头照明，显示器通过操作室内部，自配线盘取电。通过多次的测试比较，选用了特定的模拟系统设备，实现了低延时，易维护的系统设备。

5 系统效果和评价

现有出厂的集装箱正面吊出厂无此装置，其卡位、上锁完全凭借司机的经验和视线。本成果的使用，实现了卡位、上锁的可视化，提高了工作效率和厂区的空间利用率。本系统已成功安装并在山东淄矿铁路运输有限公司投入使用，效果良好，在未使用本成果前，集装箱的堆积基本上是2层， 该成果使用后，可实现四层堆设，同时可实现跨箱作业，场地利用率增加，工作效率提高，安全保障能力提高。