自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺安全风险防控措施

刘波

采用自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺的集装箱码头堆场在生产组织和安全风险防控方面不仅有别于传统的集装箱码头堆场，而且有别于垂直岸线布置的自动化集装箱码头堆场。本文比较自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺与双侧单车道作业工艺的优缺点，并以天津五洲国际集装箱码头（以下简称“五洲国际码头”）为例，针对自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺的主要安全风险，从技术和管理等角度提出相应的防控措施。

1 自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺与双侧单车道作业工艺比较

如图1所示，在自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺下，自动化轨道吊轨距内依次布置2条集卡车道和7列集装箱，其中：2条集卡车道布置在箱区同侧，车道宽度均为4.35 m，靠近箱区侧为作业车道（内集卡与外集卡共用），靠近轨道侧为超车道;集装箱间距为400 mm，堆码高度为“堆六过七”。

如图2所示，在自动化轨道吊内跨式双侧单车道作业工艺下，自动化轨道吊轨距内依次布置1条集卡车道、7列集装箱和1条集卡车道，其中：2条集卡车道分别布置在箱区两侧，分别供内集卡和外集卡使用，车道宽度均为4.25 m;集装箱间距为400 mm，堆码高度为“堆六过七”。

从交通组织、高峰时段设备作业效率和利用率、作业安全性、作业组织等方面对自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺与双侧单车道作业工艺进行比较，比较结果见表1。总的来看，内跨式单侧双车道作业工艺具有作业系统灵活性更高、集卡等待时间较短、主干道交通更顺畅、高峰时段设备作业效率和利用率更高、作业组织相对简单等优点。

2 五洲国际码头自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺的主要安全风险

2.1 五洲国际码头堆场布局和作业工艺

五洲国际码头位于天津港东突堤北侧，岸线长度为1 204 m，共有4个泊位和5个重箱堆场。重箱堆场平行于码头岸线，纵深190 m，总面积约24万m2，配备31台自动化轨道吊，采用自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺，并由集卡完成堆场与岸边之间的水平运输。每個堆场端部均设置5～7个20英尺集装箱贝位作为设备维修区域。

2.2 自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺的主要安全风险

（1）机机配合作业中的集卡被吊起风险。五洲国际码头采用集卡完成水平运输。由于外集卡拖板锁具质量参差不齐，箱体与外集卡拖板相互钩连的情况时有发生，从而导致机损、箱损甚至人身伤害等事故;尤其在作业车道和超车道位于自动化轨道吊跨距内同侧的情况下，机机配合作业使码头安全生产面临更加严峻的考验。

（2）堆场取放箱作业中的撞箱风险。五洲国际码头堆场取放箱作业由自动化轨道吊完成;仅当吊具下降至安全高度（距地面约6 m或更低）后，才切换至远程控制台由司机手动操作。在系统场图与实际情况不符或扫描精度误差较大的情况下，有可能导致撞箱事故。

（3）自动化轨道吊与集卡碰撞风险。码头操作系统控制自动化轨道吊大车运行，使同场作业的多台自动化轨道吊之间保持安全距离，从而避免碰撞;但当需要过街时，自动化轨道吊由自动运行模式切换至人工远程操控模式，加之其路径与集卡路径交叉，导致碰撞风险上升。

（4）人机交叉作业中的人身伤害风险。在冷藏集装箱插拔电、超限集装箱锁固和解锁、设备故障抢修、场地清理保洁等作业过程中，作业人员需要进入自动化轨道吊作业场地，从而形成人机交叉作业，导致人身伤害风险上升。

3 五洲国际码头自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺安全风险防控措施

（1）采用三维激光扫描技术防止集卡被吊起。在集卡作业车道与自动化轨道吊大车轨道相邻的情况下，为了防止集卡被吊起，通常在自动化轨道吊大车横梁面向集卡作业车道处安装激光传感器，以检测集卡与集装箱是否有效分离。五洲国际码头采用自动化轨道吊内跨式单侧双车道作业工艺，在集卡作业车道与自动化轨道吊大车轨道之间还设有超车道;为了防止超车道车辆对激光传感器造成干扰，在自动化轨道吊大梁上安装三维激光扫描仪，通过扫描作业车道集卡轮廓判断集卡是否被吊起，从而实现集卡防吊起保护功能。

（2）采用三维激光扫描技术防止撞箱。在自动化轨道吊小车架平台上安装三维激光扫描仪，持续扫描自动化轨道吊下方集装箱和集卡的轮廓，并将扫描识别的箱型（包括20英尺、40英尺和45英尺集装箱）和集装箱间距（集卡载运双箱的情况下）等数据与码头操作系统中的数据进行比对。若数据比对一致，则计算自动化轨道吊小车与集装箱之间的安全距离以及吊具的安全高度，据此控制小车和吊具运行，实现防撞箱保护功能。

（3）采用数据通信和三维空间成像技术防止设备之间发生碰撞。同轨道相邻自动化轨道吊通过数据通信获取对方的大车位置信息，并由各自的可编程逻辑控制器控制大车运行，防止自动化轨道吊之间发生碰撞。此外，安装在自动化轨道吊大车下横梁端部的双目摄像机沿大车运动方向采集前方视频信号，通过光纤传输至远程控制台，并由远程控制台结合自动化轨道吊的实时运动轨迹数据建立立体相机模型，形成三维空间数据，据此控制大车运行，防止自动化轨道吊之间以及自动化轨道吊与人员、集卡等较大障碍物之间发生碰撞。

（4）完善并落实管理制度，防范人机交叉作业风险。五洲国际码头在梳理人机交叉作业类型的基础上，对人员进出场以及计划性维保等涉及人机交叉作业的情形实施规范化管理，从而有效防范人机交叉作业风险。

（编辑：张敏 收稿日期：2019-05-27）