自动化码头作业区域人员进出安全管控

田晓峰

上海国际港务(集团)股份有限公司尚东集装箱码头分公司

1 引言

自动化码头利用现代科学技术，通过自动化控制系统控制自动化岸边作业机械、水平运输机械及堆场作业机械，实现码头自动装卸船、集装箱卡车进提箱等工作任务。与传统码头相比，自动化码头在智能化、稳定性、环保性、减少人机混合作业方面均有显著优势。自动化码头已成为未来港口建设的发展方向[1]。

自动化码头无人区域内所有设备全自动作业，而设备在维护保养及设备故障维修时必定会涉及到相关人员进出自动化无人区域，人员进出的安全管控尤为重要。

2 自动化码头区域及设备分布

自动化码头区域分布主要分为3部分，即岸边作业区、水平运输区、堆场作业区(见图1)。岸边作业区是岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)进行装卸船作业的区域；水平运输区是实现岸边作业区与堆场作业区之间货物调运的区域；堆场作业区是实现集装箱装卸、堆存、转运的区域。

图1 自动化无人区域示意图

自动化集装箱码头采用的是自动化双小车岸桥、AGV(Automated Guided Vechicle,自动化引导小车)和全自动轨道式龙门起重机(以下简称轨道吊)协同运行方式，岸桥仅在船侧对箱时需人工手动介入，其余操作均可自动运行；码头前沿与堆场之间的集装箱水平运输由无人驾驶、自动导航、可自动换电的AGV完成；堆场作业通过全自动轨道吊实现。通过TOS(Terminal Operation System,码头管理系统)和ECS(Equipment Control System,设备控制系统)组成的自动化控制系统将AGV与全自动轨道吊串联起来[2]，实现堆场、装卸船、水平运输完全自动化。

自动化集装箱码头在垂直于码头方向，布置了61个自动化箱区，箱区采用全自动轨道吊(包括无悬臂、单悬臂、双悬臂轨道吊3种)作业，每个箱区配置海、陆侧2台轨道吊，箱区海侧为AGV交换区，陆侧为集卡交互区。为降低AGV与轨道吊作业相互等待时间，提高作业效率，41个箱区海侧安装了AGV伴侣固定架。根据AGV与全自动轨道吊全自动作业的特性，规定了自动化无人区域，即AGV行驶的水平运输区及全自动轨道吊堆场作业区(不含陆侧集卡交互区)，自动化无人区域外围安装隔离围栏，设置门禁系统。

3 自动化无人区域人员进出场问题分析

3.1 权限管控

自动化无人区域管控严格，为避免无关人员进入，区域外围设置隔离围栏、门禁系统。为突出权限管理，人员进入自动化无人区域时需要进行权限申请，经批准对特定门禁卡进行授权才能允许进入指定门禁，并在工作完成出场后对权限进行回收。

由于自动化无人区域内水平运输机械AGV自动导航特性，在设备管理系统(ECS)中规定可人为设置禁止AGV行驶的区域。禁行区通过设备监控软件设置，具有停止区域内AGV运行、阻止区域外AGV进入此区域的功能。禁行区是人员进场管控的重要手段之一。

3.2 风险分析及安全措施

3.2.1 轨道吊维保风险及安全措施

(1)为避免轨道吊在自动作业时的人员闯入风险，规定维保前首先需要确认机械是否已经停至指定维修位置，若机械未停止作业维保人员不得被允许进入自动化区域。

(2)维保轨道吊停至维修位，处于非作业状态，正常情况维保机器不会动车。但轨道吊为远程操作，为避免操作员远程盲目动车的风险，维保时人员需将维保机器切到本地控制，以保证远程无法控制。

(3)海侧轨道吊维保时，存在AGV闯入箱区海侧交互区、AGV伴侣(固定架)作业的风险。为避免该风险，需在相应区域设置AGV禁行区；同时无悬臂海侧轨道吊停至维修位时，陆侧轨道吊可对AGV伴侣(固定架)进行作业，为避免陆侧轨道吊闯入作业风险，需在码头生产管理系统(TOS)中关闭此箱区海侧交互区的作业功能(见图2)。

(4)陆侧轨道吊维保时，可能存在与集卡交叉作业的风险，也需要在码头生产管理系统(TOS)中关闭此箱区陆侧集卡车道功能(见图2)。

图2 码头生产管理系统(TOS)示意图

3.2.2 设备维修风险及安全措施

发生故障时，设备情况通常比较复杂且没有固定的位置，因此需要根据现场情况进行分析。

(1)水平运输机械AGV在水平运输区发生故障人员进场时，需要将维修人员进场行走路径及维修区域用禁行区覆盖，确保人员维修环境安全；当水平运输机械在箱区海侧AGV交互区发生故障时，为避免人机交叉作业风险，在用禁行区覆盖人员维修范围的同时，还需将海侧轨道吊切换为手动模式，以避免轨道吊在维修区域内动车。

(2)轨道吊发生故障人员进场时，存在轨道吊远程误动车风险，需要将维修轨道吊切至本地模式使远程无法控制；维修过程中箱区另一台轨道吊存在闯入维修区域自动作业风险，需将另一台轨道吊切至手动模式；若轨道吊维修涉及箱区海、陆侧交互区，则必须设置禁行区覆盖维修区域，并在码头生产管理系统(TOS)中关闭对应的车道作业功能。

4 自动化无人区域人员进出场流程

自动化无人区域人员进出场流程见图3。

图3 自动化无人区域人员进出场流程图

人员进场前，首先需要向PCE(Process Controller of Equipment，设备过程控制员)提出进场需求，PCE主要负责人员进出场沟通、信息反馈及安全措施落实等过程的控制。PCE会根据需求结合自动化区域生产作业情况进行评估，若进场需求不被允许，则人员在场外等待。若进场需求被允许，PCE首先需要确认设备已到维修位置或已停机，然后根据进场目的(设备维修、设备维保)落实安全措施，禁行区、封闭车道等安全措施设置完成后发送至进场人员确认。

进场人员在收到安全措施确认无误后，向PCE报备进入自动化无人区域目的、进场负责人及人数，PCE负责登记。登记完成后进场人员向PCE申请门禁权限，PCE进行门禁授权后人员进场进行设备维保或维修。

在设备维修、维保结束后，进场负责人员需清点、确认出场人员是否与进场匹配，设备是否切换至远程控制，确认人员全部出场，门禁关闭后报备PCE设备维修或维保完成。PCE在收到指令后需使用远程视频监控对设备维修或维保区域进行巡视进行再次确认，确认无误后取消禁行区及相关车道封闭的设置。

最后由PCE回收相应的门禁授权，登记人员出场，将设备交付生产，整个人员进出场流程结束。

5 结语

从人员进入自动化码头自动化无人区域的必要性、风险及安全措施等方面，分析了人员进出场的相关问题，给出了针对自动化无人区域人员进出场管控办法。此办法已在自动化码头成功使用，降低了人员进出自动化无人区域的隐患，对自动化无人区域的安全管控起到了重要作用。