2024軌道式集裝箱門式起重機自動化技術規(guī)范

軌道式集裝箱門式起重機自動化技術規(guī)范目 次前言 II引言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1術語和定義 1一般要求 2管理與控制系統(tǒng) 3控制操作系統(tǒng) 5智能感知系統(tǒng) 9安全防護系統(tǒng) 12IPAGEPAGE10軌道式集裝箱門式起重機自動化技術規(guī)范范圍本文件規(guī)定了軌道式集裝箱門式起重機自動化的技術要求。本文件適用于軌道式集裝箱門式起重機自動化的設計。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T19683軌道式集裝箱門式起重機GB/T14406通用門式起重機GB/T28181公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術要求GB/T1836集裝箱代碼、識別和標記JB/T8437起重機械無線遙控裝置JT/T90港口裝卸機械風載荷計算及防風安全要求術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1軌道式集裝箱門式起重機railmountedcontainergantrycrane行走部分采用鋼輪支承的集裝箱門式起重機。3.2鐵路中心站railwaycontainerterminal承擔銜接公路和鐵路集裝箱運輸功能的鐵路站點。3.3水平運輸設備horizontaltransportequipment負責集裝箱堆場與堆場外部之間進行集裝箱運輸?shù)墓ぞ摺Ｗⅲ核竭\輸設備主要包括自動導引小車（AGV）、跨運車和集卡等。3.4堆場yard集裝箱進行裝卸、轉運、保管和交接的場所。3.5回轉機構slewingmechanism鐵路中心站用軌道式集裝箱門式起重機上負責將其吊起的集裝箱繞豎直方向軸進行旋轉、調節(jié)集裝箱箱門的朝向的機構。3.6鐵路中心站管理系統(tǒng)railwaycontainerterminalmanagersystem對鐵路中心站的貨物流轉、設備調度等方面進行管理的系統(tǒng)。3.7遠程操作接口remoteoperationinterface可通過網(wǎng)站、軟件平臺等配合網(wǎng)絡對目標進行遠程控制的程序接口。3.8遠程監(jiān)控remotemonitoring通過網(wǎng)絡對遠程計算機進行操作，并對環(huán)境以及計算機系統(tǒng)及網(wǎng)絡設備進行監(jiān)視。3.9中控室centralcontrolroom通過上位機、管理與控制系統(tǒng)，遠程管理和控制集裝箱堆場多臺設備，完成集裝箱裝卸作業(yè)的一個控制室。3.10車號wagonID裝運貨物的水平運輸設備的編號。3.11自動導引小車automatedguidedvehicleAGV注：AGV一般具有安全防護、移栽等多種功能。3.12著箱loading將集裝箱搬運至特定位置的過程。3.13零位zeroposition計算距離的起始位置。3.14標定calibration用標準的計量儀器對所使用的儀器進行校準。3.15集裝箱號containerID裝運貨物的集裝箱箱號。3.16防吊起anti-lifting防止在水平運輸設備上的集裝箱被吊起時，水平運輸設備(3.3)連同集裝箱一起出現(xiàn)豎直方向上的移動。3.17防撞檢測collisiondetection感知軌道吊可能發(fā)生的撞擊。一般要求軌道式集裝箱門式起重機（以下簡稱“軌道吊”）的設計應滿足GB/T19683的要求。管理與控制系統(tǒng)系統(tǒng)構成管理與控制系統(tǒng)的主要技術內容構成分為兩個部分：軌道吊管理系統(tǒng)和軌道吊控制系統(tǒng)，見圖1。圖1主要技術內容構成圖軌道吊管理系統(tǒng)軌道吊管理系統(tǒng)可分為兩個作業(yè)場景部分：港口裝卸和鐵路中心站裝卸。軌道吊管理系統(tǒng)應與碼頭管理系統(tǒng)（港口碼頭堆場場景）或鐵路中心站管理系統(tǒng)（鐵路中心站堆場場景）進行信息交換。軌道吊管理系統(tǒng)應接收并分析來自碼頭管理系統(tǒng)的理貨信息和集裝箱堆放情況等數(shù)據(jù)，結合等軌道吊管理系統(tǒng)應接收并分析來自鐵路中心站管理系統(tǒng)的列車裝卸計劃、列車運行圖、集裝箱在進行集裝箱任務序列決策時，軌道吊管理系統(tǒng)需隨時對影響決策的因素進行更新（如來自碼在堆場集裝箱裝卸導致其數(shù)量、位置發(fā)生變化后，軌道吊管理系統(tǒng)應能及時通知碼頭、鐵路中心站管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的更新。軌道吊管理系統(tǒng)應負責管理整個堆場所有軌道吊，把碼頭管理系統(tǒng)（港口碼頭堆場部分）、鐵（鐵路中心站堆場部分的相關任務經處理后解析為各軌道吊的軌道吊控制系統(tǒng)可識軌道吊管理系統(tǒng)應具備大容量存儲設備，能夠對各項歷史數(shù)據(jù)進行存儲。軌道吊管理系統(tǒng)應具備決策功能，對來自于智能感知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行分析處理，結合自身決策軌道吊管理系統(tǒng)應具備人機交互界面。注：主機構即軌道吊的大車運行機構、小車運行機構、起升機構、回轉機構（僅鐵路中心站用軌道吊）。并應以合理的分級方式進行故障嚴重程度的分級。軌道吊管理系統(tǒng)應具備日志功能，應至少能生成兩種日志：運行日志和故障日志。軌道吊管理系統(tǒng)運行日志應對各軌道吊的各項歷史運行數(shù)據(jù)按時間順序進行記錄。軌道吊管理系統(tǒng)應提供遠程操作接口以實現(xiàn)外部對系統(tǒng)的遠程訪問。軌道吊控制系統(tǒng)軌道吊控制系統(tǒng)作為軌道吊設備自動控制的軟硬件系統(tǒng)，主要技術要求由控制操作系統(tǒng)、智能感知系統(tǒng)以及安全防護系統(tǒng)技術要求構成。軌道吊控制系統(tǒng)應能控制堆場內的單臺軌道吊設備進行各類集裝箱作業(yè)。軌道吊控制系統(tǒng)應負責接收來自軌道吊管理系統(tǒng)的指令，在接收到指令后，應能控制整機按照軌道吊管理系統(tǒng)的指令運行。軌道吊控制系統(tǒng)應作為整機的控制核心，應對整機各機構、各設備的狀態(tài)進行檢測，并將狀態(tài)信息實時反饋給軌道吊管理系統(tǒng)。軌道吊控制系統(tǒng)應能控制單臺軌道吊上自動運行所需要的所有設備，如各機構的驅動設備、通信設備、定位設備、引導設備、鎖箱設備、傳感設備、照明設備、顯示設備以及安全設備等。軌道吊控制系統(tǒng)應能對軌道吊上的驅動設備進行精確控制，以保證軌道吊各機構的定位精度。軌道吊控制系統(tǒng)在軟/軌道吊控制系統(tǒng)應至少具備控制操作、智能感知以及安全防護等子系統(tǒng)應用部分。控制操作系統(tǒng)通用要求控制操作系統(tǒng)應符合5.3中規(guī)定的軌道吊控制系統(tǒng)的技術要求。遠程操作遠程操作應包括遠程控制服務器、遠程操作臺、工業(yè)電視監(jiān)控和計算機遠程監(jiān)控等內容。GB/T14406遠程操作所控制的軌道吊的主機構應采用閉環(huán)控制，控制響應時間在滿足作業(yè)要求的前提下盡可能小。遠程操作所控制的軌道吊現(xiàn)場總線通信方式應滿足高響應的要求。遠程操作應至少具備自動模式及手動模式兩種模式。自動模式：軌道吊遠程接收軌道吊管理系統(tǒng)的指令，并按照指定的運行動作執(zhí)行任務。手動模式：軌道吊不受軌道吊管理系統(tǒng)直接控制，可切換至中控室的操作臺，通過工業(yè)電視和計算機遠程監(jiān)控獲取作業(yè)場景信息進行獨立操作。遠程操作自動模式下，應將軌道吊管理系統(tǒng)分析和處理的信息（包括作業(yè)情況、安全情況和實時監(jiān)控的內容），呈現(xiàn)到中控室供司機查看。遠程操作自動模式下，應能根據(jù)下達的指令完成軌道吊大車運行、軌道吊小車運行、吊具空載遠程操作手動模式下，軌道吊管理系統(tǒng)應快速自動分配任務至中控室空閑操作臺，提醒操作人員相應的任務進度。遠程操作的手動模式應在中控室遠程操作臺完成，操作人員在中控室操作臺上應可以操控每一臺設備。GB/T14406遠程操作應能完成集裝箱在水平運輸設備與港口碼頭堆場之間的吊運。遠程操作應能完成集裝箱在水平運輸設備與鐵路中心站堆場之間的吊運。JB/T8437遠程控制服務器應是負責整個遠程操作的管理器，作為軌道吊與軌道吊之間通信的管理器。通信控制通信控制應起軌道吊信息傳輸?shù)臉屑~、中轉站的作用。通信控制應能將智能感知系統(tǒng)采集的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)上傳到軌道吊管理系統(tǒng)進行分析、校驗和處理，并記錄所有的交互信息、作業(yè)流程和內部狀態(tài)的變化。軌道吊管理系統(tǒng)下達的指令應能傳輸?shù)礁髟O備上，在規(guī)定的響應時間內使設備按要求運行。通信控制應具備將軌道吊管理系統(tǒng)分析和處理的信息（控制、視頻、音頻等信號）穩(wěn)定傳輸?shù)街锌厥?，并呈現(xiàn)至工業(yè)電視監(jiān)控和計算機遠程監(jiān)控上。通信控制應滿足軌道吊管理系統(tǒng)向多臺軌道吊的軌道吊控制系統(tǒng)同時發(fā)送作業(yè)指令要求，且不會造成接口信息堵塞。通信控制技應至少滿足高清視頻信號的傳輸需求。GB/T28181通信控制應具備傳遞和接收軌道吊管理系統(tǒng)信息的功能。通信控制應能使軌道吊上的設備接收來自軌道吊控制系統(tǒng)的指令，使軌道吊根據(jù)接收到的工作指令驅動軌道吊大小車運行機構、起升機構、回轉機構（鐵路中心站堆場的軌道吊）等主要工作機構。（包括堆場集裝箱堆存信息等水平運輸設備定位水平運輸設備裝卸區(qū)應配備水平運輸引導設備，通過水平運輸設備位置信息、交通顯示提示、水平運輸設備定位應對水平運輸設備及所裝在的集裝箱進行位置的確定，并將實時的信息提示（水平運輸設備定位應通過采集的數(shù)據(jù)信息來實時分析水平運輸設備當前位置狀態(tài)、駛入駛出信號以及其作業(yè)車道位置數(shù)據(jù)的能力，并和軌道吊管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通訊。水平運輸設備定位應將水平運輸設備狀態(tài)傳輸至軌道吊管理系統(tǒng)，并在軌道吊管理系統(tǒng)程序中加以處理，通過軌道吊控制系統(tǒng)實現(xiàn)水平運輸設備的精確定位。水平運輸設備定位應及時通知水平運輸設備司機調整?？课恢茫@示水平運輸設備調整方向水平運輸設備定位應對位置信息進行校驗，并保證實際定位與系統(tǒng)指令位置之間的偏差在規(guī)定值內。防搖控制防搖控制應具備吊具檢測功能，通過檢測設備得到吊具空間位置和姿態(tài)信息，并將這些信息發(fā)送給軌道吊管理系統(tǒng)。防搖控制應能將吊具檢測所得到的監(jiān)測信息傳遞給軌道吊管理系統(tǒng)。執(zhí)行防搖控制時，應能對吊具的姿態(tài)進行檢測，其中檢測量包括偏移量和旋轉量。執(zhí)行防搖控制時，吊具檢測的數(shù)據(jù)應具有一定的穩(wěn)定性與可靠性，避免受到露天現(xiàn)場作業(yè)中的振動、周圍強電磁干擾等環(huán)境因素的影響。執(zhí)行防搖控制時，吊具檢測應統(tǒng)計吊具的作業(yè)量及鎖頭動作次數(shù)，同時保證對鎖頭限定使用次數(shù)安全的要求，鎖頭動作次數(shù)超過一定的次數(shù)需要強制報廢。/小車及吊重系統(tǒng)動力學模/小車位置要求以及其他限定條件提前對大/防搖控制應取開環(huán)或閉環(huán)的其中一種，若采用閉環(huán)控制應增加擺角、位置等傳感器對吊重的擺角信息和大/小車位置信息進行實時檢測，并根據(jù)信息對大/小車的運動速度進行調整。防搖控制若采用閉環(huán)控制，應能降低或消除外界因素（如風力）所帶來的干擾。防搖控制應能調節(jié)大//小車啟停和加速度的靈活控制。12防扭控制防扭控制應在軌道吊的集裝箱裝卸作業(yè)中補償或消除吊具的扭轉。防扭控制若采用閉環(huán)控制，應對吊具相對于小車架中心線扭轉角度的進行檢測和反饋，通過控制程序進行判斷，確定防扭動作的方向和速度。xyzα等。當?shù)蹙弋a生扭轉時，應讀取吊具扭動時zα在軌道吊運行過程中，防扭控制應能降低或消除外界因素（如風力）所帶來的干擾。在港口碼頭堆場軌道吊運行過程中，應識別出當前吊具扭動的角度及姿態(tài)并糾正吊具扭動的姿態(tài)，裝卸時使吊具與水平運輸裝備上的集裝箱和堆場箱區(qū)集裝箱方位保持一致。在鐵路中心站堆場軌道吊運行過程中，應識別出當前吊具扭動的角度及姿態(tài)并糾正吊具扭動的姿態(tài)，裝卸時使吊具與水平運輸設備上的集裝箱、堆場箱區(qū)集裝箱和集裝箱列車方位保持一致。防扭控制應具備多種模式：手動模式、自動模式和零位模式。防扭控制手動模式下，操作平臺上應設置有防扭功能按鈕，通過按鈕可以使吊具由實際狀態(tài)達到吊具零位狀態(tài)。防扭控制自動模式下，軌道吊作業(yè)過程中，吊具應一直保持防扭控制的狀態(tài)。集裝箱回轉控制鐵路中心站堆場中軌道吊把集裝箱吊運到集裝箱列車時，集裝箱回轉控制應能使相鄰兩集裝箱的箱門成相對方向放置。吊裝集裝箱至集裝箱列車時，集裝箱回轉控制應對從來自鐵路中心站外的水平運輸設備上或鐵路中心站堆場上吊起的集裝箱進行方位修正。集裝箱回轉控制應能在一定范圍內控制回轉機構旋轉到指定的精確角度。集裝箱回轉控制應能在回轉機構轉動至合適角度后使用機械或電氣方式對當前位置進行上鎖。自動鎖箱自動鎖箱應具備吊具與集裝箱自動上鎖的功能。自動鎖箱應判斷吊具鎖頭狀態(tài)是否處于解鎖狀態(tài)，如果處于解鎖狀態(tài)，將吊具鎖頭放入對應的集裝箱鎖孔內。自動鎖箱應能接收到軌道吊管理系統(tǒng)的著箱指令，當檢測到著箱指令，將吊具與集裝箱自動上鎖。自動鎖箱應對吊具著床、鎖緊、解鎖限位的回饋信號進行延時處理，使機械動作準確到位。智能感知系統(tǒng)通用要求智能感知系統(tǒng)應符合5.3中規(guī)定的軌道吊控制系統(tǒng)的技術要求。軌道吊定位技術軌道吊定位技術應對軌道吊的大車運行機構、小車運行機構、起升機構以及水平運輸設備進行快速準確定位。軌道吊定位技術應將測量的定位信息反饋給軌道吊管理系統(tǒng)。小車定位應在小車軌道方向上測量，并且應實時監(jiān)控小車的位置信息以及小車行走的方向。小車定位校驗應以小車行程的端點記為起點，小車運行中的實時位置記為終點，測量起點與終在軌道吊小車位置應重新標定的情況下，軌道吊定位技術需精確測量小車當前的實際位置值，并對小車初始位置進行重新標定。起升機構定位應測量起升/下降高度以及運行方向，測量起升/下降高度時應先確定起升機構的零位和最大位置，起升機構的中心線與零位之間的距離即是起升/下降高度。/下降的實際高度值，并對起升機構初始位置進行標定。軌道吊定位技術應檢測吊具的旋轉角度以及水平位置等姿態(tài)信息。架左右方向的中心線與零位之間的距離即是大車位置。目標檢測軌道吊的目標檢測裝置應對水平運輸設備的車號等信息進行識別。目標檢測應識別集裝箱列車號以及類型，并記錄車次過站的時間。目標檢測應記錄集裝箱號與集裝箱列車號的對應關系。GB/T1836GB/T1836目標檢測應將識別信息通過通信控制反饋至軌道吊管理系統(tǒng)。受到集裝箱移動速度、目標檢測設備安裝位置以及集裝箱擺放高度等因素影響，可能導致捕捉到的集裝箱圖片模糊時，目標檢測應通過經過技術處理提高識別率。對集裝箱信息的識別需檢測集裝箱的箱門朝向以及異常打開狀態(tài)，檢測結果將指導鐵路中心站目標檢測的識別率應減少受光線的影響。目標檢測應識別多種尺寸的集裝箱，可以識別處理各種集裝箱。目標檢測應包括實時的識別率統(tǒng)計和數(shù)據(jù)查詢功能，識別數(shù)據(jù)和圖像可長期保存。作業(yè)區(qū)域的輪廓檢測軌道吊上的檢測傳感器應對當前作業(yè)箱區(qū)中每列集裝箱的堆高進行三維輪廓檢測，獲得工作箱區(qū)的輪廓。軌道吊上的檢測傳感器應對集裝箱列車進行實時三維輪廓掃描。輪廓檢測的設備應采用高效、測量范圍廣的傳感器，其測量范圍可達應符合作業(yè)區(qū)域的需求。輪廓檢測應在各種天氣下均能實現(xiàn)良好的性能，盡量減少受天氣等環(huán)境因素的影響。輪廓檢測應實現(xiàn)高速掃描，實現(xiàn)不停車測量。自動稱重自動稱重應實現(xiàn)超偏載檢測。自動稱重應檢測集裝箱四個上角所受的吊起力。自動稱重應將所得到的數(shù)據(jù)準確（包括集裝箱號、車號、總重、偏載和偏重等信息），傳輸至軌道吊管理系統(tǒng)分析與處理。自動稱重應支持遠程監(jiān)控服務，將所得到的數(shù)據(jù)傳輸至遠程操作的人機交互界面并呈現(xiàn)結果，應提供實時監(jiān)控、程序修改、數(shù)據(jù)提示校準和故障原因排查等。自動稱重的精度應在規(guī)定范圍內，并減少因為機身晃動而引起的稱重誤差。傳感器狀態(tài)監(jiān)控傳感器狀態(tài)監(jiān)控應由操作交互的中央監(jiān)視器及報警器、采集數(shù)據(jù)的中央集控儀以及前端的各類傳感器等組成。注：監(jiān)視器是監(jiān)控的顯示部分，監(jiān)控的終端設備。傳感器狀態(tài)監(jiān)控應將軌道吊的狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至軌道吊管理系統(tǒng)。傳感器狀態(tài)監(jiān)控應給傳感器獨立供電，保證傳感節(jié)點的長時間續(xù)航。在傳感器作業(yè)過程中不應操作中斷，確保數(shù)據(jù)隨時存儲，以保證數(shù)據(jù)的安全。傳感器狀態(tài)監(jiān)控應可以提供警報，以通知人員異常狀態(tài)的機構情況。應支持用戶自行設置報警傳感器狀態(tài)監(jiān)控應支持用不同的圖片、動畫和字體顏色等形式，對不同的參數(shù)狀態(tài)進行實時展示。傳感器狀態(tài)監(jiān)控應有報警記錄，在報警記錄中應標明發(fā)生的原因、時間等參數(shù)，方便用戶查詢故障，并分配技術人員進行維護。傳感器狀態(tài)監(jiān)控應具有傳感器數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，數(shù)據(jù)應自動存儲到服務器中，用戶可以自行設置參數(shù)等，并以多種方式進行展示。傳感器狀態(tài)監(jiān)控應有穩(wěn)定的電源供應，避免停電導致的監(jiān)控中斷。傳感器狀態(tài)監(jiān)控的視頻存儲時間應大于后期工作中需要調取的時長。自動著箱智能感知系統(tǒng)應實現(xiàn)集裝箱在港口碼頭堆場、鐵路中心站堆場的準確著箱；在裝卸時，應測量鎖孔位置，方便計算位置偏差值進行調整，以提高作業(yè)效率。自動著箱的一次著箱成功率至少應達到設定值。當智能感知系統(tǒng)檢測到出現(xiàn)吊具傾斜時，吊具應自動減速，以避免在自動著箱作業(yè)過程中，對智能感知系統(tǒng)應檢測目標箱高度、目標箱尺寸，并應將檢測信號傳遞給軌道吊管理系統(tǒng)。智能感知系統(tǒng)應具備設定距離限制值的功能，此限制值應為提示即將著箱的距離。安全防護系統(tǒng)通用要求安全防護系統(tǒng)應符合5.3中規(guī)定的軌道吊控制系統(tǒng)的技術要求。防碰撞軌道吊大車、起升、小車在堆場內運行時，箱區(qū)內的集裝箱與正在吊起狀態(tài)下的集裝箱間存在物理空間位置上的交叉，應根據(jù)不同情況采用不同方法進行防碰撞處理。軌道吊的小車在進入水平運輸設備交換區(qū)時，吊具底部（空吊具時）或集裝箱的底部（吊具帶箱時安全防護系統(tǒng)應具備針對水平運輸設備的防吊起模塊，軌道吊在水平運輸設備裝卸區(qū)域吊起集同一堆區(qū)內相鄰兩臺軌道吊在相互靠近時，安全防護系統(tǒng)應根據(jù)不同的操作模式采用不同的防碰撞方法，以保證兩臺軌道吊不發(fā)生相互碰撞。在大車軌道方向，對于大車運行路徑前方一定高度和大小的障礙物（主要是車輛）需采用一定的檢測方式進行防撞檢測，避免發(fā)生碰撞。任一方向的防撞檢測均應設置兩套及以上采用不同檢測方式的防撞檢測設備，并應確保其中一套設備無法工作時，只靠另一套設備也能進行防撞檢測。軌道吊大車經過堆場的水平運輸設備通道時，為了確保軌道吊安全通過，由堆場設備提供防護防風抗滑安全防護系統(tǒng)應能檢測軌道吊的非正?；啤Ｔ谛枰M行防滑時，安全防護系統(tǒng)應能根據(jù)