隨著國(guó)際貿(mào)易的飛速發(fā)展和PLC控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，目前集裝箱起重機(jī)也正朝著自動(dòng)化控制領(lǐng)域發(fā)展來(lái)適應(yīng)國(guó)際化的需求，新型研發(fā)的自動(dòng)化起重機(jī)與常規(guī)起重機(jī)不同之處在于，司機(jī)只需在碼頭遠(yuǎn)程操控室就可實(shí)現(xiàn)對(duì)岸橋的操作。其優(yōu)勢(shì)在于起重機(jī)遠(yuǎn)程控制既提高了整體生產(chǎn)效率，又改善了起重機(jī)操作人員的工作舒適度。有了這個(gè)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，操作人員可以坐在碼頭建筑內(nèi)的控制 室里監(jiān)控起重機(jī)。這有助于改善工作舒適度，減輕操作人員 腰背和頸椎疲勞。操作人員通過(guò)操作臺(tái)上顯示屏幕監(jiān)視起重 機(jī)的運(yùn)動(dòng)；一般情況下攝像機(jī)的視野遠(yuǎn)比從司機(jī)室內(nèi)向外看 開(kāi)闊。再加上自動(dòng)化系統(tǒng)提供的控制信息，有利于提高操作 人員的總體工作業(yè)績(jī)。以前配備司機(jī)室時(shí)，起重機(jī)的加速度 和減速度是有限的。而現(xiàn)在起重機(jī)運(yùn)行得更快，斜坡時(shí)間也 得以縮短，因而縮短了整船集裝箱的裝卸周期。

1、遠(yuǎn)程岸橋的組成結(jié)構(gòu)

1.1岸邊集裝箱起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及功能 岸邊集裝箱起重機(jī)是框架結(jié)構(gòu)能左右平行的鋼體結(jié)構(gòu)， 整個(gè)岸橋起重機(jī)有4大機(jī)構(gòu)組成，分別為： 起升機(jī)構(gòu)－垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要是吊載集裝箱上下運(yùn)動(dòng)； 小車(chē)機(jī)構(gòu)－水平海陸側(cè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要是將集裝箱海陸 側(cè)水平運(yùn)動(dòng)； 大車(chē)機(jī)構(gòu)－水平左右運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要是將岸橋左右水平 運(yùn)動(dòng)； 俯仰機(jī)構(gòu)－以鉸點(diǎn)為圓心的圓形運(yùn)動(dòng)，主要是將前伸距 仰起運(yùn)動(dòng)。 岸邊集裝箱起重機(jī)整機(jī)預(yù)覽圖（見(jiàn)圖1岸邊集裝箱起重機(jī)）。

1.2遠(yuǎn)程岸橋控制技術(shù)的配置組成 為了深入了解新型起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，下面就先分析遠(yuǎn)程控 制中的各個(gè)環(huán)節(jié)，涉及的內(nèi)容有集裝箱船形掃描系統(tǒng)，集卡定位系統(tǒng)，高清全數(shù)字視頻采集系統(tǒng)，畫(huà)面分割顯示系統(tǒng)， 岸橋和遠(yuǎn)控室的高速數(shù)據(jù)通訊連接，半自動(dòng)運(yùn)行配合，遠(yuǎn)程 操作室。在岸橋位置會(huì)安裝很多攝像頭，其主要是進(jìn)行音頻 和視頻的傳送，得到信息后會(huì)及時(shí)和光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信息交 換，不僅如此，岸橋的其他信息也會(huì)從CPU系統(tǒng)，以及 PROFINET系統(tǒng)中傳送到大型的光電轉(zhuǎn)換器中，在此時(shí)信息傳 遞并沒(méi)有結(jié)束，繼續(xù)利用光纜把獲得的信息傳送到遠(yuǎn)程控制 室內(nèi)，最后進(jìn)行信息的通信交換，這就是高速數(shù)據(jù)通訊連接 的功能。對(duì)于高清全數(shù)字采集系統(tǒng)而言，就是對(duì)司機(jī)的操作 過(guò)程進(jìn)行記錄，然后利用光纜設(shè)施把記錄到的視頻信息傳遞 給ROS，然后再利用分割處理系統(tǒng)，把不同角度，不同操作 方面的視頻畫(huà)面都分割開(kāi)來(lái)，合理的傳遞到司機(jī)操作室內(nèi)， 讓操作人員對(duì)操作現(xiàn)場(chǎng)、具體的操作細(xì)節(jié)都有很好的觀察和 掌握，有利于集裝箱的調(diào)運(yùn)。除此之外，還安裝了高清全數(shù) 字采集系統(tǒng)，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工作區(qū)域進(jìn)行全面的覆蓋，利用 可變焦攝像機(jī)就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的起升位置變化情況進(jìn)行智能 的跟蹤監(jiān)視，保證工作的準(zhǔn)確性和安全性。經(jīng)過(guò)實(shí)踐操作發(fā) 現(xiàn)，即使操作的升位在艙的下面，操作人員也能夠借助這些 先進(jìn)的監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行清晰準(zhǔn)確的觀察。

對(duì)于遠(yuǎn)程操作室而言，其作用非常大，主要構(gòu)成部分有 遠(yuǎn)程操作站，中央操作站，維護(hù)操作站等，通過(guò)遠(yuǎn)程操作站 就可以有效控制操作室內(nèi)司機(jī)的操作習(xí)慣，司機(jī)可以通過(guò)呈 現(xiàn)在面前的顯示器掌握岸橋的真實(shí)情況，然后利用手柄對(duì)小 車(chē)、大車(chē)等設(shè)備進(jìn)行操作，在操作室內(nèi)還裝備了觸摸屏，用 于對(duì)其他操控的有效控制，例如半自動(dòng)Semi-Auto，CPS集 卡的定位等。對(duì)于指紋掃描安全系統(tǒng)而言，可以進(jìn)行授權(quán)情 況的辨別，當(dāng)操作人員被授權(quán)之后，才能進(jìn)入到操作室內(nèi)進(jìn) 行操作工作，如果沒(méi)有被授權(quán)，那么就不能進(jìn)行有效的控制，對(duì)于CORS顯示屏的使用，應(yīng)該讓管理人員進(jìn)行調(diào)配和使用， 通過(guò)展示的畫(huà)面掌握操作機(jī)器實(shí)際的運(yùn)行情況，除此之外， CROS還可以有效對(duì)ROS進(jìn)行授權(quán)，授權(quán)之后就能調(diào)用周?chē)?所有視頻攝像頭，然后通過(guò)轉(zhuǎn)換站得到現(xiàn)場(chǎng)的視頻情況，例 如如果使用的機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)了故障，其還有超速?gòu)?fù)位和極限 旁路功能，因此不必?fù)?dān)心操作出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)情況盡在 掌握之中。對(duì)于傳統(tǒng)的司機(jī)室而言，里面的操作環(huán)境比較復(fù) 雜，操作手柄旁邊有很多旁路，或者是控制按鈕，而現(xiàn)在的 設(shè)備都把這些按鈕和旁路融入到了觸摸屏中，避免由于操作 人員緊張，著急，或者是疏忽導(dǎo)致操作失誤，除此之外，該 顯示屏還把一些繁雜的數(shù)字替換為畫(huà)面，讓操作人員理解更 加方便，操作效率更高。

2、遠(yuǎn)程岸橋的運(yùn)作方式 

下面就系統(tǒng)性的對(duì)遠(yuǎn)程岸橋的運(yùn)作方式進(jìn)行分析。遠(yuǎn)程 岸橋操作系統(tǒng)的特點(diǎn)就是在現(xiàn)有岸橋電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通 過(guò)加裝集卡定位系統(tǒng)，半自動(dòng)系統(tǒng)和船型掃描系統(tǒng)，視頻監(jiān) 控系統(tǒng)，遠(yuǎn)程操作站等，遠(yuǎn)程操作站可以用來(lái)控制主小車(chē)， 岸橋配備遙控裝置，通過(guò)起重機(jī)管理系統(tǒng)與TOS（碼頭操作 系統(tǒng)）進(jìn)行通訊，TOS可以將指令發(fā)送給起重機(jī)管理系統(tǒng)并 獲得有效執(zhí)行，起重機(jī)管理系統(tǒng)可將執(zhí)行的狀況反饋至TOS， 同時(shí)岸橋具有設(shè)備安全保障系統(tǒng)，包括檢測(cè)設(shè)備、防撞裝置 和聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)等。岸橋配備精確的掃描系統(tǒng)，能夠精確掃描船 形及集裝箱的輪廓，掃描精度可達(dá)毫米級(jí)，能夠在司機(jī)室及 遠(yuǎn)程控制站實(shí)時(shí)生成船形圖，并與TOS提供的信息進(jìn)行校驗(yàn)， 能夠有效識(shí)別船舶上的集裝箱，在自動(dòng)化操作時(shí)，可以自動(dòng) 對(duì)障礙物進(jìn)行躲避，進(jìn)而讓小車(chē)起升最優(yōu)曲線的安全行駛。 掃描系統(tǒng)參與主小車(chē)吊具運(yùn)行路徑的優(yōu)化控制，位置掃描技 術(shù)能夠準(zhǔn)確定位集裝箱和集卡的位置，并保障相應(yīng)機(jī)構(gòu)的運(yùn) 行安全，提高岸橋的作業(yè)效率。配備的輔助操作人員操作集 裝箱起重機(jī)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以滿足遠(yuǎn)程控制作業(yè) 的要求，采用全方面高清、高像素、能夠自動(dòng)對(duì)焦的攝像頭， 能提供司機(jī)清晰的實(shí)時(shí)圖像，圖像刷新延遲時(shí)間可達(dá)小于10 毫秒。并且主小車(chē)配有可靠的吊具電子防搖和自動(dòng)防旋系統(tǒng)， 保證吊具時(shí)刻處于平衡、穩(wěn)定的狀態(tài)。岸橋的起升、大車(chē)、 小車(chē)都安裝了精確定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)能滿足岸橋遠(yuǎn)程控 制作業(yè)要求。對(duì)于CPS集卡引導(dǎo)系統(tǒng)而言，司機(jī)在繼續(xù)進(jìn)行 一下步驟的時(shí)候，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)期的情況進(jìn)行調(diào)度，而通過(guò)該 系統(tǒng)就可以在觸摸屏上選擇將集裝箱放置于某一車(chē)道，系統(tǒng) 還配置了一些配套設(shè)施，例如在門(mén)腿上安裝了紅綠燈[1]，然 后有效進(jìn)行指揮和控制，保證某一車(chē)道的集卡按時(shí)進(jìn)入到工 作狀態(tài)，完成工作之后，會(huì)立即進(jìn)入到工作區(qū)來(lái)待命，準(zhǔn)備 接下來(lái)的操作，這樣當(dāng)司機(jī)操作完以上步驟后，之后的步驟 就可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化操作，集裝箱的去向，以及集裝箱的調(diào) 度會(huì)按照事先的規(guī)定安全的運(yùn)行，有利于該項(xiàng)工作的進(jìn)行。

3、遠(yuǎn)程岸橋作業(yè)的優(yōu)勢(shì) 如果這種先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制操作系統(tǒng)和傳統(tǒng)方式進(jìn)行對(duì) 比分析，操作遠(yuǎn)程岸橋的司機(jī)工作區(qū)域是辦公室[2]，那么操 作人員就不需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)的操作，而操作效果和之前 一樣，甚至在有些環(huán)節(jié)還有很大的提升，除此之外，司機(jī)如 果在現(xiàn)場(chǎng)操作，肯定存在一些不確定因素，對(duì)個(gè)人的安全有 極大的威脅，利用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，有些避免了時(shí)間都浪費(fèi)在 路上，再加上半自動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，無(wú)論是在陸側(cè)，還是在海 測(cè)，在進(jìn)行抓放操作時(shí)，都可以實(shí)施半自動(dòng)化操作，避免人 為操作失誤率高的問(wèn)題。傳統(tǒng)工作方式是在岸橋司機(jī)沒(méi)有工 作任務(wù)的時(shí)候，也不能離開(kāi)工作崗位，隨時(shí)等待上級(jí)的調(diào)度， 而遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)用后，所有人員都在一個(gè)總的操作區(qū)進(jìn)行 工作，不需要進(jìn)行各個(gè)工作室的奔波，節(jié)約了工作時(shí)間，提 高了工作效率。在操作過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)就能把現(xiàn)場(chǎng) 實(shí)際情況傳輸?shù)讲僮魇襕3]，畫(huà)面非常清晰，而且各個(gè)角度的 畫(huà)面都有，避免操作人員長(zhǎng)期堅(jiān)守崗位，而出現(xiàn)頸椎病和腰椎病。

4、總結(jié)

 隨著世界交流的不斷深入，全球化貿(mào)易的發(fā)展，海岸港 口的貨物運(yùn)輸量也極大的增加，為了提高工作效率，就應(yīng)該 及時(shí)使用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，新型起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和使用， 提高了企業(yè)在這方面的競(jìng)爭(zhēng)力，遠(yuǎn)程操作技術(shù)和半自動(dòng)化技 術(shù)是未來(lái)的發(fā)展方向。目前遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化集裝箱起重機(jī)的 研發(fā)等方面均取得了重大成果，將是未來(lái)國(guó)際現(xiàn)代化碼頭的 重要設(shè)備，也是國(guó)際化裝卸的主流趨勢(shì)，并且將進(jìn)一步提升 碼頭的總吞吐能力。