专利名称：用于转运货物的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明首先涉及一种枢纽结构，其用于储存货物以及在过渡缓冲区和内陆运输装置(例如卡车、有轨车或内河航行船舶)之间转运货物。在本领域中，这样的枢纽结构通常被称为“栈”。过渡缓冲区不构成该枢纽结构的一部分，其将枢纽结构与货物装船和卸船的第一码头隔开，并且用于暂时储存卸下的货物或将要装载的货物。
本发明进一步涉及一种用于把货物装船/卸船的完整枢纽系统，即一种包括过渡缓冲区和枢纽结构的系统。更具体地，该枢纽系统包括适于停泊至少一艘船的第一码头；邻近所述第一码头的至少一个第一货物转运装置，其能分别把货物从所述船转运到邻近第一码头用于暂时储存货物的过渡缓冲区和/或把货物从过渡缓冲区转运到所述船上；以及至少一个第二货物转运装置，其用于分别把货物从过渡缓冲区转运到用于储存货物的枢纽结构和/或把货物从枢纽结构转运到过渡缓冲区。
本发明进一步涉及利用本发明的枢纽系统把货物装船/卸船的方法。
背景技术：
目前存在各种在内陆或离岸地把货物装船和/或卸船的方式，例如采用吊车和/或龙门架来把货物装船和卸船。
一种已知的系统包括适于停泊至少一艘集装箱船的第一码头。在第一码头上或邻近第一码头，提供至少一个第一货物转运装置，其能分别把货物从所述集装箱船转运到邻近第一码头用于暂时储存货物的过渡缓冲区和/或把货物从过渡缓冲区转运到所述集装箱船上。通常为集装箱形式的货物被第一货物转运装置(例如吊车)从船上拖运，并且被放到过渡缓冲区。在这种已知的枢纽系统中，过渡缓冲区是一个大的铺砌区域，其可以是第一码头的一部分，第二货物转运装置可以驶到该过渡缓冲区和从该过渡缓冲区驶离，以用于分别把货物从过渡缓冲区转运到用于储存货物的枢纽区域或结构，或把货物从枢纽区域或结构转运到过渡缓冲区。
在这种已知的系统中，第二货物转运装置是所谓的跨车或跨式运载装置。这些轮式车辆具有四个伸长的腿，腿之间设置有提升装置。提升装置能够抓取集装箱。一个操作者在四个轮子顶上的小控制室中操纵跨车。在从过渡缓冲区的路面上抓取了集装箱之后，跨车开到枢纽区域或结构把集装箱放下，并空载返回缓冲区以抓取已经由第一货物转运装置放在那里的另一个集装箱。由于商用货物的尺寸大，因此一辆跨车一次至多能运载两个集装箱。
该已知系统的缺点是为了适应第一转运装置的转运速率，要求有许多跨车，以能够及时清空过渡缓冲区。这意味着在通常作业时，过渡缓冲区挤满了移动的跨车。这就要求在不同跨车之间进行细致和耗时的协调。如果协调不好，跨车将例如不得不频繁地排队等候。更重要的是，已经报道过许多跨车相撞和集装箱撞人或压人的事故。
该已知系统的另一个缺点是跨车还用于在枢纽区域中来回移动集装箱，即，用于在枢纽区域和过渡缓冲区之间转运集装箱，并且还用于在枢纽区域和内陆运输工具之间转运集装箱。这意味着在通常作业时，枢纽区域也挤满了移动的跨车，从而导致了如上所述与在过渡缓冲区中相同的问题和危险。
在US-B-6524050中，公开了一种用于把集装箱装船和卸船的枢纽系统，其包括具有敞开前侧的枢纽结构，并且有至少一个适于形成至少一个坞的码头。这些坞具有能够使整个集装箱船泊入的浮动坞门，并且坞用来为泊入其中的集装箱船装船/卸船、修理和维护。换句话说，在US-B-6524050中的枢纽系统中没有过渡缓冲区。从船上卸下的货物被直接转运到枢纽结构中。人们可能会想这比采用过渡缓冲区更有效率，但不是这样的。一种采用定位装置的特殊的船头停泊系统是必要的，以能够把集装箱船停泊到所述坞中。这是非常耗时的作业。并且不得不独立地控制坞中的水位，以使集装箱船的高度适应于枢纽结构的高度，由于船尺寸的缘故，这也是非常耗时的。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于把货物装船和卸船的枢纽系统，其能够便利安全地把货物从船上移动到枢纽结构或区域，反之亦然，并且能够提高装船和卸船的总能力和/或效率。
此外，本发明的一个目的是提供一种枢纽结构，其能够便利安全地把货物从过渡缓冲区移动到枢纽结构中，反之亦然，并且能够提高内陆运输装置装卸的总能力和/或效率。
另外，根据本发明的枢纽结构包括权利要求1的技术特征，并且根据本发明的枢纽系统包括权利要求15的技术特征。利用本发明的枢纽系统来把货物装船/卸船的方法包括权利要求26和27的技术特征。
要注意，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别相似的要素，而未必是用来描述次序或时序的。应该理解，所用的术语在适当的情况下是可互换的，并且所描述的本发明实施例能够以与本文所述或图示之外的其他顺序工作。简洁起见，本发明不同实施例和方面的相同要素采用相同的区分术语。
更具体地，根据本发明的枢纽系统(即总体上包括过渡缓冲区和枢纽结构的系统)特征在于过渡缓冲区包括坞，其基本上在第一码头和枢纽结构的至少一个第二码头之间延伸，且适于接收第二货物转运装置，该第二货物转运装置包括适于接受货物并在第一和第二码头之间浮动的浮动装置。
通过在第一码头和枢纽结构的至少一个第二码头之间提供坞，结果是每单位时间从集装箱船转运到枢纽结构的货物和/或集装箱的数量增加了。这是令人惊讶的，因为浮动装置的移动速度基本上比跨车要慢。但是，因为更多的货物和/或集装箱可以一次被装载到浮动装置上，因此从缓冲区到枢纽结构一次转运的货物量增加了。并且，为坞提供一个或多个浮动装置不仅大大提高了装或卸的能力，而且还改善了安全性。
有利地是，该枢纽系统采用设置到第一码头上的吊车作为第一货物转运装置。这些吊车在本领域中是公知的。该一个或多个吊车从集装箱船的甲板上抓取货物和/或集装箱，将其提升到转运高度，在转运高度将货物横跨第一码头平移，并且再把货物降低以将其放在停泊于缓冲区中第一码头处的浮动装置上。根据本发明，可以采用适于承载载荷(优选大型载荷)的所有类型的浮动装置。这些浮动装置可以是机械化的，或是可以采用其它推进方式。例如，它们可以由水下轨道系统或行走腿(walking leg)或任何其它适当的装置来推动。优选的是提供由至少一个机械化的小型交通工具来操纵的筏作为第二货物转运装置。这些筏本身是已知的，并且根据本发明能一次储存200个或更多的集装箱。集装箱可以是20或40英尺的集装箱。
这些机械化的小型交通工具被用来将筏从其在第一码头的泊位操纵到在枢纽结构的第二码头的泊位，反之亦然。采用仅具有一个或几个机械化小型交通工具的多个筏是便利的，减少了维护，并且增加了作业的灵活性。
根据本发明的系统的另外的优点是货物不再必须是集装箱的形式，而这在使用跨车时是必须的。实际上，浮动装置可以设置有用于接受货物的其它装置。例如，在货物由流体例如原油构成的情况下，可以为一个或多个浮动筏提供一个或多个罐。在这种情况下，不再必须采用吊车作为第一货物转运装置。相反，可以采用软管作为第一货物转运装置，该软管直接连到集装箱船上的流体容器和浮动装置上的罐。在这种情况下，该货物可以简单地从集装箱船上泵送到浮动装置。
根据本发明的更优选的一种系统根本不采用第一货物转运装置。在本发明的该优选实施例中，第一和第二货物转运装置均是同一个第二货物转运装置。根据该实施例，提供有从坞到集装箱船停泊的第一码头那侧的通道，该通道使得第二货物转运装置能直接进入集装箱船。当货物必须转运到集装箱船时，装有货物的第二货物转运装置被操纵靠近泊于第二码头的集装箱船。然后，例如通过设于集装箱船甲板上的小型吊车，货物被从第二货物转运装置转运到集装箱船。在更优选的实施例中，集装箱船适于能够使第二货物转运装置进入集装箱船甲板的区段。另外，集装箱船在其长度的至少一部分上并且邻近所述甲板区段具有侧壁，该侧壁的高度可以降到水位以下，以使水能进入甲板的该区段。根据本发明，第二货物转运装置可以然后浮动到集装箱船甲板的所述部分中。当所有的转运装置都已经以此方式进入后，可动的侧壁部分恢复其初始高度，然后，容纳在所述甲板区段中的水被泵出该区段，从而使第二货物转运装置留在甲板上。在具有装载的第二货物转运装置的情况下，该系统还可用来卸载集装箱船。在上述实施例中，甲板的区段用来容纳多个第二货物转运装置。但是，也可使用集装箱船的其它部分，例如集装箱船的船舱部分。
本发明的枢纽系统优选包括用于自动的计算机控制转运的枢纽结构，例如用于在集装箱船、卡车、有轨车和仓库之间装卸货物。通过采用坞形式的过渡缓冲区，有效地把集装箱船的停泊和装卸作业与在枢纽区货物的装卸作业分开，本发明的枢纽系统和结构减少了集装箱船入泊、加油(装燃料)、装补给品以及装和/或卸货所需的时间。通过使用第三货物转运装置该枢纽结构可自动地储存或转运装载和/或卸载的货物，并且该枢纽结构配备有至少一个第二码头。装有货物或卸下货物的第二货物转运装置可以停泊在枢纽结构的这些第二码头。第二码头可以构建成在邻近枢纽建筑或是枢纽建筑一部分的多个分隔的较小坞之间的分隔壁形式，这些分隔的较小坞是根据本发明的缓冲坞的一部分。优选地，在本发明的枢纽和系统中的每个坞都具有充当用于第二货物转运装置的湿坞、干坞和/或船闸的能力。高架横梁系统允许单独的第三货物转运装置从泊于第二码头的坞中的第二货物转运装置提起和提走货物。然后，第三货物转运装置将货物分配到适当的运输工具或枢纽中的仓库。
根据本发明，该枢纽系统采用枢纽结构，其优选地包括多个邻近第二码头的平行壁，多个位于至少一个壁顶部的平行高架地面运送轨道，和至少一个第三货物转运装置，该第三货物转运装置适于能沿着高架地面运送轨道运行，并且在泊于第二码头的第二货物转运装置和不同于第二码头的位置之间抓取、运载和放下货物。
根据本发明的枢纽系统还可以包括计算机控制系统，用来控制每个第三货物转运装置的作业，并且及时调节第一和第二货物转运装置的作业。
此外，该枢纽系统还可包括包含铁路轨道的储存和转运区，以便所述一个或多个第三货物转运装置能在计算机控制下在一个或多个第二货物转运装置和位于所述铁路轨道上的有轨车和/或在所述储存和转运区中的储存区之间转运货物。在该实施例中，该枢纽系统优选还包括进入所述枢纽结构的铁路通道，用于连接到所述储存和转运区中的所述铁路轨道。
根据本发明的枢纽系统还可包括具有包含道路的储存和转运区的枢纽结构，以便所述第三货物转运装置能在计算机控制下在一个第二货物转运装置和所述道路上的卡车和/或在所述储存和转运区中的储存区之间转运货物。优选地，该枢纽系统还包括进入所述枢纽结构的卡车通道，用于连接到所述储存和转运区中的所述道路。显然，根据本发明的该转运结构可以包括上述进入道路或铁路轨道中的几种，或者二者的组合。还可以为该枢纽结构提供用于内河航行船舶的水路或航道。
第二货物转运装置可以是自推进的，但是有利地是由独立的小型机械化交通工具操纵。在根据本发明的系统的优选实施例中，提供遥控入坞模块来在过渡缓冲区中移动第二货物转运装置。
当枢纽系统中包括有一个以上的坞时，如果需要的话，可以包括码头间转运梁，以用于便利地从坞到坞运送货物。
此外，枢纽结构还可包括邻近坞并包含铁路轨道和/或道路的储存和转运区，以便通过利用除了垂直于相邻坞的列延伸的高架运送梁以外，利用在不同坞之间延伸的横向高架运送梁，并可以在计算机控制下，枢纽系统能在停泊在其中一个坞中的第一货物转运装置、停泊在第二个坞中的第二货物转运装置、铁路轨道上的有轨车、道路上的卡车和/或储存和转运区中的储存区之间转运例如集装箱形式的货物。
此外，枢纽系统可包括封闭式枢纽结构，以适应全天候、全年的作业，该枢纽系统进一步包括至少在枢纽结构部分表面上的屋顶，和用于消除枢纽结构内(例如由于着火而产生的)排放的装置。通常要给集装箱提供处于轻微压力下的某种防腐气体。具有屋顶和消除排放的装置的枢纽结构的这些部分有利地用来给集装箱除气。并且，在火灾或有害气体爆发的情况下，通过关闭屋顶，枢纽结构的这些部分可以快速地与枢纽的其它部分隔离。通过在本发明的枢纽结构中设置多个平行壁，也提供了充分的防爆能力。
枢纽结构的坞可以设置有浮动坞门(其可以附属于至少其中一个坞)，浮动坞门可以开启和关闭，当关闭时，其将坞与相邻的缓冲坞隔离，以(部分地)允许坞排水，以使第二货物转运装置进干坞，或者存放这样的装置以备修理。
作为本发明的附加方面，第三货物转运装置可以设有读取货物和/或货物集装箱上存在的信息的装置。为此，可以采用几种系统，例如读取放在货物上的信息标签的光学系统，和/或基于射频标签的系统。一种基于射频标签或标识(RFID)的系统一般包括发射天线，其能够借助射频波而与附连在货物上的谐振标签通信。根据存储在谐振标签上的信息，标签将信号返回给与中央计算机直接接触的接收天线，这就能将合适的信号发送给第三货物转运装置。例如以这种方式，枢纽的作业能高度地自动化，并能在人员值守最少的夜间继续运行。
本发明的枢纽系统的枢纽结构还可包括下面参照本发明的枢纽结构所述的任意特征。
更具体地，本发明的枢纽结构(即不考虑过渡缓冲区的类型是什么的枢纽结构)包括储存和转运区，用于储存货物和在内陆运输装置上(例如卡车、有轨车或内河航行船舶)装/卸货物；以及转运侧，用于把货物转运到过渡缓冲区和从过渡缓冲区转运货物。该枢纽结构设置有多个第三货物转运装置，每个都适于在转运侧和储存和转运区之间沿第一方向运行，并在转运侧的一个位置和储存和转运区中的一个位置之间抓取、运载和放下货物。此外，该枢纽结构设置有多个第四货物转运装置，每个都适于在不平行于第一方向的第二方向运行，并在储存和转运区中的不同位置之间运载货物。第四货物转运装置自身还可以适于抓取和放下货物，但这不是必须的，因为也可以通过第三货物转运装置来放下和移走货物。第三和第四货物转运装置都在支撑结构上运行，这些支撑结构在彼此之间具有预定高度差的不同层面上相互交错，以避免相撞。
因为所有第三货物转运装置都在一个方向上运行，并且所有第四货物转运装置都在另一个方向上运行，所以本发明的枢纽结构能为管理货物提供一种更结构化的方式，并且例如能避免跨车在储存和转运区交错运动。货物转运装置在不同高度上的交错以避免相撞能够显著地提高枢纽结构中的安全性。上述整体的优点是能够减少高架线路的数量，并能提高效率。
在优选的实施例中，第三货物转运装置的支撑结构包括多个大致平行的壁，所述壁从转运侧开始大致遍及整个储存和转运区沿第一方向延伸；第四货物转运装置的支撑结构包括多个在地面上沿第二方向延伸的大致平行的通道。在该实施例中，壁中的开口适合第四货物转运装置沿通道运行时通过。该多个平行壁能进一步提高枢纽结构内的安全性，因为它们能保护工人免受可能掉落的货物堆的伤害。
优选在该实施例中，第三货物转运装置适于能沿着位于壁顶部的高架地面运送轨道运行。类似地，优选第三货物转运装置的通道设置有轨道，第四货物转运装置适于能沿着该轨道运行。这样做的优点是所有货物转运装置都沿着固定轨道运行，这能进一步提高枢纽结构内的安全性。
在优选的实施例中，第四货物转运装置的支撑结构被互联结构互联，通过互联结构，每个第四货物转运装置能从一列运行到另一列。这样做的优点是每个第四货物转运装置能迅速地把货物从一列转运到另一列，这能提高枢纽结构的效率。
第三货物转运装置运行的第一方向优选大致垂直于第四货物转运装置运行的第二方向。这能进一步增加本发明枢纽结构中结构的量，并且从而减少高架线路的量。但是，所述方向之间的其它角度也是可能的。
第三和第四货物转运装置的支撑结构优选把储存和转运区划分成多个储存货物的储存隔断和多个把货物装上/卸下内陆运输装置的转运隔断。以这种方式，储存隔断和转运隔断能够清楚地区分，这样能进一步提高本发明枢纽结构的安全性和效率。
第三和第四货物转运装置能够例如分别包括龙门吊和高速移位装置。这两种类型的优点是它们能一起良好地工作龙门吊在第一方向上移动货物，高速移位装置能快速地将货物从一列移到另一列。这些装置在本领域是公知的，这里不需要进一步描述。但是，根据本发明也可以采用本领域技术人员所知的任何其它货物转运装置。
在优选实施例中，储存和转运区包括一个单独的区域，该区域在所有侧面上从外部可以封闭，且该区域包括用于给货物充气/排气的装置。这在货物是加压集装箱的情况下非常有利。加压集装箱然后能在被装船或装上内陆运输装置之前在安全的单独区域中进行处理。
在另一个优选实施例中，枢纽结构进一步包括用于内陆运输装置的通道，其主要在低于第三和第四货物转运装置的支撑结构所在层面的层面沿第二方向延伸。这样做的优点是，内陆运输装置的装卸可以在另一个层面进行，这样能进一步提高本发明枢纽结构的安全性。这些通道例如可包括用于卡车的道路、用于有轨车的轨道和/或用于内河航行船舶的水路，且这些通道优选在枢纽结构的入口区和出口区之间延伸。
本发明的枢纽结构优选地与上述坞形式的过渡缓冲区联合使用。这涉及到枢纽结构的转运侧包括第二码头，第二货物转运装置可停泊在该第二码头。但是，本发明的枢纽结构还可与任何其它过渡缓冲区(例如本领域公知的铺砌区)联合使用，尽管由于要使用跨车这效率较差。
这种处理货物的结构化方式使得本发明的枢纽结构非常适用于在计算机控制系统下进行自动化控制，所述计算机系统控制每个第三和第四货物转运装置的作业。
此外，如果被处理的货物是集装箱，第三和第四货物转运装置能够被引导，以便它们能以基本上相同的定向处理集装箱，这样能进一步提高本发明枢纽结构的效率。
本发明的枢纽结构还可包括以上参照作为本发明枢纽系统一部分的枢纽结构的任何其它特征。
现在将参照附图对本发明的特征和优点更详细地描述，但是本发明不限于该具体描述。
图1为根据本发明的枢纽系统实施例的透视示意图；图2为根据本发明的枢纽系统实施例的示意截面图(侧视)；图3A为根据本发明的枢纽系统的示意俯视图，尤其突出了过渡缓冲区；图3B为根据本发明的枢纽系统的示意俯视图，尤其突出了枢纽结构；图4A为第二货物转运装置的示意俯视图；图4B为第二货物转运装置的示意侧视图；图5A为根据本发明的枢纽系统实施例的示意截面图(侧视)；图5B为根据本发明的枢纽结构实施例的示意截面图(侧视)；图6为该系统另一优选实施例的透视示意图，示出了可储存在集装箱船上的筏。
在这些图中，相似的附图标记用来表示相应的特征。
具体实施例方式
现在参照附图，用于把货物从集装箱船卸载和装载到集装箱船上的枢纽系统包括适于停泊一艘或多艘集装箱船50(或更一般而言，运载货物的船)的第一码头21；邻近所述第一码头21的至少一个第一货物转运装置40，其能够分别把货物51从所述集装箱船50转运到邻近第一码头21用于暂时储存货物51的过渡缓冲区20和/或把货物51从过渡缓冲区20转运到所述集装箱船50上。根据本发明，还设置有至少一个第二货物转运装置22，其用于分别把货物51从过渡缓冲区20转运到用于储存货物51的枢纽结构1和/或把货物51从枢纽结构1转运到过渡缓冲区20。过渡缓冲区20包括坞20，其基本上在第一码头21和枢纽结构1的至少一个第二码头11之间延伸，并且适于接收第二货物转运装置22，该第二货物转运装置包括浮动装置22，其适于接受货物51并在第一码头21和第二码头11之间来回浮动。
新颖之处在于该枢纽系统采用了缓冲坞20，其建造成与集装箱船50通常航行的水路52隔开。因此，集装箱船50将不进入缓冲坞20。另一方面，根据本发明，浮动装置22可以穿过使缓冲坞20与水路52相连的适当船闸53而驶到水路52上。
该枢纽系统还包括枢纽结构1，其位于缓冲坞20的另一侧，例如与第一码头21相反的一侧。该枢纽结构1包括第二码头11，浮动装置22可以停泊到该第二码头11上。第二码头11可以是一个伸长的码头，基本上平行于第一码头21，和/或可以由多个码头11A、11B、11C...构成，如图1、3A和3B所示。此外，该枢纽结构包括邻近第二码头11和/或码头11A、11B、11C...的多个平行壁2A、2B、2C...，以及位于壁2A、2B、2C...顶部的多个平行的高架地面运送轨道3A、3B、3C...或用于轮子的适当接收器，它们构成了用于第三货物转运装置4的支撑结构。适于能沿着高架地面运送轨道3A、3B、3C...行进的至少一个第三货物转运装置4在停泊在第二码头11和/或码头11A、11B、11C...的第二货物转运装置22和在枢纽结构1内部不同于第二码头的位置之间抓取、运载和放下货物51。
在一个优选实施例中，枢纽作业由放在控制站中的中央计算机系统(未示)控制。
每个坞20可以包括浮动坞门和用于让浮动装置22长期干坞停靠的装置，例如当需要修理时或是货物需要长期储存在浮动装置上时。
各个集装箱51被示出正在由优选是自动转运系统上的第三货物转运装置4A、4B、4C...运输，该自动转运系统包括第三货物转运装置4A、4B、4C...，以及优选还包括多个第四货物转运装置10A，第四货物转运装置10A在支撑结构5A、5B、5C...上基本上垂直于第三货物转运装置4A、4B、4C...的行进方向而行进。垂直的方向是优选的，但是其它非平行的方向也是可能的。货物可以通过第三货物转运装置4A、4B、4C...或其它另外的货物转运装置而被转运到第四货物转运装置10A上，或者可选地，所述第四装置自己也可以适于抓取和放下货物。支撑结构5A、5B、5C...和2A、2B、2C...被构造成使得第三货物转运装置4A、4B、4C...在纵向轨道装置3A、3B、3C...上的运动不会被第四货物转运装置10A的运动约束。这在图5A中清楚地示出了第四货物转运装置10A可以穿过壁2中的开口10C，这样，第三和第四货物转运装置在高度方向充分间隔开的不同层面彼此交错，以避免碰撞。
在图3B和图3A的实施例中，第四货物转运装置是所谓的高速移位装置(speed shifter)10A。这些小列车沿着枢纽地面上的通道在适当的轨道5A、5B、5C...上行驶。为了快速地从相邻壁3之间的一个横列转变到另一个横列，轨道10B可以为半圆形，如图3B右边所示。但是也可以采用其它第四货物转运装置。
可以采用屋顶来至少部分地覆盖枢纽结构1。以这种方式，大致包围两个连续的纵梁和横梁之间区域的几个储存枢纽可以被封闭。这在危险货物的情况下是重要的，因为此货物就能与枢纽结构的其它部分隔离开。
枢纽1具有总的标为7的入口区域和总的标为8的出口区域，用于有轨车60(7a和8a)和/或卡车61(7b和8b)和/或也可能内河航运船舶62(7c和8c)进出储存枢纽结构。关于出口和入口的道路、轨道和水路，可以进行许多设计选择。一种可能的方案示于图3B中。对于第一码头21也是一样。
示于图3A和图3B的枢纽是几种可能形式的示范，这些形式包括屋顶和侧壁的类型和形状、所包括的坞的数量以及用于枢纽构建的封装疏浚(encapsulated dredge)材料的选用。
通过在根据本发明的枢纽系统中提供分离的缓冲坞20，并与标准尺寸的第二货物转运装置22的使用相结合，就不需要具有复杂的水位调节系统。实际上，在第二货物转运装置22上的货物51和高架地面运送轨道3A、3B、3C...之间的高度差调节通常是通过将水泵入或泵出坞22来完成的。现在就可以便利地相对于高架地面运送轨道3A、3B、3C...升高第二货物转运装置22，并且对于所有坞都可以一起进行，这样使转运距离最短，并且从而使第三货物转运装置4A、4B、4C...和第二货物转运装置20之间的转运时间最短。优选提供中央计算机系统来控制特别是把水调入调出坞20，以使第三货物转运装置4A、4B、4C...和第二货物转运装置20之间的货物运动最优化。
图1为根据本发明的枢纽系统的总概览图。货物51被装载到从水路52而来并停泊在第一码头21的集装箱船50上和/或从集装箱船50上卸下。提供能够浮在缓冲坞20中的至少一个浮动装置22，其邻近第一码头21，并且充分地接近集装箱船50的泊位。通过例如把甲板遮盖部件54从船50上去除而使货物51处于可装卸的状态之后，利用第一货物转运装置40将货物51从集装箱船50转运到坞20中的浮动装置22上，以暂时地把货物51储存到浮动装置22上。第一货物转运装置40可以例如是桥式吊车，其适于沿着第一码头21平移。优选地，浮动装置22装载货物51一直到基本上其装载极限。然后，借助于浮动装置22，货物51被从第一码头21转运到枢纽结构1中的第二码头11或码头11A、11B、11C...。为了在枢纽结构1卸载货物51，浮动装置22优选停泊在第二码头11，然后，货物51被第三货物转运装置4从浮动装置22上抓起，并被转运到枢纽结构1中与第二码头11不同的位置。第三货物转运装置4可以例如是龙门吊和/或在轨道上的门式吊架起重机和/或设有适于平移到壁2A、2B、2C...上的轮子。
显然，该同一储存系统可以用在另一个方向上。在这种情况下，货物51是这样被装载到集装箱船50上的用第三货物转运装置4将货物51从枢纽结构1中与第二码头11或码头11A、11B、11C...不同的位置转运到第二码头11(或多个码头)，接下来的步骤还有把货物51装载到停泊在第二码头11的浮动装置22上，通过使浮动装置22在坞20中浮动来把货物51从第二码头11转运到第一码头21，把浮动装置22停泊在第一码头21附近并充分靠近泊于第一码头21的集装箱船50的泊位，以及通过第一货物转运装置40把货物51从所述浮动装置22转运到所述集装箱船50。为了暂时储存甲板遮盖部件54，可以在缓冲坞22中提供单独的浮动装置23。
也可以在必须接收货物51的船50实际抵达或停泊在第一码头21之前把货物51装载到浮动装置22上。浮动装置22就可用于长时间地缓冲货物51，并可以被存放在缓冲坞20的特定位置，如图3B所示沿着第二码头11E。浮动装置22也可以通过船闸53运出缓冲坞22，其中船闸53将缓冲坞20与水路52相连，如图3A所示。船闸53也可以用来让任何其它浮动装置进/出缓冲坞20，例如用于修理或维护的浮吊。
浮动装置22可以是自推进的，或者可以由单独的机械化小型交通工具24推进。
如图1所示，龙门吊4或类似物能够通过移动到码头11的壁上而平移到泊于码头11的筏22之上。在货物51被从筏22上抓起之后，吊车4在壁2上以基本上线性的方式平移到枢纽结构的另一部分。由壁2A、2B、2C...和5A、5B、5C...包围的区域构成多个用于货物51的储存区9(9A、9B、9C...)。
也可以利用第一码头21或单独的道路通过例如火车、卡车、跨式运载装置等来把货物51运到桥式吊车40附近和/或下面，和/或把人员、个别的货物等运输到船50。
中央计算机系统可以生成和不断地更新用于每艘船50和/或浮动装置22的可变装载计划，还能根据与还未到达枢纽结构1的货物时间有关的输入数据来不断地调整装载计划，并且精确地监控枢纽1中所有进出集装箱51的位置。该中央计算机系统还可编程和控制所有第三货物运输吊车4和高速移位装置的运动，并通过操纵船闸53来保持缓冲坞20中的最佳水位。
图3为枢纽结构1的示意俯视图，示出了缓冲坞20、码头11、龙门吊4、纵向壁3、高速移位装置10A及其轨道5。这些轨道5还可以设置在地面之上的高架通道上，即横向壁的顶部，在该情况下，纵向壁和横向壁一起包围多个储存区9。储存区9可以是敞开的或覆盖有屋顶，屋顶可以设置有铰链以便能旋转。优选从外部在所有侧面可封闭的单独区域9可以设置用来为货物51除气，或者给货物提供气体。
适当的浮动装置22示于图4A和4B中。其大体上由浮动表面200构成，尺寸适于接收多个货物51。其可以具有侧壁201，如果必要的话是可拆除的，以防止货物51滑落。分隔的区域可以设置在筏22上，例如用来储存扭锁(twist lock)或类似物。其典型地可以容纳约120至160个货物集装箱51，它们可以是本领域公知的标准的20和/或40英尺的集装箱。浮动装置22的典型尺寸为从宽约30米到长大于150米，尽管尺寸可以基本上更小或更大。典型的筏22可以容纳120到160个标准集装箱。根据不同货物转运装置的能力，集装箱51可以呈预定包装(所谓的间档(bay))，并以间档的形式装和/或卸。浮动装置22还可以适于接收其它形式的货物51，例如液体、气体或其它非自制性的货物。浮动装置22可以例如设置有罐式集装箱或类似物。
图5A和5B示意性地示出集装箱储存区1侧部的截面图。图5A和5B示出了用于内河航行船舶62的水路69、卡车通道67和/或火车通道68是如何设置在比龙门吊4往复平移的层面更低的层面上。在火车通道或卡车通道67、68和水路69上方的高架龙门吊层面允许通过把货物集装箱51降低到通道层面而把货物集装箱51转运到有轨车61和/或卡车60和/或内河航行船舶62上。同样地，通过升高到龙门吊层面，货物集装箱51可以由龙门吊4从有轨车61和/或卡车60和/或内河航行船舶62上抓取。以这种方式，不同的运输装置在各自运动过程中不会相互阻碍。
显然，枢纽结构1可以设置有专用区域和办公室70，例如用于海关的，和用来对货物进行检疫的区域71，和/或用来修理龙门吊和其它设备的区域72。
图6表示该系统的另一个优选实施例和根据本发明的方法。该实施例根本不采用第一货物转运装置40。根据该实施例，设置有从坞22到水边52的通道，例如船闸53。该通道53使得第二货物转运装置22能够直接地进入集装箱船50。当货物51必须被转运到集装箱船50上时，装有货物51的第二货物转运装置22被操纵靠近泊于第一码头21或泊于水路52其它位置的集装箱船50。然后，货物51被直接转运到集装箱船50上。此外，集装箱船50适于能使第二货物转运装置22进入集装箱船50甲板的一个区段，如图6所示。另外，集装箱船50在其长度的至少一部分上并邻近所述甲板区段具有侧壁部分55，其高度或者可以降低到水位以下，以使得水能够进入甲板的该区段。然后，根据本发明，第二货物转运装置22可以浮到集装箱船50甲板的所述部分中。当所有第二货物转运装置22都以此方式进入之后，可以是可动的侧壁部分55恢复其初始高度，之后，包含在所述甲板区段中的水被泵出该区段，使得第二货物转运装置22留在甲板上。还可以为船50提供永久降低的侧壁部分55，其通过降低和升高整个船50或其一些部分而降低到水位以下并升到水位之上。显然，该同样的系统可以用来在设有装载的第二货物转运装置22的情况下卸载集装箱船50。在上述实施例中，甲板的一个区段用来容纳多个第二货物转运装置。但是，也可以采用集装箱船的其它部分，例如集装箱船的船舱部分。
权利要求
1.一种用于储存和转运货物(51)的枢纽结构(1)，该枢纽结构(1)与第一码头分开，在第一码头，货物(51)通过暂时储存货物(51)的过渡缓冲区(20)而装上船(50)和卸下船(50)，该枢纽结构(1)包括用于储存货物和把货物装上/卸下内陆运输装置(60-62)例如卡车、有轨车或内河航行船舶的储存和转运区；用于把货物转运到过渡缓冲区(20)和从过渡缓冲区(20)转运货物的转运侧(11)；多个第三货物转运装置(4A-4I)，每个都适于在转运侧(11)和储存和转运区之间以第一方向运行，并在转运侧(11)的一个位置和储存和转运区内的一个位置之间抓取、运载和放下货物(51)；以及多个第四货物转运装置(10A)，每个都适于沿不平行于第一方向的第二方向运行并且在储存和转运区中的不同位置之间运载货物(51)；第三和第四货物转运装置(4A-4I；10A)在支撑结构(2A-2I；5A-5I)上运行，所述支撑结构在彼此之间具有预定高度差的不同层面上相互交错，以避免第三和第四货物转运装置(4A-4I；10A)的碰撞。
2.如权利要求1所述的枢纽结构，其特征在于，第三货物转运装置(4A-4I)的支撑结构包括多个基本平行的壁(2A-2I)，壁(2A-2I)基本上在整个储存和转运区中从转运侧(11)沿第一方向延伸；并且第四货物转运装置(10A)的支撑结构包括多个基本平行的通道(5A-5I)，通道(5A-5I)在地面上沿第二方向延伸；壁(2A-2I)包括开口，以允许沿通道运行的第四货物转运装置(10A)通过。
3.如权利要求2所述的枢纽结构，其特征在于，高架地面运送轨道(3A-3I)设置在壁(2A-2I)顶部，第三货物转运装置(4A-4I)适于能沿着高架地面运送轨道(3A-3I)运行。
4.如权利要求2或3所述的枢纽结构，其特征在于，用于第三货物转运装置(10A)的通道设置有轨道(5A-5I)，第四货物转运装置(10A)适于能沿着轨道(5A-5I)运行。
5.如权利要求1-4任意一项所述的枢纽结构，其特征在于，用于第四货物转运装置(10A)的支撑结构(5A-5I)通过互联结构(10B)被互联，这样，每个第四货物转运装置能从一列运行到另一列。
6.如权利要求1-5任意一项所述的枢纽结构，其特征在于，第三货物转运装置运行的第一方向基本上垂直于第四货物转运装置运行的第二方向。
7.如权利要求1-6任意一项所述的枢纽结构，其特征在于，第三和第四货物转运装置(4A-4I；10A)的支撑结构(2A-2I；5A-5I)把储存和转运区分成多个用于储存货物的储存隔断和多个用于把货物装上/卸下内陆运输装置(60-62)的转运隔断。
8.如权利要求1-7任意一项所述的枢纽结构，其特征在于，第三货物转运装置包括龙门吊(4)，第四货物转运装置包括高速移位装置(10A)。
9.如权利要求1-8任意一项所述的枢纽结构，其特征在于，储存和转运区包括单独的区域(9)，其从外部在所有侧面上是可封闭的且其包括用于给货物(51)加气和除气的装置。
10.如权利要求1-9任意一项所述的枢纽结构，其特征在于，该枢纽结构进一步包括用于内陆运输装置(60-62)的通道，这些通道主要在低于第三和第四货物转运装置的支撑结构(2A-2I；5A-5I)的层面上沿第二方向延伸。
11.如权利要求10所述的枢纽结构，其特征在于，所述通道包括用于卡车(60)的道路(67)、用于有轨车(61)的道路(68)和/或用于内河航行船舶(62)的水路(69)，这些通道在枢纽结构的入口区(7)和出口区(8)之间延伸。
12.如权利要求1-11任意一项所述的枢纽结构，进一步包括计算机控制系统，用来控制每个第三和第四货物转运装置(4A-4I；10A)的作业。
13.如权利要求1-12任意一项所述的枢纽结构，其特征在于，转运侧(11)包括在过渡缓冲区中的坞(20)的第二码头(11)。
14.如权利要求1-13任意一项所述的枢纽结构，其特征在于，枢纽结构(1)被提供用来储存和转运集装箱(51)，第三和第四货物转运装置(4A-4I；10A)被提供用来以基本上相同的定向转运集装箱。
15.一种用于把货物(51)卸下和装上集装箱船(50)的枢纽系统，其包括适于停泊至少一艘集装箱船(50)的第一码头(21)；邻近所述第一码头(21)的至少一个第一货物转运装置(40)，其能够分别把货物(51)从所述集装箱船(50)转运到邻近第一码头(21)用于暂时储存货物的过渡缓冲区(20)和/或把货物(51)从过渡缓冲区(20)转运到所述集装箱船(50)上；以及至少一个第二货物转运装置(22)，其用于分别把货物(51)从过渡缓冲区(20)转运到储存货物(51)的枢纽结构(1)和/或把货物(51)从枢纽结构(1)转运到过渡缓冲区(20)；其特征在于，过渡缓冲区包括坞(20)，坞(20)基本上在第一码头(21)和枢纽结构(1)的至少一个第二码头(11)之间延伸，并且坞(20)适于接收第二货物转运装置(22)，该第二货物转运装置包括浮动装置(22)，其适于接受货物并在第一码头和第二码头之间浮动。
16.如权利要求15所述的枢纽系统，其特征在于，第一货物转运装置包括位于第一码头(21)上的吊车(40)。
17.如权利要求15或16所述的枢纽系统，其特征在于，第二货物转运装置是由至少一个机械化的小型交通工具(24)操纵的筏(22)。
18.如权利要求15到17任意一项所述的枢纽系统，其特征在于，第一和第二货物转运装置是同一个第二货物转运装置(22)。
19.如权利要求15到18任意一项所述的枢纽系统，其特征在于，枢纽结构(1)包括多个邻近第二码头(11)的平行壁(2A-2I)，位于至少一个壁顶部的多个平行高架地面运送轨道(3A-3I)，和至少一个第三货物转运装置(4A-4I)，所述第三货物转运装置适于能沿着高架地面运送轨道(3A-3I)运行并在泊于第二码头(11)的第二货物转运装置(22)和不同于第二码头的一个位置之间抓取、运载和放下货物(51)。
20.如权利要求15到19任意一项所述的枢纽系统，进一步包括计算机控制系统，用于控制每个第三货物转运装置(4A-4I)的作业。
21.如权利要求15-20任意一项所述的枢纽系统，其中，所述枢纽结构(1)进一步包括包含铁路轨道(68)的储存和转运区，藉此，所述第三货物转运装置(4A-4I)能够在计算机控制下在一个第二货物转运装置(22)和所述铁路轨道(68)上的有轨车(61)和/或在所述储存和转运区中的储存区之间转运货物(51)。
22.如权利要求21所述的枢纽系统，进一步包括进入所述枢纽结构(1)的铁路通道(7A)，用于连接到所述储存和转运区中的所述铁路轨道(68)。
23.如权利要求15-22任意一项所述的枢纽系统，其中，所述枢纽结构(1)进一步包括包含道路(67)的储存和转运区，藉此，所述第三货物转运装置(4A-4I)能够在计算机控制下在一个第二货物转运装置(22)和所述道路(67)上的卡车(60)和/或在所述储存和转运区中的储存区之间转运货物(51)。
24.如权利要求23所述的枢纽系统，进一步包括进入所述枢纽结构(1)的卡车通道(7B)，用于连接到所述储存和转运区中的所述道路(67)。
25.如权利要求15-24任意一项所述的枢纽系统，进一步包括遥控的进坞模块(24)，用于在过渡缓冲区(20)中移动第二货物转运装置(22)。
26.一种利用如权利要求15-25任意一项所述的系统来把货物从集装箱船上卸下的方法，包括以下步骤在第一码头(21)停泊至少一艘集装箱船(50)；邻近第一码头(21)提供充分靠近集装箱船(50)泊位的浮动装置(22)；用第一货物转运装置(40)把货物(51)从所述集装箱船(50)转运到在坞(20)中的所述浮动装置(22)上，以暂时储存货物(51)；借助于浮动装置(22)把货物(51)从第一码头(21)转运到枢纽结构(1)中的第二码头(11)；把浮动装置(22)停泊在第二码头(11)；用第三货物转运装置(4A-4I)来卸下货物(51)；以及把货物(51)转运到枢纽结构(1)中不同于第二码头(11)的位置。
27.一种利用如权利要求15-25任意一项所述的系统来把货物装到集装箱船上的方法，包括以下步骤利用第三货物转运装置(4A-4I)把货物(51)从枢纽结构(1)中不同于第二码头(11)的位置转运到第二码头(11)；把货物(51)装到泊于第二码头(11)的浮动装置(22)上；通过使浮动装置(22)在坞(20)中浮动，把货物(51)从第二码头(11)转运到第一码头(21)；把浮动装置(22)邻近第一码头(21)停泊并充分靠近集装箱船(50)的泊位；以及把货物(51)从坞(20)中的所述浮动装置(22)转运到所述集装箱船(50)。
全文摘要
一种用于储存和转运货物(51)的枢纽结构(1)，该枢纽结构(1)与第一码头分开，货物(51)通过暂时储存货物(51)的过渡缓冲区(20)而装上船(50)和卸下船(50)，该枢纽结构(1)包括用于储存货物和把货物装上/卸下内陆运输装置(60－62)例如卡车、有轨车或内河航行船舶的储存和转运区；用于把货物转运到过渡缓冲区(20)和从过渡缓冲区(20)转运货物的转运侧(11)；多个第三货物转运装置(4A－4I)，每个都适于在转运侧(11)和储存和转运区之间以第一方向运行，并在转运侧(11)的一个位置和储存和转运区内的一个位置之间抓取、运载和放下货物(51)；以及多个第四货物转运装置(10A)，每个都适于沿不平行于第一方向的第二方向运行并且在储存和转运区中的不同位置之间运载货物(51)；第三和第四货物转运装置(4A－4I；10A)在支撑结构(2A－2I；5A－5I)上运行，所述支撑结构在彼此之间具有预定高度差的不同层面上相互交错，以避免第三和第四货物转运装置(4A－4I；10A)的碰撞。
文档编号B65G1/04GK1980844SQ200580022863
公开日2007年6月13日 申请日期2005年7月6日 优先权日2004年7月6日
发明者J·杰格斯 申请人:佩尔佩图码公司