一种堆场自动化集装箱码头装卸系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及港口集装箱码头的装卸技术，特别涉及一种适用于堆场自动化的集装箱码头装卸系统。
【背景技术】
[0002]目前国内外集装箱码头堆场自动化装卸系统主要平行于码头岸线布置(见图1)，该装卸系统的主要特点如下:I)码头装卸船作业采用岸桥;2)港内集装箱水平运输采用集卡；
3)堆场内的装卸作业采用自动控制的双悬臂轨道吊(ARMG)，ARMG轨道平行于码头岸线布置;4)港内及港外集卡的装卸车作业均在轨道吊的悬臂下进行，集卡不进入集装箱堆场箱区内部;5)集装箱船舶的舱盖板由岸桥从船上甲板卸至岸桥陆侧轨后方。用于装卸船作业的集卡装卸车道则布置在岸桥轨内；6)相邻轨道吊间的横向道路均设计为单向道路，方向相同。该道路结合港内的竖向道路及位于岸桥轨道间的装卸船车道共同构成装卸船的循环通道;7)轨道吊的装卸车作业采用半自动作业模式(人工干预的远程操控)。轨道吊在集装箱堆场的其他作业(如在箱区内的倒箱及堆垛作业等)则采用全自动的作业模式;该装卸系统，由于受岸桥装卸船作业线布置在轨内以及堆场横向宽度的限制，装卸船车流必须走“大循环”(如图2中的10和11)，势必造成港内水平运输设备的运输距离较长。另外，由于相邻轨道吊间的每条横向道路与港内的每条竖向道路均形成一个道路交叉口，使得港内道路交叉口数量较多(参见图3，共有39个交叉口 50)，从而导致港内道路服务水平有较大下降。
【发明内容】
[0003]本发明的目的，在于开发一种适用于堆场自动化的集装箱码头装卸系统，一方面使得用于港内装卸船作业的水平运输设备的运距变短，另一方面能减少港内道路交叉口数量，提高港内道路服务水平，从而提升整个系统的装卸效率及节能水平。
[0004]本发明的一种技术方案如下:
一种堆场自动化集装箱码头装卸系统，包括岸桥、集卡、采用自动控制的堆场单悬臂轨道吊(ARMG);岸桥用于集装箱由集装箱船至岸边作业区的垂直及水平运输。岸桥布置在泊位前沿，其轨道平行于泊位岸线方向；集装箱船舶的舱盖板由岸桥从集装箱船的甲板卸至岸桥轨内。进行装卸船作业的集卡装卸车道布置在岸桥陆侧轨后方;集卡用于集装箱在港内的水平运输;单悬臂轨道吊(ARMG)用于集装箱从集卡至堆场间的垂直或水平运输;单悬臂轨道吊(ARMG)的装卸车作业采用半自动作业模式(人工干预的远程操控)。单悬臂轨道吊(ARMG)在集装箱堆场的其他作业(如在箱区内的倒箱及堆垛作业等)则采用全自动的作业模式;单悬臂轨道吊(ARMG)轨道垂直于泊位岸线方向布置，单悬臂轨道吊(ARMG)作业线数量与码头的岸桥装卸船能力相匹配。建议每条单悬臂轨道吊(ARMG)箱区配备的ARMG数量不少于2台；单悬臂轨道吊(ARMG)两两相对布置。堆场内的竖向道路设在单悬臂轨道吊(ARMG)两两相对悬臂的下方，且均为单向4车道，其中靠近轨道吊的两侧为装卸作业车道，中间的2条为行驶车道，相邻竖向道路的车流方向相反。两条车流方向相反的竖向道路结合南、北堆场间的横向道路以及岸桥陆侧轨后方的装卸船车道可形成装卸船作业的小循环交通。
[0005]本发明的另一种技术方案是:
一种使用上述堆场自动化集装箱码头装卸系统的装卸方法，包括卸船流程、疏港流程、装船流程、集港流程、集装箱在同一箱区内的倒箱流程、以及集装箱在不同箱区内的倒箱流程，所述各流程的具体方法分别如下:
1)卸船流程:
集装箱船舶的舱盖板由岸桥从船上甲板卸至岸桥轨内，位于陆侧轨前方;岸桥将集装箱从集装箱船上卸下，放置在岸桥位于陆侧轨后方装卸车道内的港内集卡上。卸下的集装箱的长边方向与泊位岸线方向平行;港内集卡将集装箱搬运至位于单悬臂轨道吊(ARMG)下方的装卸车道;单悬臂轨道吊(ARMG)从集卡上将集装箱吊起，将集装箱搬运至集装箱堆场中；
2)疏港流程:
港外集卡空车从后方集疏运通道进入位于单悬臂轨道吊(ARMG)下方的装卸车道;单悬臂轨道吊(ARMG)起吊堆场内的目标集装箱并将其搬运至装卸位，单悬臂轨道吊(ARMG)卸箱至港外集卡上;港外集卡由后方集疏运通道驶离集装箱码头；
3)装船流程:
装船流程为卸船流程的反过程；
4)集港流程:
集港流程为疏港流程的反过程；
5)集装箱在同一箱区内的倒箱流程:
单悬臂轨道吊(ARMG)将集装箱吊起，单悬臂轨道吊(ARMG)带箱运行至堆场中的集装箱目标位，单悬臂轨道吊(ARMG)将集装箱卸至集装箱堆场目标位；
6)集装箱在不同箱区内的倒箱流程:(从Al箱区至BI箱区)；A1箱区的单悬臂轨道吊(ARMG)将目标集装箱吊起，Al箱区的单悬臂轨道吊(ARMG)卸箱至集卡，集卡带箱运行至BI箱区目标装卸车位，BI箱区的单悬臂轨道吊(ARMG)将集装箱吊起，BI箱区的单悬臂轨道吊(ARMG)卸箱至BI箱区集装箱目标位，其中Al箱区和BI箱区表示任何两个不同箱区。
[0006]由于本发明创新地采用了单悬臂形式的轨道吊及小循环的装卸船交通组织，使得港内集装箱堆场箱容量得到一定提高(在相同陆域面积的条件下，采用单悬臂轨道吊竖向布置工艺系统的箱容量要比传统采用双悬臂轨道吊横向布置工艺系统提高约10%)，港内道路服务水平得到有效提升(港内道路交叉口的数量大幅减少，交叉口从常规方案的39个，减少至27个，减少约30%，用于装卸船作业的集卡运距得到有效降低(比传统采用双悬臂轨道吊横向布置工艺系统的集卡运距平均减小约20%)，从而提升了整个系统的装卸效率及节能水平。
【附图说明】
[0007]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0008]图1是传统码头平面示意图；
图2是传统码头装卸船车流示意图；
图3是传统码头港内道路交叉口示意图；
图4是本发明码头平面示意图；
图5是本发明码头装卸船车流示意图；
图6是本发明码头港内道路交叉口示意图；
图7是为本发明码头的纵断面示意图；
图8为传统码头的断面示意图；
图9为传统码头的纵断面示意图。
【具体实施方式】
[0009]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0010]一种堆场自动化集装箱码头装卸系统，如图4所示，包括岸桥2、集卡1、采用自动控制的堆场单悬臂轨道吊(ARMG)4;岸桥2用于集装箱由集装箱船3至岸边作业区的垂直及水平运输。岸桥2布置在泊位前沿，其轨道平行于泊位岸线方向；集装箱船舶的舱盖板5由岸桥2从集装箱船3的甲板卸至岸桥2轨内的舱盖板堆放区31。进行装卸船作业的集卡装卸车道布置在岸桥2陆侧轨后方;所述场自动化集装箱码头装卸系统的箱区表示为A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1、J1、L1、M1、N1、01，W&A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2、I2、J2、L2、M2、N2、02;集卡I用于集装箱在港内的水平运输;单悬臂轨道吊(ARMG)4用于集装箱从集卡