基本信息
- 项目名称：
- 高架桥式集装箱装卸系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 高架桥式集装箱装卸系统是一种能极大提高作业效率，节省岸线资源，满足绿色节能要求的新型集装箱装卸系统。其最大创新点在于突破了传统集装箱码头采用的多机种协同作业模式而采用全自动、一体化、单机作业的全新运营模式和运作理念。本系统采取了与传统作业相反的思路，通过简并装卸过程至最少（一次）而增加单次提箱数量来提高效率，提升空间更大。一次装卸过程可装卸20自然箱。泊位装卸效率可达到2000自然箱/h。
- 详细介绍：
- 高架桥式集装箱装卸系统是针对国内外集装箱码头发展现状及存在问题和发展趋势而设计的一种能极大提高作业效率，节省岸线资源，满足绿色节能要求的新型集装箱装卸系统。其创新性在于突破了传统集装箱码头普遍采用的多机种协同作业模式，依靠现代通讯、定位及控制系统，采用全自动、一体化、单机作业这种全新的运营模式和运作理念。 它根据无人堆场的特点专门设计，小车可一次起吊1个40 ft 集装箱或2 个20 ft 集装箱。大车运行速度比小车快，能实现在箱区的快速定位。本系统的另一大特点是精确的坐标定位系统。由于高架轨道是固定不动的，所以很容易在其覆盖的范围内建立精确的二维平面及三维立体坐标。系统利用TPS（目标位置扫描）、激光测距检测技术和激光雷达自动检测技术等先进技术对靠泊船舶进行扫描定位，把获得的船舶信息与控制中心比对并把船舶坐标拟合到整个系统的固有坐标体系中。利用位置编码器和交流电机控制系统还可以实现大车和小车精确定位功能。使相邻高架轨道上的大车能够自动精确对位，小车和吊具也能准确对集装箱进行对位装卸。如此便可以真正实现集装箱码头的整体无人操作，而且三维的立体坐标还可以根据集装箱箱位的高度合理控制吊具的收放速度，以保证效率和安全。 该系统由市电驱动，单机就能够实现对整个堆场的全覆盖，作业过程简洁、安全、流畅，极大的提高了装卸效率和堆场通过能力且达到了环保节能的目的。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 高架桥式集装箱装卸系统是针对国内外集装箱码头发展现状及存在问题和发展趋势而设计的一种能极大提高作业效率，节省岸线资源，满足绿色节能要求的新型集装箱装卸系统。 高架桥式集装箱装卸系统的最大创新点在于突破了传统集装箱码头普遍采用的多机种协同作业模式，依靠现代通讯、定位及控制系统，而采用全自动、一体化、单机作业这种全新的运营模式和运作理念。提高效率的思路与传统方式也不一样，传统思路在增加装卸次数，把过程分拆给多个衔接过程，以此达到提高效率的目的，缺点很多，高架桥式集装箱装卸系统系统采取了相反思路，简并装卸过程至最少（一次）通过一次提箱的数量增多来提高效率，提升空间更大。 高架桥式集装箱装卸系统一次装卸作业过程平均用时大约5min，可装卸标准箱20个。在400米长度的泊位上装卸效率可达到接近2000自然箱/h。
科学性、先进性
- 高架桥式集装箱装卸系统突破了传统集装箱码头普遍采用的多机种协同作业模式，依靠现代通讯、定位及控制系统，而采用全自动、一体化、单机作业这种全新的运营模式和运作理念。它根据无人堆场的特点专门设计，小车可一次起吊1个40 ft 集装箱或2 个20 ft 集装箱。本系统的另一大特点是精确的坐标定位系统。由于高架轨道是固定不动的，所以很容易在其覆盖的范围内建立精确的二维平面及三维立体坐标。系统利用TPS（目标位置扫描）、激光测距检测技术和激光雷达自动检测技术等先进技术对靠泊船舶进行扫描定位，把获得的船舶信息与控制中心比对并把船舶坐标拟合到整个系统的固有坐标体系中。利用位置编码器和交流电机控制系统还可以实现大车和小车精确定位功能。使相邻高架轨道上的大车能够自动精确对位，小车和吊具也能准确对集装箱进行对位装卸。如此便可以真正实现集装箱码头的整体无人操作，而且三维的立体坐标还可以根据集装箱箱位的高度合理控制吊具的收放速度，以保证效率和安全。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室理论研究阶段
技术转让方式
- 专利转让或专利技术入股
作品可展示的形式
- 图片 三维动画
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 高架桥式装卸系统虽然突破传统运行模式，采用全新的装卸工艺，但机械原理和技术却大部分可以借鉴现有技术，极少有科研和工程上的难题，所以很容易实现。 现代集装箱港口的核心竞争力主要体现在港口的作业效率和服务质量上，尤其在集装箱码头产能严重过剩的现状下，日趋白热化的行业竞争使得港口必须在效率和质量上突出优势。高架桥式集装箱装卸系统恰好满足了现代化港口发展的要求，尤其在“点对点”的直达干线航线上能够明显的提高装卸效率，缩减船舶在港时间，这对于大型环绕航线的班轮尤其是要侯潮进出港的班轮有巨大的吸引力。所以大力发展和推广高架桥式集装箱装卸系统是十分有必要的，也是有利可图的。高架桥式集装箱装卸系统非常适用于集装箱吞吐量大，水水中转箱比例高，班轮发班密度高，航线众多而码头纵深又十分有限的现代化码头泊位。尤其可以针对像洛杉矶到深圳这样的“点对点”国际干线航线建设固定的专用泊位，进而可以推广到整个集装箱码头的应用上。在应用中进一步完善的高架桥式集装箱装卸系统必然会给港口带来巨大的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 目前，世界范围内几乎所有的关于集装箱码头的研究都集中于如何提高装卸周转效率，缩短船舶在港时间上。但是这些研究又大都基于现代集装箱码头的现有设备和体系内。诸如研究港内集卡运行路线优化等。在新设备及装卸工艺研究开发方面，已有荷兰鹿特丹港ECT码头、德国汉堡港CAT码头等成功实例，国内也有上海外高桥自动化堆场。也有上海振华港机的低架桥自动话码头方案及及意大利FATA集团的立体仓库方案等方案设计。 虽然研究从未停止过，但是可以见得所有的研究都没有离开岸桥这一装卸机械，所以岸桥自出现以来尤其是近年来有了长足的发展，出现了吊篮式中转双小车岸桥等半自动化的新式岸桥。然而，这些都没有突破传统思维框架的束缚，岸桥虽有技术进步但是其单桥能力是有极限的，增加岸桥数量也有诸多限制因素难以实现。所以即使岸桥装卸效率比以前有了很大提高但仍然是整个集装箱码头通过能力提高的瓶颈。虽然如此，众多研究都是围绕提高岸桥装卸效率，改进岸桥作业过程。目前为止仍然没有任何研究撇弃岸桥及多机种协同作业的模式而采取单一机械系统独立作业的方式来提高港口通过能力。
