目前，國內各集裝箱碼頭均不同程度存在司機大齡化、設備老化等諸多問題。越來越多的岸橋設備開始采用遠程操控技術，今天就讓我們一起來看看廈門集裝箱碼頭集團為提高集裝箱岸橋遠程操控作業效率，所采用的遠程操控系統組成和功能、提升遠程操控作業效率的技術。

01集裝箱岸橋遠程操作現狀

操作上的困境

國內港口普遍追求岸邊操作高效率，而在效率方面岸橋遠程操控暫時無法達到人工操作的水平。

技術上的困境

遠程操控主要難點是水平方向上的操作。司機在設備上作業時，可以通過接觸器、制動器、車輪與軌道的聲音、小車的振動和三維視覺等來判斷操作。司機在遠程操控臺操作時，只能通過電腦屏幕來操作。

02提高岸橋遠程操控作業效率的技術

在遠程操控模式下提高作業效率的方法就是盡量減少司機手動操作，增加岸橋自動運行部分，在這個方向上可以做一些技術改進。

岸橋遠程操控系統組成

廈門集裝箱碼頭集團岸橋遠程操控主系統組成見圖1。

自動化控制系統是岸橋遠程操控系統的核心，它根據作業指令并利用所獲取的掃描信息對作業路徑進行規劃，在允許的安全作業路徑內，通過自動控制小車和起升機構的運行速度，引導吊具從源位置運行到目標位置。

集卡定位系統的主要功能是引導集卡停在指定位置，并反饋集卡、集裝箱的姿態信息給自動化控制系統。

船形掃描系統通過實時掃描障礙物的位置，提供半自動系統運行路徑的障礙物信息，保證半自動系統安全可靠運行。

吊具姿態檢測系統利用傳感器技術，并根據定位系統所檢測到的岸橋陸側集裝箱或集卡的位置信息，自動調整吊具傾轉角度和水平位置。

吊具防搖系統利用傳感器技術獲取吊具與小車之間的相對位置信息，自動調整小車運行速度，實現在規定的時間周期內使吊具與小車之間的相對位置處于設定偏差范圍內。

吊具防扭系統利用傳感器技術獲取吊具與小車之間的相對角度信息，自動調整鋼絲繩進行補償，實現吊具與小車之間的相對角度值保持在設定偏差范圍內。

視頻識別系統采集集裝箱的箱號，輔助系統判斷當前作業集裝箱是否符合作業順序，參與遠程智能交接和遠程智能理貨的信息交互。

遠程操作臺集成船舶的具體作業信息、岸橋工作狀態信息、CMS內容、生產管理系統、操作手柄和按鈕等。

視頻監控系統利用視頻技術為司機提供實時監控畫面，監控所有岸橋作業中的重要視角，識別起重機周圍環境。

安全管理系統主要有2個功能：一是利用傳感器技術識別操作人員，通過機械裝置禁止無關人員進入岸橋作業區域；二是利用傳感器技術識別周圍物體，防止岸橋發生各種碰撞。

廈門集裝箱碼頭集團6臺遠程操控岸橋配置比較見表1。

提高作業效率的技術

要使遠程操控岸橋真正能夠常態化應用，遠程操控的作業效率就需要達到或接近人工平均作業效率。這樣遠程操控的每個環節，包括岸橋陸側對箱放箱、小車起升聯動運行、海側對箱放箱等，都必須接近或超過人工操作的速度。陸側對箱放箱是最有條件實現的。在集卡定位系統中采用雙維度集卡姿態識別技術，實現陸側作業安全監控下的“一鍵”著箱，大幅提高遠程操控的作業效率。

（1）雙維度集卡姿態識別技術。以往的集卡定位系統功能主要是引導集卡停在指定位置，并沒有檢測集卡在岸橋小車方向上的位置和相對于岸橋吊具的傾斜角度的功能。新型集卡定位系統具備雙維度集卡姿態識別能力，它利用激光掃描儀配合轉動機構實時掃描車道上的集卡，實現2個方向上的坐標定位。它主要實現以下3個功能：

準確引導集卡停到指定位置；

將集卡在岸橋小車方向上的位置坐標發送給自動化控制系統；

通過綜合計算集卡在岸橋大車方向上的坐標和小車方向上的坐標，得到集卡停止時相對于吊具的傾斜角度，并發送給自動化控制系統。

（2）岸橋陸側安全監控下的“一鍵”著箱。在裝船作業時，集卡定位系統引導目標集卡到達準確位置，同時得到集裝箱小車方向上的坐標和傾斜角度。自動控制系統根據小車方向上的坐標指揮小車移動到位，再根據傾斜角度啟動自動防扭功能，調整吊具姿態以匹配集裝箱傾斜角度。當吊具自動運行到目標集裝箱正上方安全高度時，系統提示司機按住手動按鈕，吊具將自動減速運行接近集裝箱，直至精確對箱。在卸船作業時，利用岸橋在海側抓箱的時間，集卡定位系統引導目標集卡到達準確位置，同時得到集卡小車方向上的坐標和傾斜角度。自動控制系統根據小車方向上的坐標指揮小車移動到位，再根據傾斜角度啟動自動防扭功能，調整吊具姿態以匹配集卡傾斜角度。當岸橋自動運行到集卡正上方安全高度時，系統提示司機按住手動按鈕，岸橋將自動減速運行接近集卡，直至集裝箱安全放到集卡上。岸橋陸側安全監控下的“一鍵”著箱流程見圖2。

岸橋遠程操控作業效率

岸橋C遠程操控作業效率見表2。將2019年7月14—21日岸橋C遠程操控作業效率與人工機上作業效率進行對比，岸橋C遠程操控平均作業效率為22.11 TEU/h，距離人工機上平均作業效率大約有3 TEU的差距。

岸橋E和岸橋F遠程操控作業效率見表4。2019年7月12—18日岸橋F遠程操控平均作業效率為21.23 TEU/h，距離人工機上平均作業效率大約有12 TEU的差距。

從表2和表4可以看出，岸橋遠程操控作業效率比人工機上作業效率低，只在個別情況下遠程操控作業效率是超過人工機上作業效率的。岸橋遠程操控作業效率是在遠程操控作業模式未全面強制使用、大部分司機遠程操作技能尚不熟練、操作工藝尚未完善的情況下取得的。隨著司機遠程操作技能的提高、相關操作工藝進一步完善，岸橋遠程操控作業效率應能接近或達到人工機上作業效率，甚至超過人工機上作業效率。

03未來技術展望

通過建立船舶信息數據庫，形成高精船圖，實現海側作業智能化

如果遠程操控系統能獲得船舶各種尺寸的準確信息，依據這些信息系統能形成高精船圖，并將TOS提供的船圖與高精船圖匹配合成實際尺寸的高精裝卸船圖。在遠程作業時，通過船形掃描系統得到初始位置，小車起升機構就可以根據高精裝卸船圖的實際尺寸使吊具自動達到指定裝卸位置，大車也可以根據高精裝卸船圖實現自動換貝動作，整個海側裝卸船作業可實現自動操作。

通過融合多種識別技術，制作智能吊具，準確識別位置

現有岸橋遠程操控系統已經使用激光掃描儀和視頻攝像頭，但沒有對這2種識別技術進行融合。未來可將這2種識別技術融合應用在智能吊具上，在吊具四角安裝攝像頭用于視頻識別，在吊具中間和兩端安裝激光掃描儀精確掃描目標輪廓。所采集的數據通過吊具電纜卷盤回傳給遠程操控系統用于精確定位。