岸边集装箱起重机防摇及定位控制研究

周志堃 刘秀扬

摘要：对港口集装箱起重机的防摇以及定位控制进行了相关探究，通过分析起重机摇摆原因以及防摇控制器在应用过程中出现的问题，提出相应的控制对策，希望能为港口运输行业的良性发展提供可借鉴之处。

关键词：港口设备;原因;控制对策;探究

引言

岸边集装箱起重设备是集装箱装卸过程中的主要设备，随着经济全球化的发展，世界各国之间的联系日益紧密，港口运输的货物数量自然也会有很大的提升，此种基础造成了岸边起重机需求量的持续提升，并且其智能程度也有了很大改观。目前来看，我国岸桥正不断向着大型、高效率以及智能化的方向发展，其中，如何在岸桥作业过程中防止吊重晃动以及定位的精准控制是岸桥设备实现自动化的重中之重。因此，对于岸桥防摇以及定位控制的研究意义重大。

一、岸桥摇摆原因

岸边集装箱起重机主要应用于海港货物的装卸，随着海洋运输行业的发展，越来越多的国家和地区在港口应用了这一设备并不断对设备进行着改进与研发，一般情况而言，岸边集装箱起重机主要由小车运行、上下运行以及起重机等多个部分组成，其中，小车运行组件会对岸桥的移动速率产生影响，因此，当小车的运行速率大幅度提升时，吊具以及货物的摇摆程度就会随之增大，除此之外，小車的定位系统也是造成摇摆的重要原因之一，定位的不准确性直接延长了小车运行的时间，因此小车找到准确定位的时间被延长，从而更进一步影响了吊具的摆动程度以及港口货物吊装现场的安全性，归根结底，若要解决此问题还是要提升岸桥的防摇性能以及小车定位的精准性「1」。

二、岸桥设备依然存在的问题

对标国际而言，我国在近代海洋运输行业领域的起步较晚，无论是系统控制还是机械设备方面对标国际一流都还存在一定距离，结合文中内容，此种差距主要体现在了两方面：防摇控制以及精准定位。但在这两个领域中岸桥设备依然存在部分问题待解决。

（一）岸桥防摇控制器。防摇控制器的应用初衷是为了缓解吊具以及货物的晃动从而减轻吊装现场的安全隐患，但由于应用不当，岸桥防摇控制器成为了晃动的主要原因，例如，一般情况而言，对于货物的吊装绳索要求平行，如果用几根互相不平行的绳索吊装货物，普通测角仪器根本不能精准完成测角工作。此外，我国部分大型港口引进了海外先进的激光探测装置，将此装置安装于司机控制室下部，其能够实现对于吊具以及货物的偏离距离和位置的精准测量，从而能够迅速根据吊装绳索长度差异以及其他测量参数计算出岸桥摆动偏离角，此种装置固然高效，但其应用投入成本较高，并且海港环境常年恶劣，一旦遇到极端天气，激光测量的准确度同样会受到影响，因此并不能够从根本上解决岸桥摇摆问题。

（二）定位系统。海洋港口的货物数量巨大，在如此庞大的物流体系中，精准定位技术是提升岸桥工作效率的关键，但部分海洋港口中所应用的货物管理系统以及定位系统精准度不高，此种问题直接影响了岸桥的工作效率，单次提取货物的时间延长，也导致了货物整体运输时间的延长，但管理人员并不注重此方面的问题，只是另操控人员加快移动速度，如此以来，不仅岸桥工作效率得不到有效提升，而且还在很大程度上为货物吊装区域增加了安全隐患，由此可见，海洋港口货物定位系统占据着十分重要的地位[1]。

三、岸桥防摇以及定位精准化的对策

上文中已经对我国岸边集装箱起重机在应用过程中存在的问题进行了较为全面的说明，针对上述问题，可对岸桥防摇以及港口货物精确化定位进行纵深研究，以期找到高效解决办法，下文对此分几方面进行详细解释。

（一）神经网络控制器的安装与应用。此种装置汇集了神经网络以及模糊理论二者的优点，具备信息采集，自我学习，信息处理等多种优点。其实际性能的发挥主要借助网络内部的层级规划实现，此种装置同样属于人工智能的范畴，应用合理即可在很大程度上提升港口货物运输效率，但由于网络的运营也存在一定的不确定性，在系统真正意义投入使用之前，需要由现场工作人员进行多次试验，另神经网络控制设备能够存储大量的工作信息，从而方便其进一步的自主学习以及更好的对收集到信息参数进行处理，还可应用此类样本进行传统控制且结构部件的改造，同样能够很好的提升港口货物处理效率，待细致任务处理完毕后即可投入港口正常使用，此装置的应用在一定程度上保证了系统控制水平的稳定性，系统控制水平稳定即可在一定程度上保障岸桥运行以及移动速率的稳定，从而使整个系统更加规范合理「2」。

（二）岸桥防摇控制。上文中已经介绍了岸桥防摇装置在应用过程中存在的问题，在岸桥结构中，控制货物升降的结构小车运行结构在集装箱装卸工作中起到了至关重要的作用。此两种结构由钢丝绳连结，四根起升钢丝绳结构绕过小车和起重吊具的滑轮，固定在前大梁端部的滑轮位置，另一端则固定于吊具之上，最后集中连接于后大梁滑轮上，岸边集装箱起重机在运行过程中，小车会在驱动电机的作用下在主体大梁上进行往复运动，此种个部分连接结构的设置能够很好的减轻货物以及起重吊具的摇摆程度。结合上文内容而言，此领域的研究人员可在结构设置方面狠下功夫，结构的设计同样会对货物吊装过程中的稳定性造成很大影响。

（三）吊具防摇装置的加装。岸桥防摇问题的解决方式多种多样，但具体而言其功效又不尽相同。吊具防摇装置应用最多的主要分为两大类：机械式防摇装置和电子式防摇装置。前者主要利用高悬挂系统的刚性来减弱吊具以及货物的摇摆程度，还可以用机械手段摆动能量的形式，但此种形式会降低小车运行的可控性并且保养难度稍大。但其在吊具满载情况下所体现出来的货物防摇效果极佳，可谓有利有弊;后者属于我国近年引进的新型装置，主要利用到了各种检测元件以及传感器等设备，将检测到的信息传送至系统的总控平台，在控制软件以及人工处理下，将最优控制参数传递到小车速度控制系统，最终调节小车速度从而实现对小车运行情况的控制，降低吊具摆动幅度。电子防摇装置与前者相比，具备反应时间短，设备组成简单等优势[2]。

（四）定位精准化。港口货物以及船只的精准定位能够有效提升货物的装卸效率，精准定位细化来讲应包含货物运输船的识别，大车位置的识别与检测以及一系列的探头和感应装置。岸桥设备逐渐向着自动化的趋势发展，在进行货物的装卸作业时，通常要记忆港口以及货运船上每个装卸位的集装箱高度情况，这就需要全面规划起重机在港口的位置。

四、结束语

综合上述内容而言，海上物流的发展是世界整体趋势。在此种时代背景下，相关科研人员就要深入研发，不断提升港机设备的应用性能，推动我国海洋物流行业的发展。

参考文献：

[1].段小明，单磊.双小车岸边集装箱起重机主吊具防摇防扭控制特性研究[J].港口装卸，2020，No.251（02）：20-23.

[2].杨育青，曹雪东.双起升岸边集装箱起重机吊具防摇防扭控制系统设计[J].集装箱化，2020，v.31;No.348（08）：21-23.

（作者单位：上海振华重工（集团）股份有限公司）