目前，国内各集装箱码头均不同程度存在司机大龄化、设备老化等诸多问题。越来越多的岸桥设备开始采用远程操控技术，今天就让我们一起来看看厦门集装箱码头集团为提高集装箱岸桥远程操控作业效率，所采用的远程操控系统组成和功能、提升远程操控作业效率的技术。
01集装箱岸桥远程操作现状
操作上的困境
国内港口普遍追求岸边操作高效率，而在效率方面岸桥远程操控暂时无法达到人工操作的水平。
技术上的困境
远程操控主要难点是水平方向上的操作。司机在设备上作业时，可以通过接触器、制动器、车轮与轨道的声音、小车的振动和三维视觉等来判断操作。司机在远程操控台操作时，只能通过电脑屏幕来操作。
02提高岸桥远程操控作业效率的技术
在远程操控模式下提高作业效率的方法就是尽量减少司机手动操作，增加岸桥自动运行部分，在这个方向上可以做一些技术改进。
岸桥远程操控系统组成
厦门集装箱码头集团岸桥远程操控主系统组成见图1。
自动化控制系统是岸桥远程操控系统的核心，它根据作业指令并利用所获取的扫描信息对作业路径进行规划，在允许的安全作业路径内，通过自动控制小车和起升机构的运行速度，引导吊具从源位置运行到目标位置。
集卡定位系统的主要功能是引导集卡停在指定位置，并反馈集卡、集装箱的姿态信息给自动化控制系统。
船形扫描系统通过实时扫描障碍物的位置，提供半自动系统运行路径的障碍物信息，保证半自动系统安全可靠运行。
吊具姿态检测系统利用传感器技术，并根据定位系统所检测到的岸桥陆侧集装箱或集卡的位置信息，自动调整吊具倾转角度和水平位置。
吊具防摇系统利用传感器技术获取吊具与小车之间的相对位置信息，自动调整小车运行速度，实现在规定的时间周期内使吊具与小车之间的相对位置处于设定偏差范围内。
吊具防扭系统利用传感器技术获取吊具与小车之间的相对角度信息，自动调整钢丝绳进行补偿，实现吊具与小车之间的相对角度值保持在设定偏差范围内。
视频识别系统采集集装箱的箱号，辅助系统判断当前作业集装箱是否符合作业顺序，参与远程智能交接和远程智能理货的信息交互。
远程操作台集成船舶的具体作业信息、岸桥工作状态信息、CMS内容、生产管理系统、操作手柄和按钮等。
视频监控系统利用视频技术为司机提供实时监控画面，监控所有岸桥作业中的重要视角，识别起重机周围环境。
安全管理系统主要有2个功能：一是利用传感器技术识别操作人员，通过机械装置禁止无关人员进入岸桥作业区域；二是利用传感器技术识别周围物体，防止岸桥发生各种碰撞。
厦门集装箱码头集团6台远程操控岸桥配置比较见表1。
提高作业效率的技术
要使远程操控岸桥真正能够常态化应用，远程操控的作业效率就需要达到或接近人工平均作业效率。这样远程操控的每个环节，包括岸桥陆侧对箱放箱、小车起升联动运行、海侧对箱放箱等，都必须接近或超过人工操作的速度。陆侧对箱放箱是最有条件实现的。在集卡定位系统中采用双维度集卡姿态识别技术，实现陆侧作业安全监控下的“一键”着箱，大幅提高远程操控的作业效率。
（1）双维度集卡姿态识别技术。以往的集卡定位系统功能主要是引导集卡停在指定位置，并没有检测集卡在岸桥小车方向上的位置和相对于岸桥吊具的倾斜角度的功能。新型集卡定位系统具备双维度集卡姿态识别能力，它利用激光扫描仪配合转动机构实时扫描车道上的集卡，实现2个方向上的坐标定位。它主要实现以下3个功能：
准确引导集卡停到指定位置；
将集卡在岸桥小车方向上的位置坐标发送给自动化控制系统；
通过综合计算集卡在岸桥大车方向上的坐标和小车方向上的坐标，得到集卡停止时相对于吊具的倾斜角度，并发送给自动化控制系统。
（2）岸桥陆侧安全监控下的“一键”着箱。在装船作业时，集卡定位系统引导目标集卡到达准确位置，同时得到集装箱小车方向上的坐标和倾斜角度。自动控制系统根据小车方向上的坐标指挥小车移动到位，再根据倾斜角度启动自动防扭功能，调整吊具姿态以匹配集装箱倾斜角度。当吊具自动运行到目标集装箱正上方安全高度时，系统提示司机按住手动按钮，吊具将自动减速运行接近集装箱，直至精确对箱。在卸船作业时，利用岸桥在海侧抓箱的时间，集卡定位系统引导目标集卡到达准确位置，同时得到集卡小车方向上的坐标和倾斜角度。自动控制系统根据小车方向上的坐标指挥小车移动到位，再根据倾斜角度启动自动防扭功能，调整吊具姿态以匹配集卡倾斜角度。当岸桥自动运行到集卡正上方安全高度时，系统提示司机按住手动按钮，岸桥将自动减速运行接近集卡，直至集装箱安全放到集卡上。岸桥陆侧安全监控下的“一键”着箱流程见图2。
岸桥远程操控作业效率
岸桥C远程操控作业效率见表2。将2019年7月14—21日岸桥C远程操控作业效率与人工机上作业效率进行对比，岸桥C远程操控平均作业效率为22.11 TEU/h，距离人工机上平均作业效率大约有3 TEU的差距。
岸桥E和岸桥F远程操控作业效率见表4。2019年7月12—18日岸桥F远程操控平均作业效率为21.23 TEU/h，距离人工机上平均作业效率大约有12 TEU的差距。
从表2和表4可以看出，岸桥远程操控作业效率比人工机上作业效率低，只在个别情况下远程操控作业效率是超过人工机上作业效率的。岸桥远程操控作业效率是在远程操控作业模式未全面强制使用、大部分司机远程操作技能尚不熟练、操作工艺尚未完善的情况下取得的。随着司机远程操作技能的提高、相关操作工艺进一步完善，岸桥远程操控作业效率应能接近或达到人工机上作业效率，甚至超过人工机上作业效率。
03未来技术展望
通过建立船舶信息数据库，形成高精船图，实现海侧作业智能化
如果远程操控系统能获得船舶各种尺寸的准确信息，依据这些信息系统能形成高精船图，并将TOS提供的船图与高精船图匹配合成实际尺寸的高精装卸船图。在远程作业时，通过船形扫描系统得到初始位置，小车起升机构就可以根据高精装卸船图的实际尺寸使吊具自动达到指定装卸位置，大车也可以根据高精装卸船图实现自动换贝动作，整个海侧装卸船作业可实现自动操作。
通过融合多种识别技术，制作智能吊具，准确识别位置
现有岸桥远程操控系统已经使用激光扫描仪和视频摄像头，但没有对这2种识别技术进行融合。未来可将这2种识别技术融合应用在智能吊具上，在吊具四角安装摄像头用于视频识别，在吊具中间和两端安装激光扫描仪精确扫描目标轮廓。所采集的数据通过吊具电缆卷盘回传给远程操控系统用于精确定位。
