一种新型集装箱码头RTG远程操控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，包括远程控制中心系统和RTG本地控制系统，远程控制中心系统包括堆场管理系统BMS和远程操作控制系统ROCS；RTG本地控制系统在RTG上新增RTG自动控制系统ACCS，用于将接收的作业指令或远程控制命令，发送给RTG本机PLC控制系统实现RTG的远程控制，同时将接收的RTG本机状态信息回传到RTG远程控制中心系统。本实用新型专利技术采用定位传感器进行定位，互为校验，保证定位的准确性；解决远程观察引起的错误作业的问题；实现作业过程中的自动抓放箱，增强系统自动化的安全生产。

【技术实现步骤摘要】
一种新型集装箱码头RTG远程操控系统
本技术涉及一种新型集装箱码头RTG远程操控系统。
技术介绍
轮胎式集装箱门式起重机(RTG)是集装箱码头作业的重要机械，其效率、安全、作业正确性对码头作业有着重要影响。RTG的作业特点是对司机依赖性高，来回跑动频繁，设备大车无效能耗高。针对RTG利用率不高，RTG司机数量紧张等现象，随着港口自动化的发展，越来越多的集装箱码头公司关注或引进RTG远程操控系统。RTG远程操控系统利用了多传感器定位技术、视觉识别技术、通讯技术、自动控制技术等，实时获取堆场集装箱堆码信息以及RTG大车、小车和吊具的位置与运动状态，进行远程监控显示并实现由一个操作员根据远程控制操作多台RTG进行作业，最终实现远程自动化的安全生产。目前市场上的RTG远程操控系统，利用定位传感器实现RTG大车、小车、吊具的定位，并通过安装摄像头。但是，现有的场桥堆码轮廓扫描系统往往具有以下缺点：1、定位传感器单一：RTG远程操控系统对RTG各个机构(大车、小车、吊具)定位要求极高；而现有系统各个机构多采用单一的定位传感器，如定位传感器一旦出现故障，将影响整个RTG远程操控系统的运行。2、缺少对作业正确性的验证：现有RTG远程操控系统，在RTG本地安装高清摄像头，利用远程网络将视频信号传送到远程司机操控台；RTG作业以司机通过视频显示目视确认为主，同时由于视频传输信号以及视频角度等问题，给作业的观察带来不便，如集装箱箱号的确认，可能会引起错误作业的失误。3、自动化程度不高：现有系统利用远程视频显示，RTG作业以司机目视为主；有的系统相当于将RTG本地操控台移到远程操控台，操作完全依靠司机；有的系统引进大车、小车的自动化运行，但缺少与集卡、集装箱的自动对位精准的匹配作业位置。
技术实现思路
本技术克服了现有技术中的缺点，提供了一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，利用DGPS卫星定位技术，激光扫描轮廓识别技术、视频图像识别技术、自动控制领域的最新技术，结合码头作业流程，旨在解决以下问题：(1)RTG各个机构采用定位传感器进行定位，互为校验，保证定位的准确性，免了单一传感器失效导致系统失效的弊端；(2)利用视频图像识别技术，截图作业环节图像，对集装箱箱号、作业集卡车号进行识别，并与TOS作业指令对比，解决远程观察引起的错误作业的问题；(3)利用激光测距技术，精准的检测集装箱或集卡的位置，并控制吊具进行精准对位，实现作业过程中的自动抓放箱，增强系统自动化的安全生产。本技术的技术方案是：一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，包括远程控制中心系统、RTG本地控制系统、在集装箱堆场设置的无线基站和在RTG主体大梁上安装的无线移动站；其中：所述远程控制中心系统包括堆场管理系统BMS和远程操作控制系统ROCS，其中：堆场管理系统BMS用于与TOS系统对接；远程操作控制系统ROCS用于远程控制RTG设备；所述RTG本地控制系统利用大车、小车、起升机构的定位传感器，在RTG上新增RTG自动控制系统ACCS，借助无线链路通过工业以太网协议连接远程控制中心系统，并通过DP总线方式连接RTG本机PLC，用于将接收的作业指令或远程控制命令，发送给RTG本机PLC控制系统实现RTG的远程控制，同时将接收的RTG本机状态信息回传到RTG远程控制中心系统。与现有技术相比，本技术的优点是：通过对现有的RTG远程操控系统进行改进，应用最新的DGPS定位技术、激光扫描轮廓识别技术、图像识别技术，提高系统的鲁棒性，同时提升系统自动化程度。具体表现如下：1、引进DGPS定位、激光测距定位，而不是单纯的依赖于编码器定位；2、引进箱号识别系统、车号识别系统，作业过程中对作业集装箱、作业集卡进行识别，确保作业的正确性；3、引进吊具检测系统和箱区检测系统，进行吊具与集装箱或集卡的精准识别，并自动控制进行抓放箱对位，实现自动抓放箱；4、引进集卡对位系统、集卡防吊起系统，实现引导集卡精准对位，并实时的保护集卡防止被吊具砸车头，或被误吊起。附图说明本技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为RTG结构及作业环境示意图；图2是本技术的系统结构示意图。具体实施方式RTG结构及本系统的工作环境如图1所示，包括RTG主体大梁1、RTG基础梁2、大车运行机构3、小车机构4、起升卷扬机构5、司机室6、钢缆7、吊具8、电气房9、动力房10、堆码集装箱11等。一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，如图2所示，包括远程控制中心系统和RTG本地控制系统，远程控制中心系统和RTG本地控制系统之间的数据传输采用无线链路，需在集装箱堆场建立无线基站，同时在RTG主体大梁1上安装无线移动站。一、远程控制中心系统：远程控制中心系统包括堆场管理系统BMS和远程操作控制系统ROCS，其中：1、堆场管理系统BMS负责与TOS系统对接，接收、解析TOS作业指令任务，并根据TOS作业指令自动调度堆场RTG设备，监控RTG设备执行状态，把作业信息反馈给TOS系统；2、远程操作控制系统ROCS是堆场设备控制的核心，实现远程人工控制RTG设备。主要包括有操控台、远控中心PLC、视频系统、对讲系统、RTG作业辅助系统等组成。二、RTG本地控制系统：RTG本地控制系统利用大车、小车、起升机构的定位传感器。在RTG上新增RTG自动控制系统ACCS，接收远程控制中心系统的TOS作业指令和远程手动控制命令，实现大车自动运行、吊具自动运行功能；同时需在RTG上新增大车防撞、大车自动纠偏、吊具检测系统、箱区定位系统、集卡对位系统、集卡防吊起系统、箱号识别系统、车号识别系统、视频系统、语音系统，保证RTG的自动控制和远程控制的高效性和安全性。1、RTG自动控制系统ACCS的主要设备是PLC控制系统，安装在电气房9内，借助无线链路通过工业以太网协议连接远程控制中心系统，并通过DP总线方式连接RTG本机PLC；其主要功能是接收作业指令或远程控制命令，发送给RTG本机PLC控制系统实现RTG的远程控制，同时接收RTG本机状态(包括机构位置，工作状态、故障、安全保护等)信息，回传到RTG远程控制中心系统。2、在大车运行机构3上安装防撞雷达传感器，用于检测大车运动前方的跑道上有静止或移动的障碍物时，设置减速档和停止档距离，从而有效地防止E-RTG与E-RTG之间、E-RTG与拖车间及E-RTG与跑道上通行的人员间发生碰撞。3、RTG本地控制系统在RTG新增DGPS系统，DGPS基准站需要安装在集装箱堆场办公楼上，在RTG电气房9内安装DGPS移动站设备，在RTG主体大梁1上安装GPS天线，进行高精度定位，实施检测大车与大车运动跑道的偏离情况，进行大车自动纠偏。DGPS系统也用于大车定位，与RTG上原有大车编码器融合定位，提高大车定位的精度。4、RTG本地控制系统在RTG新增箱区检测系统，包括3D控制器、3D激光(激光扫描仪和高精度旋转云台)、电源适配器、交换机。系统硬件核心设备是3D激光以及3D控制器，实现对RTG作业箱区、车道区域、集卡车、集装箱等轮廓的识别；并结合PLC、指示灯和控制开关等设备共同实现防碰撞控制、自动抓放箱等功能。3D激光安装在小车机构1的平台下，同时可实现对小车精准定位，与RT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，其特征在于：包括远程控制中心系统、RTG本地控制系统、在集装箱堆场设置的无线基站和在RTG主体大梁上安装的无线移动站；其中：所述远程控制中心系统包括堆场管理系统BMS和远程操作控制系统ROCS，其中：堆场管理系统BMS用于与TOS系统对接；远程操作控制系统ROCS用于远程控制RTG设备；所述RTG本地控制系统利用大车、小车、起升机构的定位传感器，在RTG上新增RTG自动控制系统ACCS，借助无线链路通过工业以太网协议连接远程控制中心系统，并通过DP总线方式连接RTG本机PLC，用于将接收的作业指令或远程控制命令，发送给RTG本机PLC控制系统实现RTG的远程控制，同时将接收的RTG本机状态信息回传到RTG远程控制中心系统。

【技术特征摘要】
1.一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，其特征在于：包括远程控制中心系统、RTG本地控制系统、在集装箱堆场设置的无线基站和在RTG主体大梁上安装的无线移动站；其中：所述远程控制中心系统包括堆场管理系统BMS和远程操作控制系统ROCS，其中：堆场管理系统BMS用于与TOS系统对接；远程操作控制系统ROCS用于远程控制RTG设备；所述RTG本地控制系统利用大车、小车、起升机构的定位传感器，在RTG上新增RTG自动控制系统ACCS，借助无线链路通过工业以太网协议连接远程控制中心系统，并通过DP总线方式连接RTG本机PLC，用于将接收的作业指令或远程控制命令，发送给RTG本机PLC控制系统实现RTG的远程控制，同时将接收的RTG本机状态信息回传到RTG远程控制中心系统。2.根据权利要求1所述的一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，其特征在于：所述堆场管理系统BMS接收和解析TOS作业指令，并根据TOS作业指令自动调度堆场RTG设备、监控RTG设备执行状态、把作业信息反馈给TOS系统。3.根据权利要求1所述的一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，其特征在于：所述远程操作控制系统ROCS包括操控台、远控中心PLC、视频系统、对讲系统、RTG作业辅助系统。4.根据权利要求1所述的一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，其特征在于：所述RTG本地控制系统在RTG上新增DGPS系统，包括在集装箱堆场办公楼架设的DGPS基准站、在RTG电气房内安装的DGPS移动站设备和在RTG主体大梁上安装的GPS天线。5.根据权利要求1所述的一种新型集装箱码头RTG远程操控系统，其特征在于：所述RTG本地控制系统在RTG上新增箱区检测系统，包括3D控制器、3D激光、电源适配器和交换机。6.根据权利要求1所述的一种新型集装箱码头RTG远程操控系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福兴，孙超，刘旭，杨士卫，
申请(专利权)人：北京国泰星云科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11