集装箱作业智能预警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种集装箱作业智能预警系统，包括预警系统数据采集模块和预警系统数据处理模块，预警系统数据采集模块安装在龙门吊的吊架上，预警系统数据处理模块安装在司机操作室中；二者通过无线通讯方式进行数据传输；预警系统数据采集模块主要由一片微控制单元控制的传感器模块、无线通讯模块、智能电源管理模块组成，在装、卸集装箱作业中进行集装箱偏载的检测，数据处理模块接收数据采集设备发送的数据，并对数据进行处理，在卸车的时候FTR未脱钩和装车的时候集装箱倾斜超过预设值的时候进行报警，通过自动控制设备，在门吊司机室中即可实现集装箱装卸的智能化控制。

【技术实现步骤摘要】
集装箱作业智能预警系统
本技术涉及集装箱作业智能预警系统，适用于单钩的普通吊具的吊车。在装、卸集装箱作业中进行集装箱偏载的检测。
技术介绍
装卸是现代物流的构成要素和重要环节，也是铁路货运的重要组成部分。而集装箱运输则是现代物流业的发展方向。近年来，我国铁路货运中集装箱运输所占的比重逐年上升，也研发、配置了许多与集装化相适应的装卸机械和属具索具。但是在集装箱装卸过程中的倾覆现象，给安全运输带来很大的影响。因此，研究一套集装箱作业智能预警系统，从源头上杜绝偏载的集装箱装上车，保障铁路运输安全，实现集装箱装卸自动化和智能化，提高集装箱装卸效率，具有重要意义。通过对集装箱吊装作业流程的研究，设计出一套适用于在集装箱吊装作业中检测集装箱是否偏载、FTR锁是否脱钩的智能预警系统，避免因集装箱偏载引起的运输安全隐患，以及集装箱专用平板车在集装箱吊卸过程中发生的将车体吊起，造成脱轨制动阀损坏，导致车辆脱线等车辆事故的发生，为集装箱在铁路运输中的使用提供安全保障手段。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种集装箱作业智能预警系统，提高集装箱作业的安全性。为解决上述技术问题，本技术提出了一种集装箱作业智能预警系统，包括预警系统数据采集模块和预警系统数据处理模块，所述预警系统数据采集模块安装在龙门吊的吊架上，所述预警系统数据处理模块安装在司机操作室中；二者通过无线通讯方式进行数据传输；所述预警系统数据采集模块，由一片微控制单元控制的传感器模块、无线通讯模块、智能电源管理模块组成；所述预警系统数据处理模块，用于接收预警系统数据采集模块发送的数据，对数据进行分析、判断和处理，根据不同的工作条件，选择不同的算法对集装箱偏心状态进行计算；显示集装箱及FTR锁所处状态。进一步的，所述传感器模块，含有倾角传感器、振动传感器，用于实时采集集装箱工作中的状态数据。优选的，所述无线通讯模块，含有WIFI模块，用于将采集到的集装箱状态数据实时发送到数据处理设备中进行处理。进一步优化的方案是，所述智能电源管理模块，含高灵敏度自动开关以及蓄电池，用于在无作业时自动进入休眠状态以节省能源。所述智能电源管理模块处于休眠状态时，所述高灵敏度自动开关仅连通所述振动传感器。本技术在装、卸集装箱作业中进行集装箱偏载的检测，数据处理模块接收数据采集设备发送的数据，并对数据进行处理，在卸车的时候FTR未脱钩和装车的时候集装箱倾斜超过预设值的时候进行报警，通过自动控制设备，在门吊司机室中即可实现集装箱装卸的智能化控制。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术的技术方案作进一步具体说明。图1为本技术的系统组成原理图。图2为预警系统数据处理模块使用中的某工作状态图。图3为预警系统数据处理模块的报警查询界面图。具体实施方式在图1中，显示集装箱作业智能预警系统主要包括数据采集模块和数据处理模块两部分，分别安装在吊架、司机室中，通过无线通讯方式进行数据传输。预警系统数据采集模块的硬件结构主要由传感器模块、无线通讯传输模块、控制及数据整合模块以及智能电源管理模块等组成。控制及数据整合单元负责整个数据采集模块各个单元之间的协调工作，并将所有采集到的数据进行整合，通过无线通讯传输单元传输到预警系统数据处理模块当中。预警系统数据处理模块包含工控一体机、智能预警软件、高分贝声光报警模块、电气联控模块、无线通讯传输模块，安装在司机操作室中，方便司机在进行作业的同时观察集装箱及FTR锁所处状态。在整个系统中，数据采集设备是最前端的感知采集硬件，内部包含一块装有ARM内核微控制器的集成控制电路板，整体采用工业一体化设计，达到IP65防水防尘标准，可根据现场吊架情况选择适当的位置进行安装。高精度倾角传感器完成对集装箱倾斜角度的检测，测量范围：±10°；测量精度：0.02°；信号输出：12mA。整个系统模块的电源由蓄电池提供，DC12V。高灵敏度自动开关单元完成对设备工作与休眠状态的切换。预警系统数据处理模块，根据20尺、40尺按钮在每次按下后可以自动切换，选择不同的核心算法对集装箱状态进行计算。利用集装箱重心计算模型实时计算出集装箱重心所在位置，通过集装箱的三维模型将集装箱的实时状态展示出来。当集装箱倾斜角度超过报警标准时，程序开始报警，发出明显的报警音，并在报警的同时通过电气联控的方式确保作业安全，对龙门吊的上升动作进行控制。当集装箱倾斜角度回到报警标准之内时，恢复龙门吊的上升作业，司机可正常作业。下面简要介绍本技术的集装箱作业智能预警系统的工作控制流程，包括以下步骤；步骤1：由安装在龙门吊吊架上的各个传感器实时检测龙门吊是否作业，作业时采集集装箱工作中的状态数据；步骤2：传感器检测到龙门吊作业时，智能电源管理模块开始供电，同时向传感器模块、无线通讯模块供电；步骤3：按照一定的发送策略，无线通讯模块将采集到的数据发送到数据处理设备上；步骤4：预警系统数据处理模块接收数据采集设备发送的数据，并对数据进行解析，将20尺吊架、40尺吊架的数据进行分离，实时计算出集装箱偏心和偏重数据。步骤5：根据接收到的实时的集装箱倾角数据，通过集装箱的三维模型将集装箱的实时状态展示出来。步骤6：根据接收到的集装箱倾角数据以及通过计算得到的集装箱偏心数据，按照规定的报警标准进行报警，在数据库中记录。报警的同时与门吊进行电气联控确保作业安全。步骤7：当传感器模块检测到作业结束后，智能电池管理模块停止供电，当设备处于休眠状态时，仅向振动传感器供电。步骤8：输入需要查询的日期，进行报警记录查询。在图2中，是数据处理模块界面，主、顶、侧、三视图四个按键可以分别选择以集装箱的主视图、顶视图、侧视图、三视图进行三维动态展示，多方位多角度的观察集装箱工作状态。卸车中、装车中按钮在每次按下后可以自动切换，当龙门吊进行卸车作业时，选择卸车中状态，集装箱展示会添加平板车的显示，方便观察集装箱脱离状态，并且根据卸车过程中的规定对集装箱状态进行计算、报警；当龙门吊进行装车作业时，选择装车中状态，根据装车过程中的规定对集装箱状态进行计算、报警。当集装箱状态回到报警标准之内时，停止报警。20尺、40尺按钮在每次按下后可以自动切换，当龙门吊使用20尺吊架进行作业时，选择20尺状态，程序对20尺吊架设备返回的数据进行处理；当龙门吊使用40尺吊架进行作业时，选择40尺状态，程序对40尺吊架设备返回的数据进行处理。当程序报警时，通过电气联控的方式，对龙门吊的上升动作进行控制。在图3中，在页面输入需要查询的日期，点击查询按钮，页面显示对应的报警记录，包含集装箱尺寸、倾斜角度、偏心、报警时间等数据。最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
集装箱作业智能预警系统，其特征在于，包括预警系统数据采集模块和预警系统数据处理模块，所述预警系统数据采集模块安装在龙门吊的吊架上，所述预警系统数据处理模块安装在司机操作室中；二者通过无线通讯方式进行数据传输；所述预警系统数据采集模块，由一片微控制单元控制的传感器模块、无线通讯模块、智能电源管理模块组成；所述预警系统数据处理模块，用于接收预警系统数据采集模块发送的数据，对数据进行分析、判断和处理，根据不同的工作条件，选择不同的算法对集装箱偏心状态进行计算；显示集装箱及FTR锁所处状态。

【技术特征摘要】
1.集装箱作业智能预警系统，其特征在于，包括预警系统数据采集模块和预警系统数据处理模块，所述预警系统数据采集模块安装在龙门吊的吊架上，所述预警系统数据处理模块安装在司机操作室中；二者通过无线通讯方式进行数据传输；所述预警系统数据采集模块，由一片微控制单元控制的传感器模块、无线通讯模块、智能电源管理模块组成；所述预警系统数据处理模块，用于接收预警系统数据采集模块发送的数据，对数据进行分析、判断和处理，根据不同的工作条件，选择不同的算法对集装箱偏心状态进行计算；显示集装箱及FTR锁所处状态。2.根据权利要求1所述的集装箱作业智能预警系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，张岩，杨广全，杨文韬，车德慧，赵顺，蔡宝全，冯晓婷，曹家康，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，中国铁道科学研究院运输及经济研究所，天津锐敏科技发展有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11