基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，包括轮胎吊视觉保护模块、自动控制模块、远程控制模块以及5G通信模块；所述轮胎吊视觉保护模块，用于采集轮胎吊运行状态信息，对运行状态信息进行分析并生成控制信号；所述远程控制模块，用于接收并显示轮胎吊运行状态信息，对轮胎吊运行状态信息进行处理并生成任务指令；所述远程控制模块通过5G通信模块与轮胎吊视觉保护模块通信连接；所述自动控制模块，用于根据轮胎吊视觉保护模块发送的控制信号对轮胎吊进行控制，并根据远程控制模块发送的任务指令对轮胎吊进行调度。本发明专利技术能够实时动态分配作业任务，实现了自动化控制，简化了轮胎吊控制的复杂程度，降低了能源消耗。源消耗。源消耗。

【技术实现步骤摘要】
基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统


[0001]本专利技术涉及集装箱轮胎吊领域，具体涉及一种基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统。

技术介绍

[0002]集装箱码头自动化建设逐渐成为行业内的一种趋势。1993年全球第一个自动化运转的集装箱码头，荷兰鹿特丹ECT码头建成投产。2002年，德国汉堡CTA建设了集装箱自动化码头。荷兰ECT和德国CTA自动化码头的堆场工艺采用轨道式龙门起重机与自动导向小车相结合的方案，而对集装箱卡车的装卸，则采用远程人工操作或司机遥控吊具在堆区一端完成。2006年上港集团振东集装箱码头分公司内建成了中国首个集装箱自动化无人堆场，通过图像和激光测量相结合的定位系统，采用新型全自动化高低架轨道龙门起重机接力式装卸系统，将集装箱堆场的堆垛高度提高到堆8过9，大大提高了堆场的堆存能力。
[0003]目前国内集装箱码头大多采用桥式起重机
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RTG(轮胎吊)
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集卡的装卸工艺，该装卸工艺自动化程度低，无法实时动态分配作业任务，上机操作人员所处环境复杂，总体工作强度大，同时装卸过程能耗过大，码头节能减排效果差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，能够实时动态分配作业任务，实现了自动化控制，简化了轮胎吊控制的复杂程度，降低了能源消耗。
[0005]本专利技术的基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，包括轮胎吊视觉保护模块、自动控制模块、远程控制模块以及5G通信模块；
[0006]所述轮胎吊视觉保护模块，用于采集轮胎吊运行状态信息，对运行状态信息进行分析并生成控制信号；
[0007]所述远程控制模块，用于接收并显示轮胎吊运行状态信息，对轮胎吊运行状态信息进行处理并生成任务指令；所述远程控制模块通过5G通信模块与轮胎吊视觉保护模块通信连接；
[0008]所述自动控制模块，用于根据轮胎吊视觉保护模块发送的控制信号对轮胎吊进行控制，并根据远程控制模块发送的任务指令对轮胎吊进行调度。
[0009]进一步，所述轮胎吊视觉保护模块包括视频采集单元以及轮胎吊服务器；所述视频采集单元用于采集轮胎吊运行状态信息；所述轮胎吊服务器用于对运行状态信息进行分析并生成控制信号。
[0010]进一步，所述5G通信模块包括5G基站、本地网络转换单元以及远程网络转换单元；所述本地网络转换单元的输入端与视频采集单元的输出端连接，所述本地网络转换单元的输出端通过5G基站与远程网络转换单元的输入端通信连接，所述远程网络转换单元的输出端与远程控制模块的输入端连接。
[0011]进一步，所述本地网络转换单元包括本地管理交换机以及2组本地客户前置设备；所述本地管理交换机的输出端分别与2组本地客户前置设备通信连接；所述本地管理交换机的输入端与视频采集单元的输出端连接；
[0012]所述远程网络转换单元包括远程管理交换机以及2组远程客户前置设备；所述远程管理交换机的输入端分别与2组远程客户前置设备通信连接；所述远程管理交换机的输出端与远程控制模块的输入端连接；
[0013]所述2组本地客户前置设备中的一组与2组远程客户前置设备中的一组配对形成第一链路，所述2组本地客户前置设备中的另一组与2组远程客户前置设备中的另一组配对形成第二链路。
[0014]进一步，所述自动控制模块包括任务解析单元、任务执行单元以及通信单元；
[0015]所述任务解析单元，用于对远程控制模块发送的任务指令进行解析而生成目标信息；
[0016]所述任务执行单元，用于根据目标信息生成需要自动执行的指令清单；
[0017]所述任务执行单元通过通信单元与轮胎吊通信连接，所述轮胎吊根据指令清单执行调度操作；
[0018]所述通信单元的信号输入端与轮胎吊视觉保护模块的信号输出端连接，所述通信单元的信号输出端与轮胎吊的信号输入端连接，所述轮胎吊根据控制信号执行控制操作。
[0019]进一步，所述自动控制模块还包括目标检测单元以及自动保护单元；
[0020]所述目标检测单元，用于检测轮胎吊的动作姿态信息；
[0021]所述自动保护单元，用于根据轮胎吊的动作姿态信息生成自动保护信号，并通过通信单元向轮胎吊发送自动保护信号，轮胎吊根据自动保护信号执行自动保护操作。
[0022]进一步，所述轮胎吊根据控制信号执行控制操作，包括：大车纠偏控制以及集卡防吊起控制；
[0023]所述大车纠偏控制，具体包括:
[0024]轮胎吊视觉保护模块采集大车行走时的前后轮位置信息，并将前后轮位置信息与地面行走标识直线信息进行对比，预测大车行走趋势，轮胎吊视觉保护模块判断大车行走趋势是否出现走偏，若是，则轮胎吊视觉保护模块通过通信单元向轮胎吊发送控制信号，轮胎吊根据控制信号调整大车的行走线路使得大车行走在目标线路上；
[0025]所述集卡防吊起控制，具体包括：
[0026]轮胎吊视觉保护模块采集轮胎吊集卡侧信息，并根据轮胎吊集卡侧信息判断集装箱与集卡是否一起被吊起，若是，则轮胎吊视觉保护模块通过通信单元向轮胎吊发送控制信号，轮胎吊根据控制信号对集卡进行紧急停车。
[0027]进一步，所述轮胎吊视觉保护模块对运行状态信息进行分析，具体包括：
[0028]轮胎吊视觉保护模块识别大车行走方向上是否有障碍物，若是，则轮胎吊视觉保护模块在设置的安全距离内对大车进行制动；
[0029]轮胎吊视觉保护模块识别集卡前后距离与标准距离之间的差距以及集卡车身水平的偏离角度，若集卡为无人驾驶，则轮胎吊视觉保护模块向集卡后台发送调整指令，集卡后台根据调整指令调整集卡位置使得集卡处于安全区域；若集卡为有人驾驶，则轮胎吊视觉保护模块向显示器发送调整信息，驾驶人员通过查看调整信息调整集卡位置使得集卡处
于安全区域；
[0030]轮胎吊视觉保护模块识别集卡车牌号以及集装箱箱号，并对识别的集卡车牌号以及集装箱箱号进行核验，得到核验结果。
[0031]进一步，所述远程控制模块包括远程操作管理单元以及远程操作站；
[0032]所述远程操作管理单元，用于根据远程操作站的调度需求向自动控制模块发送任务指令；
[0033]所述远程操作站，用于根据调度任务生成调度需求。
[0034]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的一种基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，通过5G网络互联、自动控制以及远程控制，能够实时动态分配作业任务，使得轮胎吊驾驶员在远程控制室内的操作台上，通过简单的操作来完成远程集装箱堆场内轮胎吊对集卡的抓箱、放箱操作，堆场内集装箱的寻箱、抓箱及放箱均由轮胎吊自动完成，减少了上机操作人员数量，操作人员的工作条件更加舒适和人性化，减少了能源消耗。
附图说明
[0035]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0036]图1为本专利技术的5G双通路冗余通信网络系统结构图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，其特征在于：包括轮胎吊视觉保护模块、自动控制模块、远程控制模块以及5G通信模块；所述轮胎吊视觉保护模块，用于采集轮胎吊运行状态信息，对运行状态信息进行分析并生成控制信号；所述远程控制模块，用于接收并显示轮胎吊运行状态信息，对轮胎吊运行状态信息进行处理并生成任务指令；所述远程控制模块通过5G通信模块与轮胎吊视觉保护模块通信连接；所述自动控制模块，用于根据轮胎吊视觉保护模块发送的控制信号对轮胎吊进行控制，并根据远程控制模块发送的任务指令对轮胎吊进行调度。2.根据权利要求1所述的基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，其特征在于：所述轮胎吊视觉保护模块包括视频采集单元以及轮胎吊服务器；所述视频采集单元用于采集轮胎吊运行状态信息；所述轮胎吊服务器用于对运行状态信息进行分析并生成控制信号。3.根据权利要求2所述的基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，其特征在于：所述5G通信模块包括5G基站、本地网络转换单元以及远程网络转换单元；所述本地网络转换单元的输入端与视频采集单元的输出端连接，所述本地网络转换单元的输出端通过5G基站与远程网络转换单元的输入端通信连接，所述远程网络转换单元的输出端与远程控制模块的输入端连接。4.根据权利要求3所述的基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，其特征在于：所述本地网络转换单元包括本地管理交换机以及2组本地客户前置设备；所述本地管理交换机的输出端分别与2组本地客户前置设备通信连接；所述本地管理交换机的输入端与视频采集单元的输出端连接；所述远程网络转换单元包括远程管理交换机以及2组远程客户前置设备；所述远程管理交换机的输入端分别与2组远程客户前置设备通信连接；所述远程管理交换机的输出端与远程控制模块的输入端连接；所述2组本地客户前置设备中的一组与2组远程客户前置设备中的一组配对形成第一链路，所述2组本地客户前置设备中的另一组与2组远程客户前置设备中的另一组配对形成第二链路。5.根据权利要求1所述的基于5G网络的集装箱轮胎吊远程自动控制系统，其特征在于：所述自动控制模块包括任务解析单元、任务执行单元以及通信单元；所述任务解析单元，用于对远程控制模块发送的任务指令进行解析而生成目标信息；所述任务执行单元，用于根据目标信息生成需要自动执行的指令清单；所述任务执行单元通过通信单元与轮胎吊通信连接，所述轮胎吊根据指令清单执行调度操作；所述通信单元的信号输入端与轮胎吊视觉...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆中杰，宗尧，李兴，王守博，
申请(专利权)人：中远海运科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：