技术领域
[0001] 本实用新型涉及自动化集装箱码头技术领域，尤其涉及一种引入了无人驾驶集卡且适用于非直线型岸线布置的江海联运自动化集装箱码头的装卸系统及码头结构。
背景技术
[0002] 目前国内已投入运营的自动化集装箱码头工程泊位岸线均呈“连续直线型”形态，集装箱堆场垂直于码头岸线布置，且采用的均是“双小车岸边集装箱装卸桥+AGV+自动化轨道龙
门吊”的自动化装卸系统。该装卸系统对应的码头结构和装卸方案具有以下特点：1、集装箱
水路集疏运水平运输作业采用AGV, 作业范围封闭且固定，一般发生在堆场海侧交互区、码头泊位前沿之间；陆路集疏运水平运输作业采用港外普通集卡，作业范围在封闭自动化区域之外，一般发生堆场陆侧交互区、港区闸口之间；集装箱在港区内转运流向相对单一； 2、适用于水路集疏运集装箱量占码头集装箱总年吞吐量的比例低的工程；3、 AGV作业范围一般限定在码头前沿作业地带，集装箱在堆场内的水平运输采用自动化轨道龙门吊，能耗较大；4、AGV使用磁钉导航，附属土建设施投资陈本高；5、AGV设备单价较高。针对码头岸线呈“非直线型”布置的“江海联运”集装箱码头工程，其水路集疏运箱量占码头总吞吐量比例一般较大，若仍采用上述装卸系统和布置方案，港区内用于水路集疏运作业的水平运输作业将出现以下弊端：第一，水路集疏运集装箱的平均水平运距增大，能耗大；第二，集装箱水平转运系统的车流周转效率低。
[0003] 另一方面，随着无人驾驶技术在国内的飞速发展，无人驾驶集卡已逐步进入大型专业化集装箱港区试运行，但目前并未出现一套成熟的装卸系统和码头结构方案将该技术完全融入整个集装箱港区装卸作业中，且面对无人驾驶集卡与有人驾驶车辆交叉作业可能存在的一些安全和法律问题，也尚未出现行之有效的对策和妥善解决的方案。实用新型内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是针对
现有技术的
缺陷，提供一种引入了无人驾驶集卡且适用于非直线型岸线布置的江海联运自动化集装箱码头的完整装卸系统及码头结构方案，可在该类型集装箱码头中实现港区内所有装卸环节全自动化作业的
基础上，降低水平运输作业的设备成本和配套土建成本，有效提高港区内车流周转效率，降低设备能耗。同时，本实用新型也适用于传统集装箱码头的自动化升级改造。
[0005] 该江海联运集装箱码头主要用于海轮与内河驳船集装箱水路中转集疏运，水路中转集装箱量占码头集装箱总年吞吐量的比例在50％以上，陆路集疏运集装箱量占码头集装箱总年吞吐量的比例在50％以下。内河驳船码头岸线位于海轮码头岸线的一侧，两岸线构成一夹
角。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种新型江海联运自动化集装箱码头结构，其特征在于：包括自动化岸桥、单悬臂ARMG、无人驾驶集卡和港内外集卡交互系统，自动化岸桥包括用于海轮码头岸线集装箱装卸船作业的海轮泊位自动化岸桥和用于内河驳船码头岸线集装箱装卸船作业的驳船泊位自动化岸桥；单悬臂ARMG用于集装箱堆场装卸、堆垛作业；无人驾驶集卡用于港内集装箱水平转运作业；港内外集卡交互系统用于陆路集疏运集装箱港内外集卡交换作业，该港内外集卡交互系统包括交互箱临时堆存作业区和交互箱直装直卸作业区，交互箱临时堆存作业区采用双悬臂ARMG作业，交互箱直装直卸作业区采用固定式龙门吊作业；
[0007] 内河驳船码头岸线位于海轮码头岸线的一侧，两岸线呈一夹角，海轮泊位自动化岸桥轨道沿海轮码头岸线顺岸布置，驳船泊位自动化岸桥轨道沿驳船码头岸线顺岸布置；
[0008] 集装箱堆场采取分区布置型式，每个箱区的外围由集装箱箱堆
围网围起，集装箱箱堆和ARMG轨道均平行于海轮码头岸线，以缩短水路中转集装箱的水平运输距离；
[0009] 港内外集卡交互系统布置在集装箱堆场后方，且平行于海轮码头岸线布置，港内外集卡交互系统内的交互箱临时堆存作业区和交互箱直装直卸作业区相邻；
[0010] 交互箱临时堆存作业区布置2条ARMG轨道，配置若干条双悬臂ARMG作业线，ARMG轨道间布置集装箱临时堆场；双悬臂ARMG两侧悬臂分别面向港内和港外，港内侧悬臂下车道为港内无人驾驶集
卡车道，港外侧悬臂下车道为港外普通集卡车道；两侧悬臂下车道与双悬臂ARMG运行轨道之间设置隔离围网；
[0011] 交互箱直装直卸作业区布置至少一台固定式龙门吊，港内无人驾驶集卡与港外普通集卡在固定式龙门吊门架内实施点对点装卸交互作业，集装箱不落地；龙门吊门架内布置有港内无人驾驶集卡车道和港外普通集卡车道，无人驾驶集卡车道面向港内，普通集卡车道面向港外；无人驾驶集卡车道与港外普通集卡车道间设港内外分界隔离围网。
[0012] 将应用了无人驾驶技术的集卡投入到集装箱港区内集装箱水平运输生产中，仅需在港区内设置必要的集卡通讯导航基站、充电系统及相关的道路标线、标识牌等设施，配合港区TOS系统及ECS系统使用，即可实现港区内水平运输作业的全自动化。
[0013] 无人驾驶集卡融合了车辆
定位、环境
感知、决策规划、运动控制等技术，按港区TOS系统的指令和预设的港区高
精度电子地图，通过车辆管理系统及自动
导航系统实现车辆的行驶、等待、与各作业区港机设备交互作业，作业范围可以是港区内所有行车道，无限制。
[0014] 进一步地，港内的集装箱堆场布置2～3倍于海轮泊位自动化岸桥的单悬臂 ARMG作业线，轨道运行；单悬臂ARMG的悬臂有效外伸距4～4.5m，悬臂最外侧与ARMG轨道中心线间距最大不超过10m，ARMG轨道内侧布置10～12排箱，ARMG轨道外悬臂侧布置1条集装箱装卸车道和1条
超车道；悬臂下车道与 ARMG轨道之间采用围网隔离，围网距ARMG轨道中心线间距为1.5m～2m。
[0015] 进一步地，交互箱临时堆存作业区布置2条ARMG轨道，配置若干条双悬臂ARMG作业线；双悬臂ARMG两侧悬臂有效外伸距均为4m～4.5m，悬臂最外侧与轨道中心线间距最大不超过10m；两侧悬臂下分别布置1条集装箱装卸车道和1条超车道，双悬臂ARMG两侧悬臂分别面向港内和港外；两侧悬臂下车道与双悬臂ARMG轨道之间采用围网隔离，围网距双悬臂轨道中心线间距为 1.5m～2m；ARMG轨道间布置1条包含10～12排箱位的集装箱临时堆场，集装箱堆高层数为2～3层，堆存区容量满足陆路集疏运集装箱总量在场平均堆存时间不小于12个小时。
[0016] 进一步地，交互箱直装直卸作业区布置若干台固定式龙门吊，相邻固定式龙门吊中心线间距不小于36m；龙门吊门架内至少布置2条港内无人驾驶集卡车道和2条港外普通集卡车道，无人驾驶集卡车道面向港内，普通集卡车道面向港外；无人驾驶集卡车道与港外普通集卡车道间设隔离围网，围网高 1.5m～2m，隔离围网区宽度不小于1m。
[0017] 前述新型江海联运自动化集装箱码头装卸系统的装卸流程，按以下步骤进行，[0018] 一、集装箱水路集疏运
[0019] a)集运
[0020] 集装箱卸船作业通过自动化岸桥从海轮或驳船上将集装箱卸至码头上等待装载的无人驾驶集卡上，无人驾驶集卡载箱后根据后台指令将集装箱转运至堆场区的
指定位置；堆场的单悬臂ARMG通过吊具将集装箱从悬臂下等待卸载的无人驾驶集卡上吊至ARMG轨道内堆场中的指定箱位上；
[0021] b)疏运
[0022] 集装箱水路疏运流程与水路集运流程相反；
[0023] 二、集装箱陆路集疏运
[0024] a)疏运
[0025] 堆场的单悬臂ARMG通过吊具将集装箱从箱堆中吊至悬臂下等待装载的无人驾驶集卡上，无人驾驶集卡根据后台指令将集装箱转运至港内外集卡交互系统作业区；在交互箱临时堆存作业区，双悬臂ARMG通过吊具将港内侧悬臂下载箱的无人驾驶集卡上的集装箱吊至ARMG两轨内的临时堆场，堆存一定时间后，双悬臂ARMG通过吊具将临时堆场中的集装箱吊至港外侧悬臂下待装载的港外普通待载集卡上，港外普通集卡载箱后通过港区闸口离开港区；在交互箱直装直卸作业区，固定式龙门吊通过吊具将港内载箱的无人驾驶集卡上的集装箱直接吊至港外普通待载集卡上，港外普通集卡载箱后通过港区闸口离开港区；
[0026] b)集运
[0027] 集装箱陆路集运流程与陆路疏运流程相反；
[0028] 三、海轮码头与驳船码头集装箱中转装卸船作业
[0029] 集装箱从海轮到驳船的转运：集装箱通过海轮泊位自动化岸桥从海轮上卸至码头上等待装载的无人驾驶集卡上，无人驾驶集卡载箱后根据后台指令转运至指定的驳船泊位，驳船泊位自动化岸桥根据指令从待卸载的无人驾驶集卡上将集装箱直接吊至待接箱的驳船上；
[0030] 集装箱从驳船到海轮的转运过程与集装箱从海轮到驳船的转运作业流程相反。
[0031] 本实用新型通过引入无人驾驶集卡，提出了一种完整的并适用于非直线型岸线布置的江海联运集装箱码头的全自动化集装箱装卸系统及码头结构方案，在实现港区内装卸系统全自动化运行的基础上，大幅降低自动化水平运输作业的设备成本和配套土建设施成本，有效解决常规自动化集装箱装卸系统水平运输作业能耗高、设备成本高、车流周转效率低的问题；同时，港内外集卡交互区系统的设置有效地规避了港内无人驾驶集卡与普通集卡交叉作业存在的安全、法律问题。另外，该可以对传统集装箱码头自动化升级改造提供关键技术指导，是对港区自动化水平运输工艺革命性改进。因此，具有巨大的经济效益和社会效益，不仅适用于新建港口，也适用于传统集装箱码头的升级改造。
附图说明
[0032] 图1为本实用新型自动化集装箱码头结构示意图；
[0033] 图2为本实用新型自动化集装箱装卸系统运行过程中水平运输设备交通流向示意图；
[0034] 图3为本实用新型自动化集装箱装卸系统断面示意图。
[0035] 图中，1为海轮码头岸线，2为海轮泊位自动化岸桥，3为海轮泊位自动化岸桥轨道，4为驳船码头岸线，5为驳船泊位自动化岸桥，6为驳船泊位自动化岸桥轨道，7为集装箱堆场，8为集装箱箱堆围网，9为单悬臂ARMG，10为 ARMG轨道，11为ARMG悬臂下装卸车道和行车道，12为海轮码头岸线与驳船码头岸线交界处，13为港内外集卡交互系统，14为港内外分界围网，15为交互箱临时堆存作业区，16为交互箱直装直卸作业区，17为双悬臂ARMG，18为固定式龙门吊，19为港区闸口，20为辅助建筑区，21为无人驾驶集卡，22为港外普通集卡，23为舱盖板区。
具体实施方式
[0036] 本
实施例中，参照图1-图3，所述新型江海联运自动化集装箱码头结构，包括自动化岸桥、单悬臂ARMG 9、无人驾驶集卡21和港内外集卡交互系统 13，自动化岸桥包括用于海轮码头岸线1进行集装箱装卸船作业的海轮泊位自动化岸桥2和用于内河驳船码头岸线4进行集装箱装卸船作业的驳船泊位自动化岸桥5，自动化岸桥后方具有舱盖板区23；单悬臂ARMG 9用于集装箱堆场装卸、堆垛作业，在集装箱堆场的两侧设置ARMG悬臂下装卸车道和行车道 11；无人驾驶集卡21用于港内集装箱水平转运作业；港内外集卡交互系统13 用于陆路集疏运集装箱港内外集卡交换，其包括交互箱临时堆存作业区15和交互箱直装直卸作业区16，交互箱临时堆存作业区15采用双悬臂ARMG 17作业，交互箱直装直卸作业区16采用固定式龙门吊18作业；
[0037] 内河驳船码头岸线4位于海轮码头岸线1的一侧，海轮码头岸线与驳船码头岸线交界处12构成一夹角(如垂直或120度)，海轮泊位自动化岸桥轨道3 沿海轮码头岸线1顺岸布置，驳船泊位自动化岸桥轨道6沿驳船码头岸线4顺岸布置；
[0038] 集装箱堆场7采取分区布置型式，每个箱区的外围由集装箱箱堆围网8围起；集装箱堆场7和ARMG轨道10均平行于海轮码头岸线，以缩短水路中转集装箱的水平运输距离；
[0039] 港内外集卡交互系统13布置在集装箱堆场7后方，其交互箱临时堆存作业区15和交互箱直装直卸作业区16相邻，并且港内外集卡交互系统13平行于海轮码头岸线1布置；
[0040] 交互箱临时堆存作业区15布置2条ARMG轨道10，配置若干条双悬臂 ARMG作业线，ARMG轨道10间布置有集装箱临时堆场；双悬臂ARMG 17的两侧悬臂分别面向港内和港外，港内侧悬臂下车道为港内无人驾驶集卡车道，港外侧悬臂下车道为港外普通集卡车道；两侧悬臂下车道与ARMG运行轨道之间采用港内外分界围网14隔离；交互箱直装直卸作业区16布置若干台固定式龙门吊18，龙门吊门架内布置有港内无人驾驶集卡车道和港外普通集卡车道，无人驾驶集卡车道面向港内，普通集卡车道面向港外；无人驾驶集卡车道与港外普通集卡车道间设隔离围网。港内无人驾驶集卡21与港外普通集卡22在固定式龙门吊18门架内实施点对点装卸交互作业，集装箱不落地。
[0041] 港内的集装箱堆场7布置2～3倍于海轮泊位自动化岸桥的单悬臂ARMG作业线，轨道运行；单悬臂ARMG 9悬臂有效外伸距4～4.5m，悬臂最外侧与ARMG 轨道10中心线间距最大不超过10m，ARMG轨道10内侧布置10～12排箱，ARMG 轨道10外悬臂侧布置1条集装箱装卸车道和1条超车道；悬臂下车道与ARMG 轨道10之间采用围网隔离，围网距ARMG轨道10中心线间距为1.5m～2m。
[0042] 交互箱临时堆存作业区15布置2条ARMG轨道10，配置若干条双悬臂 ARMG作业线；ARMG轨道10间布置1条包含10～12排箱位的集装箱堆场，集装箱堆高层数为2～3层，堆存区容量满足陆路集疏运集装箱总量在场平均堆存时间不小于12个小时；双悬臂ARMG 17两侧悬臂有效外伸距均为4m～4.5m，悬臂最外侧与轨道中心线间距最大不超过10m；两侧悬臂下分别布置1条集装箱装卸车道和1条超车道，双悬臂ARMG两侧悬臂分别面向港内和港外；两侧悬臂下车道与双悬臂ARMG轨道之间采用围网隔离，围网距双悬臂轨道中心线间距为1.5m～2m。
[0043] 交互箱直装直卸作业区16布置若干台固定式龙门吊18，相邻固定式龙门吊18中心线间距不小于36m；龙门吊门架内至少布置2条港内无人驾驶集卡车道和2条港外普通集卡车道，无人驾驶集卡车道面向港内，普通集卡车道面向港外；无人驾驶集卡车道与港外普通集卡车道间设隔离围网，围网高 1.5m～2m，隔离围网区宽度不小于1m。
[0044] 前述新型江海联运自动化集装箱码头装卸系统的装卸流程，按以下步骤进行：
[0045] 一、集装箱水路集疏运
[0046] a)集运
[0047] 集装箱卸船作业通过自动化岸桥从海轮或驳船上将集装箱卸至码头上等待装载的无人驾驶集卡21上，无人驾驶集卡21载箱后根据后台指令将集装箱转运至堆场区的指定位置；堆场的单悬臂ARMG 9通过吊具将集装箱从悬臂下等待卸载的无人驾驶集卡21上吊至ARMG轨道10内堆场中的指定箱位上；
[0048] b)疏运
[0049] 集装箱水路疏运流程与水路集运流程相反；
[0050] 二、集装箱陆路集疏运
[0051] a)疏运
[0052] 堆场的单悬臂ARMG 9通过吊具将集装箱从箱堆中吊至悬臂下等待装载的无人驾驶集卡21上，无人驾驶集卡21根据后台指令将集装箱转运至港内外集卡交互系统13作业区。在交互箱临时堆存作业区15，双悬臂ARMG 17通过吊具将港内侧悬臂下载箱的无人驾驶集卡21上的集装箱吊至ARMG两轨内的临时堆场，堆存一定时间后，双悬臂ARMG 17通过吊具将临时堆场中的集装箱吊至港外侧悬臂下待装载的港外普通待载集卡22上，港外普通集卡22载箱后通过港区闸口19离开港区；在交互箱直装直卸作业区16，固定式龙门吊18通过吊具将港内载箱的无人驾驶集卡21上的集装箱直接吊至港外普通待载集卡22 上，港外普通集卡22载箱后通过港区闸口19离开港区；
[0053] b)集运
[0054] 集装箱陆路集运流程与陆路疏运流程相反；
[0055] 三、海轮码头与驳船码头集装箱中转装卸船作业
[0056] 集装箱从海轮到驳船的转运：集装箱通过海轮泊位自动化岸桥2从海轮上卸至码头上等待装载的无人驾驶集卡21上，无人驾驶集卡21载箱后根据后台指令转运至指定的驳船泊位，驳船泊位自动化岸桥5根据指令从待卸载的无人驾驶集卡21上将集装箱直接吊至待接箱的驳船上；
[0057] 集装箱从驳船到海轮的转运过程与集装箱从海轮到驳船的转运作业流程相反。
[0058] 上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本
申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
