论文基于激光集装箱防撞系统是大学硕士与本科集装箱毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写旧 集装箱 出售 2000方面论文范文。
轮胎式集装箱龙门起重机（Rubber-Tyred Container Gantry Crane,RTG）作为集装箱码头的重要作业设备,其效率直接影响码头作业效率及成本,因此,如何提高RTG的工作效率成为码头管理人员高度关注的问题.RTG体积庞大且驾驶室离地面较高,导致司机视线不佳；作业时,RTG和堆场箱位距离较近且集装箱摆放较为紧凑,故对司机操作要求较高.当作业高峰时,司机长时间疲劳工作,易引发撞箱事故,因此,码头采取多种方式来保障RTG安全作业,如制定严格的操作规程等.
为满足现代化生产需求和加强安全管理,集装箱防撞系统日益受到重视.基于激光的集装箱防撞系统利用高精度激光测距,准确获取当前小车、吊具、堆场箱区信息,通过可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）编程控制RTG动作,有效降低因司机误操作而造成的撞箱事故概率,而且其对司机的正常操作影响较小,可实现效率和安全有效结合.
1 系统功能
集装箱在RTG吊具闭锁后,立即上升至起升的上停止位,司机面对吊起的集装箱前往目标箱区,这时司机视线被吊起的集装箱遮住而无法看到前方堆场的集装箱堆放情况,其往往根据码头操作系统中的箱位分布图来进行着箱操作.若箱区实际分布和后台提供的堆场数据一致,则本次作业顺利进行；若箱区实际分布和后台的堆场分布图不一致,则本次作业存在安全隐患.
上海海勃物流软件有限公司研发的基于激光的集装箱防撞系统通过安装在吊具前后两侧的激光扫描仪同时扫描,实现RTG作业过程监控无死角,确保吊箱作业的安全可靠.该系统根据双激光扫描仪的数据自动分析堆场集装箱分布、吊具高度和小车位置等；当遇到障碍物时,系统通过PLC自动进行小车的分级速度控制；当一侧激光扫描仪发生故障或被遮挡时,系统通过语音提醒司机检修,同时系统自动切换到单激光防撞控制模式,从而实现安全控制双冗余.
2 系统组成
2.1 堆场集装箱轮廓分布获取模块
基于激光的集装箱防撞系统采用日本北洋UXM-30LX激光扫描仪来实时采集箱区集装箱分布数据,采集到的数据为16进制,须通过算法转换为堆场轮廓图.激光扫描仪输出示例如图1所示.
在实际操作时,须通过算法选择一些特征点来区分扫描的物体,因此,如何设计出稳定、高效的算法来得到特征点和特征值非常关键.此外,不作业时和作业时扫描到的图像受震动影响会有较大区别,因此,须通过算法来适应不同工况.
2.2 PLC电控系统
基于激光的集装箱防撞系统主要选用富士和安川的PLC电控系统.富士PLC F70S修改示意如图2所示.
2.3 防撞控制核心模块
防撞控制核心模块的主要依据是堆场集装箱轮廓分布获取模块得到的轮廓相对坐标（x,y）,其中：x为水平方向相对位置；y为垂直方向相对高度.设RTG小车相对于原点的位置为xlaser,则轮廓相对坐标可转换为极坐标（xlaser+x,y）.在双激光作业模式下,使用相对坐标来进行防撞控制；在单激光作业模式下,须将相对坐标转换为极坐标来进行防撞控制.防撞控制流程如图3所示.
3 系统架构
激光扫描仪可通过以太网和串口进行数据交换,以太网模式数据传输速度快且连接稳定可靠,故采用以太网通信模式.RTG的PLC控制系统支持双工模式的串口交换和单工模式的10BASE以太网交换,根据现场测试的速率选择串口数据交换模式.基于激光的集装箱防撞系统架构如图4所示.
4 系统特点
（1）无须安装反射板等辅助定位设施,安装方便,安全性高；
（2）精度高,防撞箱距离可控制在以内；
（3）引入双激光作业模式,扫描无死角,可靠性更高；
（4）可和场桥远程操控无缝融合,实现吊箱的自动控制；
（5）多级限速,根据吊具和行进路线上障碍物的距离实现多级平滑限速,在确保安全的前提下,方便司机操作.
5 系统应用效果
对于传统的“大门字”作业,RTG行驶的是固定路线,每次作业移动距离可自动计算出来.如某次翻箱作业,RTG吊具须从箱区第一排第三层移动到第五排第三层（见图5）,由激光扫描到的第一排高度和中心位置为（H1,C1）,第五排高度和中心位置为（H5,C5）,则RTG吊具移动标准距离为
作业时间是根据实际作业过程中开闭锁动作产生的时刻统计出来的,根据实际运行距离可计算出作业速率.假设使用基于激光的集装箱防撞系统前的标准作业速率和此相同,则可计算出标准作业耗时,以便比较（见图7）.
6 结束语
基于激光的集装箱防撞系统已在上港集团振东集装箱码头分公司进行一系列测试,结果表明该系统达到预期目标,论证了激光防撞的可行性和安全性.
（编辑：谢尘 收稿日期：2015-05-10）
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参考文献：
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