集装箱起重机➤洋山港自动化码头简单梳理

从今年7月份毕业到现在，我已经工作了快半年了。我目前在一家与AGV行业相关的机器人公司工作。在此之前，我一直在知乎潜水。看着大家分享的知识，我也萌生了写下自己的想法和经历的想法。一方面，我写出来分享给大家。我不仅可以进行输入，还可以输出一些东西。期待与您交流。另一方面，整理这些知识的过程其实也是一个自我提升、自我学习的过程。

起初，我第一次知道洋山港自动化码头是在央视纪录片《超级工程II中国港口》中。然后又在AGV这个行业，所以一直关注这件事情。近日，洋山港自动化码头四期工程试运营。于是就有了写这篇文章的想法。

首先简单介绍一下洋山港码头：

洋山深水港区位于杭州湾入海口外的浙江省嵊泗列岛。是中国最大的集装箱深水港。2014年12月23日，上海国际航运中心洋山深水港区四期工程正式开工建设。这是中国第一个全自动集装箱码头。项目总投资约139亿元。目前，首批已投产的10台桥式起重机、40台轨道吊和50辆自动导引运输车将在开港时投入试生产。按照规划，洋山港四期工程最终将配备桥式起重机26台、轨道吊120台、自动导引运输车130台。

大家可以通过两个视频初步了解这个自动化终端：

言归正传，从传统港口过渡到自动化码头，但其功能没有改变，仍然是集装箱的中转和暂存。在解读自动化终端之前，先科普一下：

集装箱最大的成功在于其产品的标准化以及由此建立的整个运输体系。不愧是几十吨载重的庞然大物的标准化，并以此为基础，逐步实现船舶、港口、航线、公路、中转站、桥梁、隧道、多式联运的全球物流体系. 被称为人类在历史上创造的伟大奇迹之一。

集装箱示意图-图片来自网络 轨道吊也可以是龙门吊。是港口重要的起重设备，可实现集装箱从装卸车到集装箱堆场的起重堆垛运输。在洋山港自动化码头，它是一台双面履带起重机。什么是双面履带起重机？主要分为海上轨道起重机和陆上轨道起重机。洋山港四期工程中集装箱起重机，海滨轨道吊已实现自动化作业。

轨道起重机-图片来自网络 码头起重机全称Quayside Container Crane（简称Square Crane），又称集装箱码头起重机、桥式起重机，主要用于实现集装箱码头装卸集装箱船舶的专业设备。

岸桥-图片来自网络

简单了解了这些大家伙和重口味的设备后，大家就可以试着梳理一下这台自动华坞的操作流程了。主要操作流程可分为以下几种：

进口箱操作流程：与出口箱操作流程相反 中转箱操作流程：与进出口箱操作流程类似，不再重复 特箱操作流程：考虑其特殊性和完整性，完全由人工操作

操作流程示意图

通过以上的梳理，流程自动化的全过程主要集中在堆场内的集装箱吊装转运过程和岸桥与堆场之间的集装箱转运过程。

通过轨道吊实现集装箱的自动化作业不是很难，但我不是很了解。为什么工程设计人员不需要在卡车和堆场之间引入人工操作流程？这个不是很清楚。，增加了远程操作，与原来的轨道起重机相比，实现了控制本体和控制信号的分离过程集装箱起重机，为工程操作人员提供了更好的工作环境，实现了从“蓝领”到“白领”的转变。下面主要介绍一下“快递小哥”。

AGV整齐地停在港口-那种工业美-图片来自网络

快递小哥的专业名称叫自动导引车（Automated Guided Vehicle），简称AGV，意思是它具有电磁或光学等自动导引换位，可以沿着规定的导引路径行驶，具有安全保护和各种移栽功能运输车。AGV动力一般由电池供电，是一种装有非接触式导引装置的无人驾驶自动化车辆。主要功能是在电脑的监控下，根据路径规划和作业要求，小车可以更准确的行驶，停靠在指定地点，完成作业任务。

通俗地说，就是一种机器人，可以依靠外部传感器实现机器人本体的导航定位功能，实现“我在哪里”，更既定的调度任务，实现“我怎么走？”的安全目标。 “ 完成一些指定的任务。

青岛港自动化码头AGV小车-图片来源网络

工作中的AGV-图片来自网络

上面介绍了AGV的基本概念。下面我们就来看看洋山港自动化码头的AGV。

我们来看看振华自己是怎么介绍这个东西的；

AGV是自动化码头的“搬运工”，需要将集装箱从岸桥转移到堆场轨道吊下面，或者从堆场转移到岸桥。振华重工为洋山四期工程提供的锂电池驱动AGV小车采用了当今最前沿的技术。除了无人驾驶、自动导航、路径优化、主动避障外，还支持故障自诊断和电量自监测。. 在无线通讯设备、自动调度系统和地面铺设的60000多根磁钉的引导下，AGV可以在繁忙的码头现场平稳、安全、自如地穿梭，并通过精确定位准确到达指定停放位置。独特的液压顶升机构，让AGV与轨道吊不再被动等待，解决水平运输与堆场作业“脱钩”问题，有效提高设备利用率。采用大容量锂电池，充满电后AGV可连续运行12小时。这么长的运输时间是基于大容量电池，电池的起始重量在6吨左右；振华重工在国内首创自动换电站技术，使得AGV更换电池仅需6分钟集装箱起重机➤洋山港自动化码头简单梳理，充满电仅需2小时。水平运输与堆场作业之间，有效提高设备利用率。采用大容量锂电池，充满电后AGV可连续运行12小时。这么长的运输时间是基于大容量电池，电池的起始重量在6吨左右；振华重工在国内首创自动换电站技术，使得AGV更换电池仅需6分钟，充满电仅需2小时。水平运输与堆场作业之间，有效提高设备利用率。采用大容量锂电池，充满电后AGV可连续运行12小时。这么长的运输时间是基于大容量电池，电池的起始重量在6吨左右；振华重工在国内首创自动换电站技术，使得AGV更换电池仅需6分钟，充满电仅需2小时。这么长的运输时间是基于大容量电池，电池的起始重量在6吨左右；振华重工在国内首创自动换电站技术，使得AGV更换电池仅需6分钟，充满电仅需2小时。这么长的运输时间是基于大容量电池，电池的起始重量在6吨左右；振华重工在国内首创自动换电站技术，使得AGV更换电池仅需6分钟，充满电仅需2小时。

AGV正在工作——图片来自网络

这个“快递小哥”可以运输约61吨的集装箱（详见招标文件），所以这是一款大吨位、大载重的重型AGV。结合下面的示意图，可以知道它采用的是四轮转向。与市面上大部分两轮转弯方式相比，在行驶速度小于40km/h的前提下，操控性更好，转弯半径更小，行驶车道可以更小，可以有更多空间用于堆放容器；与许多使用转向轮或差动轮的AGV相比，四轮驱动运动模型更复杂，控制系统也更复杂。

截图来自纪录片超级工程-纪录片AGV在中国香港的底部

纪录片《超级工程-中国香港》截图

在导航定位方面，洋山港码头的AGV采用了AGV行业已经广泛应用的磁钉定位导航。洋山港四期工程共埋地螺丝61483颗。这是一个非常大的工作量。下面简单介绍一下磁钉导航的工作原理和性能特点：

工作原理：磁钉导航方式是利用磁钉的磁信号检测磁导航传感器的磁信号，实现AGV的定位。与原来的磁条导航方式相比，磁钉导航改变了连续感应为间歇感应。钉子与磁钉之间的位置处于精确定位状态。此时可以依靠编码器号等里程传感器计算位置，依靠陀螺仪等角度传感器确定方向角，最终得到AGV的位置和方向信息。得到。性能特点：与其他定位方式相比，成本低，技术方案成熟；其抗干扰、抗磨损能力强，对室外雨淋、外界环境变化大、复杂多样等具有较强的稳定性，而且由于埋在地下，比较美观；当然，磁钉也有一些缺点，因为磁信号的稳定性对于定位的实现至关重要，所以不能在这样的地方进行磁场干扰。路径上不允许消磁等影响磁钉磁性的装置。同时，由于埋在地下，不易更换，无法快速部署。即一次性铺设，如果后续改动需要二次操作。根据港口特点，由于泊位固定，

洋山港整个试运行系统共包括130台AGV。如何让这130台AGV协同工作，达到最佳效率，是整个系统的大脑，AGV调度系统。接下来简单介绍一下调​​度系统。洋山港码头控制系统主要包括自动化码头智能生产管理控制系统（TOS）和设备管理系统（ECS），堪称洋山港的“大脑”和“神经”。如何理解这两个系统，洋山港自动化码头的核心任务就是实现上面提到的一些任务，那么如何完成上面的任务就需要一个大脑来控制所有的设备。要控制这些设备，就需要了解当前这些设备是什么状态，也就是大脑和神经的关系，那么具体涉及到的任务是：生产任务计划控制、设备远程控制、设备监控。对于码头的操作任务，可以假设前面提到的一些生产任务，出口箱操作，进口箱操作，中转箱操作，我们可以通过一个箱子的流程来回顾整个系统是如何操作的. TOS根据箱子的最终目的地，通过ECS感知当前箱子的当前状态。位置和状态及其目标位置和状态，然后通过TOS向设备端发送任务控制，设备端作为执行端，实现目标位置的变换和改变。

当AGV调度子系统接到TOS的运输任务后，调度系统根据AGV的位置信息，根据一些算法计算出最优的AGV。AGV收到控制系统的任务后，调度系统会规划出A系统优化路径，AGV收到运动信息后，使AGV到达目的地点，完成相应的生产任务。可知单机不具备自然导航和自主导航功能。其运动路径不由单机规划，而是由调度系统完成任务调度和路径规划。单机只作为执行器使用，所以单机的路径可能不是最优的。反而，

好吧，我可能终于写完了，我已经写了好几天了。很多东西没有深入介绍，后面会介绍一些具体的技术，比如AGV的系统结构、导航定位系统、调度系统等。

作为一个行业新手，希望在微博上尽自己的一份力，让大家更了解这个世界。