高學柳 青島港集團安全技術(shù)部
目前集裝箱碼頭發(fā)展迅速,自動化集裝箱碼頭因具有安全、可靠、高效等特點,成為當今集裝箱碼頭發(fā)展的趨勢?,F(xiàn)在我國自動化集裝箱碼頭還處于起步探索階段,山東港口青島港在國內(nèi)率先建設(shè)全自動化集裝箱碼頭,對于自動化集裝箱碼頭的建設(shè)進行了有益探索,下面結(jié)合青島港全自動化集裝箱碼頭的特點,對碼頭冷藏箱區(qū)的布局設(shè)計等進行研究,選擇一種符合青島港全自動化碼頭的冷藏箱作業(yè)安全策略。
圖1 冷藏箱區(qū)布局形式
對比全球各自動化集裝箱碼頭的冷藏箱區(qū)布局形式,主要分以下三種:
2.1.1 在自動化堆場外布置冷藏箱區(qū)
此種布局形式的優(yōu)點是實現(xiàn)了冷藏箱與自動化集裝箱區(qū)分離,既便于對冷藏箱的特殊作業(yè),又實現(xiàn)了自動化箱區(qū)的封閉操作。但是冷藏箱區(qū)布置于自動化箱區(qū)外,使冷藏箱無法實現(xiàn)自動化作業(yè),需要專門配置集卡拖車或者人工跨運車等水平運輸設(shè)備進行裝卸,且冷藏箱區(qū)布置一般距離岸邊船舶較遠,水平運輸需要更遠距離,因此這種布置方式造成設(shè)備能耗更高,作業(yè)效率極低。一些半自動化碼頭多采用此種布局方式。
2.1.2.在自動化堆場陸側(cè)端部布置冷藏箱區(qū)
此布局形式可以充分利用自動化水平運輸設(shè)備及自動化堆場設(shè)備,實現(xiàn)了冷箱自動化裝卸作業(yè),而且由于冷藏箱區(qū)布置在堆場陸側(cè)端部,可以方便冷藏箱操作人員進出冷藏箱區(qū),人員進出箱區(qū)時不需跨越軌道,不受自動化軌道吊(以下簡稱ASC)作業(yè)限制。但是由于冷藏箱區(qū)位于自動化堆場陸側(cè)端部,ASC需長距離運輸冷藏箱,導致冷藏箱作業(yè)效率相對較低。
2.1.3 在自動化堆場中間布置冷藏箱區(qū)
此種布局形式兼顧了冷藏箱在自動化堆場海/陸側(cè)的作業(yè)效率,對比冷藏箱區(qū)在陸側(cè)端部布局,冷藏箱操作人員進出冷藏箱區(qū)需跨越ASC大車軌道,為保證人員安全需要制定專門的安全策略。如APMT及RWG碼頭均將冷藏箱區(qū)布置于自動化堆場中間。但APMT碼頭冷藏箱區(qū)布局采用在堆場中間集中排布的方式,RWG碼頭的冷藏箱區(qū)采用在堆場中間分開布置。
2.2.1 研究青島港的實際生產(chǎn)情況
分析冷藏箱箱量較大且出口比例高的特點,為了確保裝卸船作業(yè)效率,青島港全自動化碼頭冷藏箱區(qū)布局設(shè)計采用堆場中間布局形式。冷藏箱區(qū)分散在自動化堆場的6個作業(yè)箱區(qū),布置在3塊集中區(qū)域,如圖1所示。冷藏箱操作人員可以從堆場內(nèi)的寬通道進出,進行相鄰兩個箱區(qū)的冷藏箱插拔電操作和監(jiān)控管理。
2.2.2 冷藏箱區(qū)具體布置
結(jié)合青島港全自動化碼頭堆場布局及生產(chǎn)作業(yè)流程設(shè)計,冷藏箱區(qū)內(nèi)設(shè)計5排冷藏箱支架,每排9匹箱位,高度可堆碼5層箱。在每排冷藏箱支架靠近寬通道側(cè)的一層,留出1匹經(jīng)過特殊加固的集裝箱作為操作人員安全通道。為增加冷藏箱區(qū)堆碼容量,安全通道上方可以繼續(xù)堆碼冷藏箱。
為保障自動化冷藏箱區(qū)操作人員與設(shè)備作業(yè)安全,提升冷藏箱作業(yè)效率,需要研究制定專門的自動化冷藏箱區(qū)作業(yè)安全策略。應主要包括進出冷藏箱區(qū)安全策略及進出冷藏箱架安全策略。
進/出冷藏箱區(qū)安全裝置包括門禁系統(tǒng)(軌道外側(cè)門禁及軌道內(nèi)側(cè)門禁),ASC控制系統(tǒng),申請狀態(tài)指示燈。
圖2 冷藏箱區(qū)布置
冷藏箱區(qū)內(nèi)/外側(cè)門禁電磁鎖都處于關(guān)鎖狀態(tài),外側(cè)和內(nèi)側(cè)狀態(tài)指示燈的紅燈常亮,這種情況下ASC可正常通過冷藏箱區(qū)。
操作人員需要進入冷藏箱區(qū)時,操作人員手持ID卡在門禁讀卡器上刷卡申請進入后,此時狀態(tài)指示燈的紅燈會閃爍,請求進入申請發(fā)送至ASC控制系統(tǒng),如果此冷藏箱區(qū)堆場的ASC沒有冷藏箱作業(yè)任務,這時ASC控制系統(tǒng)將判斷可以進入。
ASC控制系統(tǒng)確認可以進入信息后,狀態(tài)指示燈由紅燈閃爍變?yōu)榫G燈常亮,這時冷藏箱區(qū)軌道兩側(cè)的兩個門禁電磁鎖將開鎖,操作人員可以進入冷藏箱區(qū),人員進入冷藏箱區(qū)后,須確認兩道門禁大門關(guān)閉,并按下操作盒上的人員進入確認按鈕,這時兩個門禁電磁鎖將關(guān)鎖,狀態(tài)指示燈將由綠色常亮變?yōu)榧t色常亮。
如果冷藏箱堆場的ASC有冷藏箱作業(yè)任務或正在冷藏箱區(qū)內(nèi)作業(yè),ASC控制系統(tǒng)將不允許人員進入,系統(tǒng)會自動拒絕申請進入,狀態(tài)指示燈由紅燈閃爍變?yōu)榧t燈常亮,表示不允許進入。操作人員如需進入,需等待ASC作業(yè)完成后再重新刷卡申請。
操作人員進入冷藏箱區(qū)后,外側(cè)和內(nèi)側(cè)的門禁電磁鎖都處于關(guān)鎖狀態(tài),狀態(tài)指示燈紅燈常亮,這種情況ASC可正常通過冷藏箱區(qū)。
如果操作人員申請退出冷藏箱區(qū),操作人員按操作盒上的申請退出按鈕,這時狀態(tài)指示燈紅燈閃爍,請求退出申請發(fā)送至ASC控制系統(tǒng),如果此冷藏箱區(qū)堆場的ASC沒有冷藏箱作業(yè)任務,這時ASC控制系統(tǒng)會判斷可以退出。
ASC控制系統(tǒng)確認可以退出信息后,狀態(tài)燈由紅燈閃爍變?yōu)榫G燈常亮,同時冷藏箱區(qū)門禁電磁鎖開鎖,這時操作人員可退出冷藏箱區(qū);操作人員開門退出冷藏箱區(qū)后,須確認兩道門禁大門關(guān)閉,并按下操作盒上的人員安全退出確認按鈕,這時電磁鎖關(guān)閉,狀態(tài)指示燈由綠色常亮變?yōu)榧t色常亮。
如果冷藏箱區(qū)堆場的ASC有冷藏箱作業(yè)任務或正在冷藏箱區(qū)內(nèi)作業(yè),ASC控制系統(tǒng)將不允許人員退出,系統(tǒng)自動拒絕申請退出,狀態(tài)指示燈由紅燈閃爍變?yōu)榧t燈常亮;操作員如需退出,需在ASC完成作業(yè)后再重新刷卡申請。
青島港全自動化碼頭每個冷藏箱區(qū)分別設(shè)5排冷藏箱支架,為保障人員作業(yè)安全,每排冷藏箱支架都設(shè)置一套單獨的門禁系統(tǒng),在支架門內(nèi)/外兩側(cè)分別安裝進入、退出申請控制箱。
如果操作人員申請進入某個冷藏箱支架,操作人員按申請進入按鈕,申請占用該冷藏箱架進行作業(yè),這時狀態(tài)燈將紅燈閃爍,請求占用冷藏箱架申請發(fā)送至ASC控制系統(tǒng),如果此冷藏箱區(qū)堆場的ASC沒有在這個冷藏箱支架進行作業(yè),這時ASC控制系統(tǒng)會判斷可以進入。
ASC控制系統(tǒng)確認可以進入信息后,冷藏箱架狀態(tài)燈由紅燈閃爍變?yōu)榫G燈常亮,同時冷藏箱架的門禁電磁鎖將開鎖,這時操作人員可進入冷藏箱支架,人員開門進入支架后,須確認門禁大門關(guān)閉,狀態(tài)指示燈由綠色常亮變?yōu)榧t色常亮,人員可在此支架內(nèi)進行作業(yè),此冷藏箱支架對ASC封閉,即ASC均禁止在該支架內(nèi)作業(yè)。
如果操作人員申請退出某個冷藏箱支架,操作人員按申請退出按鈕后,門禁電磁鎖將開鎖,狀態(tài)燈由紅燈閃爍變?yōu)榫G燈常亮,操作人員可以退出。
圖3
圖4
操作人員退出后,須確認門禁大門關(guān)閉,電磁鎖已關(guān)鎖,狀態(tài)指示燈由綠燈常亮變?yōu)榧t燈常亮,操作員確認所有人員退出后,需按解除占用按鈕,解除此支架的封閉后,ASC可恢復在該支架作業(yè)。
設(shè)計的流程圖如圖3、圖4。
本文根據(jù)青島港全自動化集裝箱碼頭的實際情況,結(jié)合青島港冷藏箱作業(yè)量大,出口比例高的特點進行冷藏箱區(qū)研究設(shè)計,按照確保安全效率優(yōu)先的原則,設(shè)計冷藏箱區(qū)在自動化堆場中間分開布置,并根據(jù)作業(yè)流程情況制定冷藏箱作業(yè)安全策略,既保證冷藏箱操作人員安全生產(chǎn)及設(shè)備運行安全,又有利于提升冷藏箱裝卸作業(yè)效率。