岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

1、 岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 邱謀杰 柳學(xué)杰 華南 徐磊 潘吉波 李澤華隨著集裝箱船舶持續(xù)向大型化發(fā)展，岸橋也呈現(xiàn)大型化發(fā)展趨勢，導(dǎo)致岸橋裝卸作業(yè)和維保檢查難度增大。當(dāng)前，航運(yùn)市場持續(xù)火爆，各主要港口處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，如何在兼顧效率的同時保障船舶裝卸作業(yè)和設(shè)備維保作業(yè)安全成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)。根據(jù)調(diào)研，碼頭岸橋現(xiàn)場作業(yè)主要風(fēng)險點(diǎn)如下：在船舶開關(guān)艙蓋作業(yè)過程中，艙蓋尺寸較大造成岸橋司機(jī)視線受阻;大件及超限貨物外形不規(guī)則，作業(yè)風(fēng)險較高;在吊具抓放箱過程中，鎖頭狀態(tài)異常，集裝箱不穩(wěn)，或周邊環(huán)境存在安全隱患;在岸橋維修和巡檢過程中，相關(guān)人員與岸橋司機(jī)間的信息溝通不暢。本文在總結(jié)岸橋作業(yè)安全管控現(xiàn)狀

2、的基礎(chǔ)上，分析岸橋裝卸及維保作業(yè)中的風(fēng)險，提出以自動化方式替代人工交流、指揮和警示，并以機(jī)防方式建立岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)，從而降低或消除岸橋作業(yè)風(fēng)險。該系統(tǒng)設(shè)計理念和控制邏輯不僅適用于岸橋，也可為軌道吊、門機(jī)、吊車等其他起重設(shè)備作業(yè)安全防護(hù)提供借鑒。1 岸橋作業(yè)安全管控現(xiàn)狀1.1 設(shè)備自帶安全保護(hù)功能岸橋一般針對負(fù)荷、速度、位置、行程等設(shè)置相關(guān)保護(hù)功能，如過載保護(hù)、起升和小車超限保護(hù)、大車終點(diǎn)和防撞保護(hù)、俯仰水平及鉤區(qū)防夾保護(hù)、鞍梁防撞保護(hù)等。這些保護(hù)功能旨在防止設(shè)備發(fā)生過載及碰撞，但未根據(jù)裝卸作業(yè)類型來設(shè)置，作業(yè)安全仍然需要由岸橋司機(jī)來掌控。1.2 安全操作規(guī)程管控作業(yè)規(guī)程中針對不同作業(yè)場景

3、有不同的操作要求和安全注意事項;但受岸橋司機(jī)操作技能差異、身體和精神狀況波動及其對作業(yè)效率過度關(guān)注等因素的影響，操作規(guī)程難以全面落實(shí)，容易因人為疏忽而導(dǎo)致事故發(fā)生。1.3 指揮員監(jiān)護(hù)和管理人員巡視碼頭岸邊作業(yè)一般在船上及岸橋下方車道設(shè)置指揮員。隨著集卡定位系統(tǒng)的普及，多數(shù)碼頭一般不再一對一配備車道指揮員;但在開關(guān)艙蓋及大件作業(yè)過程中，指揮員仍不可缺少。人工指揮受限于視野及視角，效率并不高，且指揮員自身處于車流之中，存在較大安全隱患。安保及其他現(xiàn)場管理人員數(shù)量有限，無法兼顧所有重點(diǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)，而碼頭視頻監(jiān)控也多用于事故發(fā)生后的分析取證。1.4 設(shè)備維修和巡檢作業(yè)安全管控各類維保作業(yè)一般通過檢修停機(jī)

4、、設(shè)置登機(jī)限制、發(fā)布檢修通知等措施實(shí)施安全管控。在實(shí)際操作中，多數(shù)碼頭在設(shè)備實(shí)施裝卸作業(yè)時設(shè)置動態(tài)巡檢，以免因操作司機(jī)視線受阻觀察不到維保人員而導(dǎo)致事故發(fā)生。然而，即便在岸橋停機(jī)維修的情況下，也可能因司機(jī)輪班交接不清而引發(fā)設(shè)備意外啟動，從而導(dǎo)致事故發(fā)生。鑒于此，有必要研發(fā)具備直觀提醒和維保安全連鎖保護(hù)功能的系統(tǒng)作為傳統(tǒng)岸橋作業(yè)安全管控方式的有效補(bǔ)充。2 岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計2.1 設(shè)計理念近年來，一系列新技術(shù)和新產(chǎn)品的應(yīng)用使得岸橋操作性能顯著提升;但在作業(yè)安全防護(hù)方面，未針對不同作業(yè)類型和場景的安全需求設(shè)計相應(yīng)防護(hù)功能。岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)涵蓋裝卸作業(yè)及維保作業(yè)涉及的大部分安全防護(hù)功能，旨

5、在通過收集現(xiàn)場裝卸和維保作業(yè)中的安全風(fēng)險因素，采用自動化檢測、信息化和邏輯判斷處理措施，以報警提示、輔助操作等方式降低或消除潛在風(fēng)險，確保岸橋裝卸和維保作業(yè)環(huán)境安全（見圖1）。2.2 框架結(jié)構(gòu)岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)是采用模塊化設(shè)計的開放系統(tǒng)，包含5種作業(yè)和場景保護(hù)模式，分別為裝卸作業(yè)下的開關(guān)艙蓋作業(yè)保護(hù)模式、大件作業(yè)保護(hù)模式、二次停鉤保護(hù)模式，以及維保作業(yè)下的維修保護(hù)模式和巡檢保護(hù)模式（見圖2）。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要，在司機(jī)室和機(jī)房內(nèi)安裝模式切換開關(guān)、語音播報器、指示燈，在大車相應(yīng)部位安裝聲光報警器，在機(jī)房安裝紅外線人體探測器等裝置（見表1）。模式選擇通過安裝在控制臺或操作站的切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)作業(yè)

6、類型和場景的不同，系統(tǒng)提供語音提醒、動作檢測、速度限制、聲光報警等保護(hù)功能，從而保障岸橋裝卸及維保作業(yè)安全。3 岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)3.1 開關(guān)艙蓋作業(yè)保護(hù)模式當(dāng)選擇開關(guān)艙蓋作業(yè)保護(hù)模式時：司機(jī)室語音播報器自動播放相關(guān)安全注意事項，同時啟動大車相應(yīng)部位聲光報警器，警示其他車輛避開岸橋從海側(cè)至陸側(cè)門腿后方的鉤行路線;啟動限速程序，使起升、小車和大車機(jī)構(gòu)處于限速模式（部分程序見圖3）;設(shè)備管理系統(tǒng)同步顯示提示信息（見圖4），直至開關(guān)艙蓋作業(yè)完畢。3.2 大件作業(yè)保護(hù)模式大件作業(yè)保護(hù)模式實(shí)現(xiàn)方式與開關(guān)艙蓋作業(yè)保護(hù)模式類似：選擇該模式，啟動司機(jī)室語音播報器及大車相應(yīng)部位聲光報警器，自動播放該作

7、業(yè)模式安全注意事項，提醒司機(jī)注意艙口位置;啟動限速程序，使起升、小車和大車機(jī)構(gòu)處于限速模式，直至大件裝卸完畢。3.3 二次停鉤保護(hù)模式二次停鉤保護(hù)模式分為二次停鉤監(jiān)控模式和二次停鉤強(qiáng)制模式，兩者由獨(dú)立的開關(guān)控制。在二次停鉤監(jiān)控模式下：系統(tǒng)自動監(jiān)控司機(jī)二次停鉤執(zhí)行情況，程序記憶吊具開閉鎖位置，并啟動自動判斷程序，檢測操作司機(jī)是否執(zhí)行二次停鉤;若操作司機(jī)未執(zhí)行二次停鉤，司機(jī)室語音播報器發(fā)出語音提醒;若操作司機(jī)持續(xù)不執(zhí)行二次停鉤，語音播報器將發(fā)出警告。在二次停鉤強(qiáng)制模式下，系統(tǒng)自動記憶落箱位置，并自動執(zhí)行二次停鉤（部分程序見圖5）。3.4 維修保護(hù)模式在機(jī)房、大車、前后大梁等不同操作站均安裝維修保護(hù)

8、模式控制旋鈕，維修時開啟相應(yīng)操作站內(nèi)的維修保護(hù)模式，司機(jī)室內(nèi)維修保護(hù)模式指示燈亮起。當(dāng)送控制合時，語音提醒操作司機(jī)設(shè)備當(dāng)前處于維修狀態(tài)，操作前須取得維修負(fù)責(zé)人的許可。當(dāng)維修保護(hù)模式開啟時，系統(tǒng)自動控制維修區(qū)域燈光;在維修保護(hù)模式關(guān)閉后，系統(tǒng)自動延時切斷機(jī)房及電氣房照明電源，防止浪費(fèi)電能（部分程序見圖6）。3.5 巡檢保護(hù)模式在機(jī)房海陸側(cè)門口安裝紅外線人體探測器，硬件接線見圖7。若巡檢人員在岸橋作業(yè)過程中進(jìn)入機(jī)房，語音播報器自動發(fā)出岸橋作業(yè)提醒，請相關(guān)人員與轉(zhuǎn)動部位保持安全距離并在檢查完畢后立刻離開;同時，司機(jī)室內(nèi)的語音播報器也發(fā)出提醒，巡檢保護(hù)模式指示燈亮起，屏幕顯示提示信息，直至巡檢人員離開機(jī)房（部分控制程序見圖8）。4 結(jié)束語岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用效果顯著：在開關(guān)艙蓋以及大件裝卸作業(yè)中發(fā)出安全提醒和警示，可以替代部分人工指揮和監(jiān)護(hù);二次停鉤保護(hù)模式不僅具有監(jiān)控功能，還可實(shí)現(xiàn)自動停鉤;司機(jī)操作記錄存儲在設(shè)備管理系統(tǒng)，以此作為鑒定操作規(guī)范性的依據(jù)。岸橋作業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)不僅關(guān)注岸橋裝卸作業(yè)安全，而且關(guān)注岸橋維修及巡檢安全，利用被動紅外線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)房巡檢的主動防護(hù)。該防護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)功能填補(bǔ)了岸橋安全保護(hù)設(shè)計