在传统港口集装箱堆场作业中,轮胎式龙门吊(RTG)操作员需攀爬至数十米高的驾驶室,在狭小空间内承受高温、寒风、盐雾等恶劣环境影响,同时长时间弯腰作业易引发职业病,且人工操作存在视觉盲区、疲劳误判等安全隐患,作业效率受人为因素制约显著。轮胎式龙门吊远程操控技术改造以“人机分离、精准可控、高效安全”为核心目标,通过现场设备智能化升级、5G网络传输赋能与远程控制中心构建,实现RTG作业从“高空驾驶室”到“地面中控室”的革命性转变,为智慧港口建设提供核心支撑。

本次改造构建“现场感知-网络传输-远程控制”三位一体的核心架构,现场设备升级是实现远程操控的基础前提。改造重点为RTG加装多维度感知与精准控制设备:在门架四周、吊臂端部及小车架部署高清工业相机与3D激光雷达,通过全景视频拼接技术打造360°无死角可视化监控,配合AI视觉识别算法精准捕捉集装箱箱角、集卡车号等关键信息,彻底消除人工操作的视觉盲区;在大车、小车及起升机构加装高精度编码器与姿态传感器,实时采集运行速度、位置坐标、吊具姿态等数据,为远程精准操控提供数据支撑;对原有驱动系统进行电气化升级,采用变频控制模块实现动作的平稳调节,确保远程指令与设备执行的同步性。
低时延、高可靠的网络传输是远程操控的关键保障。改造采用5G-A专用网络架构,通过部署专属基站与下沉式UPF设备,结合硬切片技术构建独立传输通道,将指令传输时延控制在毫秒级,满足吊具精准对位、紧急制动等实时操控需求。同时搭建冗余网络备份机制,当主网络出现异常时自动切换至备用网络,配合本地安全控制模块,确保断网状态下设备可自动停机避险,保障作业连续性与安全性。此外,通过边缘计算节点对现场采集的高清视频与传感器数据进行预处理,降低数据传输带宽压力,进一步提升系统响应速度。
远程控制中心建设实现多设备协同管控与智能化调度。中控室内部署集成式操控台、多屏可视化监控终端及智能调度系统,操作员通过操作手柄与触控屏即可完成RTG的行走、起升、抓箱等全流程操作,配合屏幕上的实时视频反馈与数据显示,实现“所见即所得”的精准操控。通过智能调度算法,系统可实现一名操作员同时管控3-6台RTG,大幅提升人力效率;管理人员通过后台系统实时监测设备运行状态、作业进度等数据,可远程设置作业参数、下发任务指令,实现堆场作业的全局统筹优化。针对安全管控需求,系统增设身份认证、操作权限分级及紧急制动按钮等多重防护,当检测到设备超程、碰撞风险或非法操作时,立即触发声光报警并强制停机。
远程操控技术改造的应用价值显著:其一,大幅改善作业环境,操作员无需高空作业,在恒温中控室内即可完成操作,劳动强度降低80%以上,有效减少职业病风险;其二,提升作业效率与安全性,通过无死角监控与精准操控,碰撞事故发生率降低90%以上,单台RTG每小时作业量提升15%-20%,部分场景实现“一对多”操控后综合效率提升50%以上;其三,降低运营成本,减少人工投入的同时,通过状态实时监测实现预防性维护,设备故障停机率降低45%以上。目前,该改造方案已在宁波穿山港、天津港等多个码头成功应用,66台改造后的RTG实现90%以上操作人力零介入,验证了技术的可靠性与实用性,推动堆场作业向无人化、智能化转型迈出关键一步。
