[发明专利]一种基于GNSS定位系统的轮胎吊防碰控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及集装箱码头和集装箱堆场监控领域，具体涉及一种基于GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)定位系统的RTG(Rubber-Tyre Gantry，轮胎吊)防碰控制系统。 

背景技术

国际海运业在世界贸易与经济的发展中发挥着极其重要的作用，同时世界经贸的稳步增长又为航运业的发展提供了机会。我国已成为世界航运大国，其发展对我国国民经济、对外贸易的发展，乃至世界经济与贸易都具有举足轻重的作用。高效率的港口离不开高效率的机械设备和高新技术的应用，这其中包括GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)控制系统在码头轮胎吊上的应用。 

轮胎吊(RTG)作为集装箱码头的重要作业工具，它的效率关系到集装箱运输供应链是否畅通。由于轮胎吊设备非常庞大，而且离两边的集装箱箱位距离非常近，驾驶室离地面很高，司机操纵着这些庞大的机械设备在集装箱堆场非常窄的空间中进行长距离直线行走，靠目视来控制其按直线行走，很容易因大车走偏而引发撞箱事故；当大车移动到作业区域时，司机驾驶小车过程中可能发生对集装箱码放高度判断的失误，因操作吊具起升不够而引发撞箱事故；此外，还会发生两台轮胎吊在同场或相邻场因司机判断失误而引发撞车事故。可见，实现轮胎吊的防碰控制，仅仅靠人工来控制是非常困难的，司机长时间劳累工作时更是如此。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于GNSS定位系统的轮胎吊防碰控制系统，利用GNSS定位系统实现RTG的各类防碰。 

为了解决上述问题，本发明提供了一种轮胎吊防碰控制系统，包括： 

全球导航卫星系统GNSS基准站子系统，用于生成并播发全球定位系统GNSS差分改正数； 

码头操作系统TOS接口子系统，用于提供集装箱堆码信息和作业指令信息； 

若干个GNSS移动站子系统，各自对应于一个RTG；用于接收所述GNSS差分改正数，并根据该GNSS差分改正数和本移动站子系统接收的GNSS信号确定所对应的轮胎吊RTG的GNSS坐标；以及用于自动捕获所述作业指令信息；以及用于接收所述集装箱堆码信息，结合保存的堆场的地理信息系统GIS信息、所述GNSS坐标和作业指令信息控制所述RTG，避免发生碰箱；所述GNSS移动站子系统具体包括： 

GNSS天线，固定于小车顶部； 

GNSS接收机，用于通过所述GNSS天线接收GNSS信号；以及根据所述GNSS信号和所述GNSS差分改正数得到所述GNSS天线的GNSS定位点坐标； 

无线终端，用于计算当前吊具所在箱位的中心坐标与所述GNSS定位点坐标在堆场贝排方向上的偏差值，并保存；之后，根据所述GNSS定位点坐标和所述偏差值进行坐标校正得到吊具中心坐标，作为本子系统对应的RTG的GNSS坐标发送； 

可编程控制器PLC； 

GNSS移动站子系统根据GIS信息和所述GNSS坐标控制本子系统对应的轮胎吊RTG，避免发生同贝位碰箱，具体包括：当司机选取作业指令到开锁成功这一时间段，所述无线终端根据所述作业指令中的待作业集装箱类型得到对应的箱高，根据所述集装箱堆码信息，得到该贝位各排的集装箱堆码高度和集装箱的堆码方式，根据所述GIS信息得到该堆场轨道线和该贝位各排的箱位坐标，并将所述待作业集装箱的箱高、所述集装箱堆码高度、集装箱的堆码方式、该堆场轨道线、该贝位各排的箱位坐标和所述GNSS坐标发 送到所述PLC； 

所述PLC根据所述无线终端发来的上述信息、以及编码器给出的小车信息和起升高度计算吊具或吊具上的集装箱与该贝位码放的集装箱之间的垂直和水平距离，当任一距离值小于设定的第一阈值时，PLC对小车速度或吊具起升高度进行控制； 

中心子系统，用于接收GNSS移动站子系统发送的GNSS坐标，根据保存的GIS信息和各GNSS移动站子系统发送的GNSS坐标控制各RTG，避免RTG间的碰撞及RTG和堆场固定物间的碰撞。 

进一步地，所述GNSS基准站子系统具体包括： 

GNSS天线、GNSS接收机和基准站服务器； 

所述GNSS接收机用于通过所述GNSS天线接收GNSS信号，并产生GNSS差分改正数； 

所述基准站服务器用于播发所述GNSS差分改正数。 

进一步地，所述GNSS天线包括第一GNSS天线和第二GNSS天线；所述GNSS接收机包括第一GNSS接收机和第二GNSS接收机；