本實(shí)用新型涉及集裝箱作業(yè)智能預(yù)警系統(tǒng)，適用于單鉤的普通吊具的吊車。在裝、卸集裝箱作業(yè)中進(jìn)行集裝箱偏載的檢測。

背景技術(shù)：

裝卸是現(xiàn)代物流的構(gòu)成要素和重要環(huán)節(jié)，也是鐵路貨運(yùn)的重要組成部分。而集裝箱運(yùn)輸則是現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展方向。近年來，我國鐵路貨運(yùn)中集裝箱運(yùn)輸所占的比重逐年上升，也研發(fā)、配置了許多與集裝化相適應(yīng)的裝卸機(jī)械和屬具索具。但是在集裝箱裝卸過程中的傾覆現(xiàn)象，給安全運(yùn)輸帶來很大的影響。

因此，研究一套集裝箱作業(yè)智能預(yù)警系統(tǒng)，從源頭上杜絕偏載的集裝箱裝上車，保障鐵路運(yùn)輸安全，實(shí)現(xiàn)集裝箱裝卸自動(dòng)化和智能化，提高集裝箱裝卸效率，具有重要意義。

通過對集裝箱吊裝作業(yè)流程的研究，設(shè)計(jì)出一套適用于在集裝箱吊裝作業(yè)中檢測集裝箱是否偏載、FTR鎖是否脫鉤的智能預(yù)警系統(tǒng)，避免因集裝箱偏載引起的運(yùn)輸安全隱患，以及集裝箱專用平板車在集裝箱吊卸過程中發(fā)生的將車體吊起，造成脫軌制動(dòng)閥損壞，導(dǎo)致車輛脫線等車輛事故的發(fā)生，為集裝箱在鐵路運(yùn)輸中的使用提供安全保障手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種集裝箱作業(yè)智能預(yù)警系統(tǒng)，提高集裝箱作業(yè)的安全性。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種集裝箱作業(yè)智能預(yù)警系統(tǒng)，包括預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊和預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊，所述預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊安裝在龍門吊的吊架上，所述預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊安裝在司機(jī)操作室中；二者通過無線通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

所述預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊，由一片微控制單元控制的傳感器模塊、無線通訊模塊、智能電源管理模塊組成；

所述預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷和處理，根據(jù)不同的工作條件，選擇不同的算法對集裝箱偏心狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算；顯示集裝箱及FTR鎖所處狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述傳感器模塊，含有傾角傳感器、振動(dòng)傳感器，用于實(shí)時(shí)采集集裝箱工作中的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述無線通訊模塊，含有WIFI模塊，用于將采集到的集裝箱狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理設(shè)備中進(jìn)行處理。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案是，所述智能電源管理模塊，含高靈敏度自動(dòng)開關(guān)以及蓄電池，用于在無作業(yè)時(shí)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)省能源。

所述智能電源管理模塊處于休眠狀態(tài)時(shí)，所述高靈敏度自動(dòng)開關(guān)僅連通所述振動(dòng)傳感器。

本實(shí)用新型在裝、卸集裝箱作業(yè)中進(jìn)行集裝箱偏載的檢測，數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在卸車的時(shí)候FTR未脫鉤和裝車的時(shí)候集裝箱傾斜超過預(yù)設(shè)值的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警，通過自動(dòng)控制設(shè)備，在門吊司機(jī)室中即可實(shí)現(xiàn)集裝箱裝卸的智能化控制。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成原理圖。

圖2為預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊使用中的某工作狀態(tài)圖。

圖3為預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊的報(bào)警查詢界面圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中，顯示集裝箱作業(yè)智能預(yù)警系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊兩部分，分別安裝在吊架、司機(jī)室中，通過無線通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊的硬件結(jié)構(gòu)主要由傳感器模塊、無線通訊傳輸模塊、控制及數(shù)據(jù)整合模塊以及智能電源管理模塊等組成?？刂萍皵?shù)據(jù)整合單元負(fù)責(zé)整個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊各個(gè)單元之間的協(xié)調(diào)工作，并將所有采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，通過無線通訊傳輸單元傳輸?shù)筋A(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊當(dāng)中。預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊包含工控一體機(jī)、智能預(yù)警軟件、高分貝聲光報(bào)警模塊、電氣聯(lián)控模塊、無線通訊傳輸模塊，安裝在司機(jī)操作室中，方便司機(jī)在進(jìn)行作業(yè)的同時(shí)觀察集裝箱及FTR鎖所處狀態(tài)。

在整個(gè)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備是最前端的感知采集硬件，內(nèi)部包含一塊裝有ARM內(nèi)核微控制器的集成控制電路板，整體采用工業(yè)一體化設(shè)計(jì)，達(dá)到IP65防水防塵標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)現(xiàn)場吊架情況選擇適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行安裝。高精度傾角傳感器完成對集裝箱傾斜角度的檢測，測量范圍：±10°；測量精度：0.02°；信號輸出：12mA。整個(gè)系統(tǒng)模塊的電源由蓄電池提供，DC12V。高靈敏度自動(dòng)開關(guān)單元完成對設(shè)備工作與休眠狀態(tài)的切換。

預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)20尺、40尺按鈕在每次按下后可以自動(dòng)切換，選擇不同的核心算法對集裝箱狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。利用集裝箱重心計(jì)算模型實(shí)時(shí)計(jì)算出集裝箱重心所在位置，通過集裝箱的三維模型將集裝箱的實(shí)時(shí)狀態(tài)展示出來。當(dāng)集裝箱傾斜角度超過報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，程序開始報(bào)警，發(fā)出明顯的報(bào)警音，并在報(bào)警的同時(shí)通過電氣聯(lián)控的方式確保作業(yè)安全，對龍門吊的上升動(dòng)作進(jìn)行控制。當(dāng)集裝箱傾斜角度回到報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)時(shí)，恢復(fù)龍門吊的上升作業(yè)，司機(jī)可正常作業(yè)。

下面簡要介紹本實(shí)用新型的集裝箱作業(yè)智能預(yù)警系統(tǒng)的工作控制流程，包括以下步驟；

步驟1：由安裝在龍門吊吊架上的各個(gè)傳感器實(shí)時(shí)檢測龍門吊是否作業(yè)，作業(yè)時(shí)采集集裝箱工作中的狀態(tài)數(shù)據(jù)；

步驟2：傳感器檢測到龍門吊作業(yè)時(shí)，智能電源管理模塊開始供電，同時(shí)向傳感器模塊、無線通訊模塊供電；

步驟3：按照一定的發(fā)送策略，無線通訊模塊將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理設(shè)備上；

步驟4：預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，將20尺吊架、40尺吊架的數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，實(shí)時(shí)計(jì)算出集裝箱偏心和偏重?cái)?shù)據(jù)。

步驟5：根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)的集裝箱傾角數(shù)據(jù)，通過集裝箱的三維模型將集裝箱的實(shí)時(shí)狀態(tài)展示出來。

步驟6：根據(jù)接收到的集裝箱傾角數(shù)據(jù)以及通過計(jì)算得到的集裝箱偏心數(shù)據(jù)，按照規(guī)定的報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行報(bào)警，在數(shù)據(jù)庫中記錄。報(bào)警的同時(shí)與門吊進(jìn)行電氣聯(lián)控確保作業(yè)安全。

步驟7：當(dāng)傳感器模塊檢測到作業(yè)結(jié)束后，智能電池管理模塊停止供電，當(dāng)設(shè)備處于休眠狀態(tài)時(shí)，僅向振動(dòng)傳感器供電。

步驟8：輸入需要查詢的日期，進(jìn)行報(bào)警記錄查詢。

在圖2中，是數(shù)據(jù)處理模塊界面，主、頂、側(cè)、三視圖四個(gè)按鍵可以分別選擇以集裝箱的主視圖、頂視圖、側(cè)視圖、三視圖進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)展示，多方位多角度的觀察集裝箱工作狀態(tài)。卸車中、裝車中按鈕在每次按下后可以自動(dòng)切換，當(dāng)龍門吊進(jìn)行卸車作業(yè)時(shí)，選擇卸車中狀態(tài)，集裝箱展示會添加平板車的顯示，方便觀察集裝箱脫離狀態(tài)，并且根據(jù)卸車過程中的規(guī)定對集裝箱狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算、報(bào)警；當(dāng)龍門吊進(jìn)行裝車作業(yè)時(shí)，選擇裝車中狀態(tài)，根據(jù)裝車過程中的規(guī)定對集裝箱狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算、報(bào)警。當(dāng)集裝箱狀態(tài)回到報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)時(shí)，停止報(bào)警。20尺、40尺按鈕在每次按下后可以自動(dòng)切換，當(dāng)龍門吊使用20尺吊架進(jìn)行作業(yè)時(shí)，選擇20尺狀態(tài)，程序?qū)?0尺吊架設(shè)備返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；當(dāng)龍門吊使用40尺吊架進(jìn)行作業(yè)時(shí)，選擇40尺狀態(tài)，程序?qū)?0尺吊架設(shè)備返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。當(dāng)程序報(bào)警時(shí)，通過電氣聯(lián)控的方式，對龍門吊的上升動(dòng)作進(jìn)行控制。

在圖3中，在頁面輸入需要查詢的日期，點(diǎn)擊查詢按鈕，頁面顯示對應(yīng)的報(bào)警記錄，包含集裝箱尺寸、傾斜角度、偏心、報(bào)警時(shí)間等數(shù)據(jù)。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。