一种集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法

技术领域

本发明涉及集装箱铁水联运技术领域，具体涉及一种集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法。

背景技术

目前集装箱铁水联运模式接驳过程主要有如下几种：

1、码头—公路—铁路货场模式(港口外部换装模式)。此种模式下铁路集装箱站与码头间存在一定距离2～5km(洋山港30km)，水路运输与铁路之间的换装运输需要一段短途公路运输才能实现，这种模式增加了外部集卡运输环节，运输成本和时间成本都相应增加，且不便于铁水联运系统的统一管理。

2、码头-堆场-铁路装卸区模式(港口内部换装模式)。此种模式下铁路装卸线铺设在码头堆场附近，由堆场的装卸机械设备和轨道吊进行列车集装箱装卸作业，减少了外卡运输环节，节省了运输成本和时间成本。但是堆场中转耗时耗力，且效率低，周转周期长。

3、水运-铁路车船直取模式。由于此模式需高度协调车、船舶到发时间，装卸机械装卸作业计划等，国内外应用较少。

现有铁水联运车船直取模式中，水路运输与铁路运输之间的换装作业不需要经过堆场作业，可直接换装。这种作业模式除需保持水运与铁路间的信息互通，协调好铁路列车的到发时间、码头船舶的离港到港时间、装卸机械车辆的装卸作业计划等，一般还需要保持铁路装卸线与码头或码头堆场在同一水平高度附近(码头-公路-铁路货场模式不需要)，以便于铁水联运、铁公联运集装箱倒装作业，及港口其他作业的顺利进行与互不影响。但当由于特殊地形、场地等限制，导致铁路装卸线无法直接伸入码头前沿，铁路装卸线与码头堆场间存在较大的高差，且铁路展线存在困难时(一般铁路线路下降或抬升6m的高度需要1000m的线路长度降坡或上坡)，无法使三者保持同一水平高度附近时，将无法直接实现车船直取。

发明内容

本发明提供了一种集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法，解决了以上所述的铁水联运集装箱装卸运输难的技术问题。

本发明为解决上述技术问题提供了一种集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统，包括位于水边的集装箱码头及位于岸上的转接平台，还包括空轨系统、铁路装卸作业场、以及横跨于所述集装箱码头与转接平台之间的第一起重机，所述铁路装卸作业场包括多条铁路装卸线，各铁路装卸线之间横跨有第二起重机，所述空轨系统包括用于衔接第二起重机及转接平台的空轨走行线，所述空轨走行线上设有用于装卸集装箱的空轨输送单元。

优选地，所述集装箱码头包括多个，每个集装箱码头对应一个第一起重机，相邻两个起重机之间设有贯通集装箱码头前沿平行于岸线的集卡车走行轨道。

优选地，所述空轨走行线位于转接平台的上空，所述空轨输送单元包括在所述空轨走行线上下运行并加载和卸载集装箱的吊具。

优选地，所述第一起重机及所述第二起重机的下方设有集卡车走行通道，所述集卡车走行通道上设有用于运输集装箱的集卡车。

优选地，所述第一起重机为桥式起重机，所述第二起重机为门座式起重机。

优选地，所述装卸系统还包括门式起重机道，所述门式起重机道与岸线平行。

优选地，所述空轨系统呈环形布置以衔接集装箱码头及铁路装卸作业场。

优选地，所述装卸系统还包括铁路交接堆场，所述铁路交接堆场位于所述第二起重机的下方装卸位。

优选地，所述转接平台包括传送滚轮，所述传送滚轮旋转以将集装箱运送至所述空轨系统的交接区域等待驳接。

本发明提供了一种集装箱铁水联运车船直取连续装卸方法，包括：

将集装箱从船舶上抓取并运送至转接平台；

转接平台将集装箱运送至空轨系统交接区域等待驳接；

空轨系统接过转接平台上的集装箱并运输至铁路装卸作业场；

铁路装卸作业场的铁路集装箱空车列根据铁路集装箱驳接管理系统下达的指令，由车站通过铁路机车将铁路空车车辆送至条铁路装卸线上的装载区进行装载。

有益效果：本发明提供了一种集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法，将集装箱从船舶上抓取并运送至转接平台；转接平台将集装箱运送至空轨系统交接区域等待驳接；空轨系统接过转接平台上的集装箱并运输至铁路装卸作业场；铁路装卸作业场的铁路集装箱空车列根据铁路集装箱驳接管理系统下达的指令，由车站通过铁路机车将铁路空车车辆送至条铁路装卸线上的装载区进行装载。适合特殊地形条件，实现真正意义上的铁水联运无缝衔接，从而提高集装箱周转效率；减少了内部运输环节可以实现真正意义上的铁水联运无缝衔接，从而提高运输效率，节省短途运输成本；集装箱不需在堆场进行堆存，从而大大节省堆场面积，降低港口堆存及作业成本；同时，由于船舶与铁路车辆间集装箱装卸作业可实现自动化控制，装卸效率高，节约人力资源，降低集装箱联运接驳转运成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法的总体结构平面图；

图2为发明集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法的总体结构平面图的局部B放大示意图；

图3为发明集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法的总体结构平面图的局部A放大示意图；

图4为发明集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法的两条空轨输送线作业过程；

图5为发明集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法的岸桥集装箱转接平台滚轮移动方式示意图；

图6为发明集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统及方法的岸桥集装箱转岸桥后小车吊转运方式示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供了一种集装箱铁水联运车船直取连续装卸系统，包括位于水边的集装箱码头及位于岸上的转接平台，还包括空轨系统、铁路装卸作业场、以及横跨于所述集装箱码头与转接平台之间的第一起重机，所述铁路装卸作业场包括多条铁路装卸线，各铁路装卸线之间横跨有第二起重机，所述空轨系统包括用于衔接第二起重机及转接平台的空轨走行线，所述空轨走行线上设有用于装卸集装箱的空轨输送单元。

具体地，如图1至图6所示，一个具有铁水联运集装箱转运功能的集装箱码头，在码头前沿20的海侧泊位21可以靠泊集装箱船舶10。海侧设岸边集装箱起重机(简称：岸桥)300或门座式起重机(简称：门座机)及贯通集装箱码头前沿平行于岸线的走行线道304。岸桥跨下设有集装箱卡车装卸区和集卡车走行通道200。岸桥下设置转接平台306。转接平台306是一种双小车岸桥与集卡车和AGV车集装箱交接平台，设在岸桥后立柱门架上，并设有向后悬臂伸出的后起吊小车。在交接平台306区域，设置空轨系统500及平行于岸线贯通装卸区域的空轨走行线道501，空轨走行线呈环形布置，衔接港口及铁路装卸作业场。

同样在铁路作业区也设置可以纵向移动的门式起重机600(简称：门机)及多条铁路装卸线801，平行于铁路装卸区域的门式起重机道603、铁路交接堆场730。

该实施例的系统工作原理如下：

1、一个具有铁水联运集装箱车船直取转运功能的集装箱码头，在码头前沿20海侧泊位21可以靠泊一艘或多艘集装箱船舶10。集装箱码头是水运、铁路、公路集装箱运输集合和疏散交换枢纽，用于停靠集装箱船舶并进行集装箱装卸；

2、前沿海侧泊位21设岸边桥式起重机300(简称：岸桥)或门座式起重机(简称：门座机，本文所述岸桥同时也适用于门座式起重机)及贯通码头前沿的走行线道304，用于集装箱船舶10在港口装卸作业，将集装箱100在集装箱船舶10与转接平台306之间直取转运。

岸桥作业布置可以是一台岸桥对应一艘船舶装卸作业，或多台岸桥在一艘船舶装卸作业；或多泊位一台岸桥对一艘船舶同时装卸作业，或多泊位多台岸桥对一艘船舶同时装卸作业，或不确定数量的岸桥与不确定数量的船舶组合同时装卸集装箱作业；

岸桥安装有交接平台306，岸桥交接平台306可以与岸桥小车及吊具交换集装箱，可以通过岸桥后小车或滚轮平移方式平移集装箱至空轨走行线501下方，可以和空轨输送系统500交换集装箱，设有岸桥交接平台306时可以不布置交接堆场；

3、空轨系统500设置空轨走行线走行线501，衔接铁路堆场及港区转接平台，空轨走行线走行线501在码头前沿和堆场及铁路装卸线之间呈环形布置，可以有一定的坡度能克服堆场、铁路装卸区与港口装卸作业区不在同一水平面高差的限制。空轨走行线走行线501可多条布置，用于空重箱交替更换，满足集装箱车船直取装卸作业连续进行。空轨输送单元具备在空中轨道走行，其吊具可以在任意位置上下运行并加载和卸载集装箱的功能。

4、铁路装卸区域布置铁路交接堆场730、多台门式起重机600及门式起重机轨道603，门式起重机跨下可布置多条铁路装卸线800。

车船直取装卸作业流程如下：

多式联运的港口项目，含有公路集卡车车船直取运输方式组成多式联运内容，由于水路与公路联运车船直取作业方式是成熟技术流程，虽然是本项目的组成部分，本文不再详细描述。但是在一个码头同时实现船舶、公路、铁路车船直取装卸作业在本项目包含的系统组成、功能和作业流程范围之内。

基本船舶卸船铁路装车车船直取作业流程如下：

(1)集装箱运输船舶离开前方港口，向预定港口发出船期预告、到港时间和集装箱舱单，到达港口向铁路、公路发出船期、集装箱到达和航线装船通告；船舶到达预定集装箱码头泊位，运输船舶向港口及港口集装箱管理系统交付集装箱装载舱单；

(2)港口集装箱管理系统依据船舶装载舱单的集装箱运输去向，与公路联运系统、与铁路集装箱驳接管理系统交换集装箱箱号、运输方向等信息，并制定卸船、装车作业计划。

(3)铁路集装箱空车列根据铁路集装箱驳接管理系统下达的指令，由车站通过铁路机车将铁路空车车辆801送至门式起重机600跨下的铁路装卸线800。

(4)岸桥根据作业计划，将铁水联运集装箱从船舶上抓取起，吊运至岸桥后悬臂卸下至转接平台306区域。

(5)转接平台306向陆侧水平移动集装箱，将铁水联运集装箱运送至空轨系统交接区域等待驳接。

(6)空轨输送系统输送单元吊具下降，加载并锁紧转接平台的集装箱提升至运行高度，利用其环形空轨走行线走行线501前行，将集装箱缓慢提升运送至铁路装卸场区域内，输送单元吊具及集装箱下降，解锁脱钩卸载集装箱。

(7)门式起重机600利用门吊吊具611依次将集装箱抓取，按去向卸至铁路车辆指定位置。

(8)全车列集装箱装车完毕后，牵引机车将车列牵引至邻近车站编组后发出或在装卸线直接发车。

(9)集装箱船舶10可以在码头前沿泊位21同时靠泊进行装卸作业，岸桥、可以同时在不同的船舶分别进行装卸作业，也可以同时为其中一艘船舶装卸作业。

基本铁路卸车船舶装船车船直取作业流程如下：

(1)集装箱运输船舶离开前方港口，向预定港口发出船期预告、到港时间和集装箱舱单，到达港口向铁路、公路发出船期、集装箱到达和航线装船通告；集装箱运输船舶到达预定集装箱码头泊位，运输船舶向港口及港口集装箱管理系统交付集装箱装载舱单；

(2)港口集装箱管理系统依据船舶航线、船期、到达港口、装载舱单集装箱运输去向，与公路联运系统、与铁路集装箱驳接管理系统交换集装箱箱号、运输方向等信息，并制定卸车、装船计划。

(3)铁路集装箱重车列根据铁路集装箱驳接管理系统下达的指令，由车站通过铁路机车将铁路重车车辆801送至门式起重机600跨下的铁路装卸线800。

(4)门式起重机600利用门吊吊具611依次将集装箱511从铁路车辆指定位置抓取，转运卸至与空轨输送系统交接区域。

(5)空轨输送系统输送单元吊具抓起交接区域的集装箱上升至走行高度，利用其环形空轨走行线501前行，将集装箱缓慢下降运送至岸吊转接平台区域306脱钩，集装箱等待驳接。

(6)转接平台306接取空轨系统输送单元运作的铁水联运集装箱，完成与空轨系统的交接。平移集装箱至岸桥吊具下方，岸吊吊具将铁水联运集装箱从转接平台306区域上抓取起，吊运卸载至船舶上指定位置。

(7)全车列集装箱卸车完毕后，牵引机车将车列牵引至邻近车站编组后发出或在装卸线直接发车。

(8)集装箱船舶10可以在码头前沿泊位21同时靠泊进行装卸作业，岸桥、可以同时在不同的船舶分别进行装卸作业，也可以同时为其中一艘船舶装卸作业。

基本船舶卸船铁路装车车船直取连续作业流程(以2条空轨输送线为例)，结合图4至图6：

前面的船舶、铁路信息计划、调度以及后面的船舶、岸桥、门式起重机组合排列匹配内容与前述章节内容相同，不再描述。

(1)铁路集装箱空车列根据铁路集装箱驳接管理系统下达的指令，由车站通过铁路机车将铁路空车车辆801送至门式起重机600跨下的铁路装卸线800。

(2)岸桥根据作业计划，将铁水联运集装箱从船舶上抓取起，吊运至岸桥后悬臂卸下至转接平台306区域。

(3)转接平台306，将铁水联运集装箱运送至空轨系统交接区域等待驳接。

(4)空轨输送系统输送单元吊具下移加载转接平台的集装箱后提升，利用其环形空轨走行线501前行，将集装箱运送至铁路装卸场区域内下降至堆场交接区域卸载。

(5)门式起重机600利用门吊吊具611依次将交接区域集装箱抓取，按去向卸至铁路车辆指定位置。

(6)全车列集装箱装车完毕后，牵引机车将车列牵引至邻近车站编组后发出或在装卸线直接发车。

基本铁路卸车船舶装船车船直取连续作业流程(以2条空轨输送线为例)：

(1)铁路集装箱重车列根据铁路集装箱驳接管理系统下达的指令，由车站通过铁路机车将铁路重车车辆801送至门式起重机600跨下的铁路装卸线800。

(2)门式起重机600利用门吊吊具611依次将集装箱511、512从铁路车辆指定位置抓取，转运卸至与空轨输送系统走行线501交接区域。

(3)两套空轨系统输送单元吊具下降分别依次抓起交接区域的集装箱后提升，利用其环形空轨走行线501前行，将集装箱缓慢下降运送至岸吊转接平台区域306等待驳接。

(4)转接平台306接取空轨系统运作的铁水联运集装箱，完成与空轨系统的交接。

(5)岸桥根据作业计划，转接平台306将集装箱向岸桥移动，岸吊将转接平台306区域铁水联运集装箱，吊运卸载至船舶上指定位置。

(6)全车列集装箱卸车完毕后，牵引机车将车列牵引至邻近车站编组后发出或在装卸线直接发车。

其中，业流程中空轨系统和岸吊交接方式为采用可伸缩的转接平台，除此之外，实际作业中还可以采用图4或图5中岸桥后滚轮装置的转接方式。

(1)利用岸桥后滚轮装置转接方式(以卸船为例)

1)岸桥根据作业计划，将铁水联运集装箱从船舶上抓取起，吊运至岸桥后悬臂卸下至转接平台306区域。

2)转接平台306利用岸桥后滚轮装置滑动，将铁水联运集装箱运送至空轨系统交接区域等待驳接。

3)空轨输送系统抓起岸桥后滚轮装置转运的集装箱，利用其环形空轨走行线501，将集装箱缓慢提升运送至铁路装卸场区域内卸下。

(2)岸桥后小车转接方式(以卸船为例)

1)岸桥根据作业计划，将铁水联运集装箱从船舶上抓取起，吊运至岸桥后悬臂处。

2)转接平台306利用岸桥后小车，将铁水联运集装箱运送至空轨系统交接区域等待驳接。

3)岸桥后小车利用其输送单元，完成与空轨交接系统的驳接。

4)空轨输送系统抓起岸桥后小车转运的集装箱，利用其环形空轨走行线501，将集装箱缓慢提升运送至铁路装卸场区域内卸下。

可选的方案，多台岸桥与多条铁路装卸线、多台门机的同时装船、同时卸船排列组合

(1)多台岸桥与多条铁路装卸线的同时卸船作业(以1条空轨输送系统为例)

1)铁路集装箱空车列根据铁路集装箱驳接管理系统下达的指令，由车站通过铁路机车将铁路空车车辆801送至门式起重机600跨下的多条铁路装卸线800。

2)多台岸桥根据作业计划，将水公联运集装箱卸载到集卡车走行通道200的集卡车400上，卸完后集卡车沿道路驶出码头前沿；将铁水联运集装箱从船舶上抓取起，吊运至岸桥后悬臂卸下至转接平台306区域。

3)转接平台306移动集装箱，将铁水联运集装箱运送至空轨系统交接区域等待驳接。

4)空轨输送系统输送单元抓起各自岸桥转接平台的集装箱，利用其环形空轨走行线501前行，将集装箱缓慢提升运送至铁路装卸场区域内卸下。

5)门式起重机600利用门吊吊具611依次将集装箱抓取，按去向卸至铁路车辆指定位置。

6)全车列集装箱装车完毕后，牵引机车将车列牵引至邻近车站编组后发出或在装卸线直接发车。

(2)多台岸桥与多条铁路装卸线的同时卸船作业(以2条空轨输送系统为例)

作业方式大致同上，不同之处在于两条空轨输送线501可以同时平行作业。

(3)多台岸桥与多条铁路装卸线的同时装船作业(以1条空轨输送系统为例)

1)铁路集装箱重车列根据铁路集装箱驳接管理系统下达的指令，由车站通过铁路机车将铁路重车车辆801送至门式起重机600跨下的多条铁路装卸线800。

2)门式起重机600利用门吊吊具611依次将集装箱511从铁路车辆指定位置抓取，转运卸至与空轨输送系统501交接区域。

3)空轨输送系统抓起交接区域的集装箱511，利用其环形空轨走行线501前行，将集装箱缓慢下降运送至岸吊转接平台区域306等待驳接。

4)转接平台306，接取空轨系统运作的铁水联运集装箱，完成与空轨系统的交接。移动集装箱至岸桥小车作业区域。

5)多台岸桥根据作业计划，将水公联运集装箱从集卡车走行通道200的集卡车400上抓取卸载至船舶上，卸完后集卡车沿道路驶出码头前沿；将岸桥转接平台306接受的铁水联运集装箱，吊运卸载至船舶上指定位置。

6)全车列集装箱卸车完毕后，牵引机车将车列牵引至邻近车站编组后发出或在装卸线直接发车。

(4)多台岸桥与多条铁路装卸线的同时装船作业(以2条空轨输送系统为例)

作业方式大致同上，不同之处在于两条空轨走行线501可以同时平行作业。

技术效果

(一)适合特殊地形条件，提高技术可行性

部分港口受地形条件限制或空间限制，铁路装卸线无法进入码头前沿或堆场。或者接轨点高程远高于码头前沿，装卸作业区上需采取较大纵坡，技术可行性差，且安全性较低。在码头前沿岸桥本实施例提出的车船直取新模式，解决了铁路装卸线接轨点高程远高于码头这一实际特殊地形条件下和通道限制条件下，通过传统的水平转运设备实现集装箱的不落地运输会带来诸如安全风险高、作业效率低、环保压力大等问题。通过本次提出的水平及垂直转运设备的高效配合，可以实现真正意义上的铁水联运无缝衔接，从而提高集装箱周转效率。

(二)减少作业环节，提高运输效率

本发明提出的车船直取新模式解决了既有车船直取模式仍需利用内部集卡车短驳运输完成集装箱换装的局限性，减少了内部运输环节可以实现真正意义上的铁水联运无缝衔接，从而提高运输效率，节省短途运输成本。

(三)节省堆场面积，自动化程度高、降低成本

本发明可实现集装箱的铁水联运的高效换装与不落地运输，集装箱不需在堆场进行堆存，从而大大节省堆场面积，降低港口堆存及作业成本；同时，由于船舶与铁路车辆间集装箱装卸作业可实现自动化控制，装卸效率高，节约人力资源，降低集装箱联运接驳转运成本。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。