[发明专利]一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统

权利要求书

1.一种岸桥吊具自适应紧急制动控制系统，其特征在于，包括位置获取模块、控制器、环境采集模块、速度获取模块、数据库、制动模块、雷达模块、数据分析模块、声光报警器、监测模块以及人员调度模块；

所述位置获取模块用于获取吊具当前位置和目标集装箱位置，以确定吊具的运行轨迹；位置包括水平方向位置和垂直方向位置，运行轨迹为直线；位置获取模块用于将吊具的运行轨迹传输至控制器；

所述环境采集模块用于实时采集吊具外部的实时环境信息，并将实时环境信息传输至速度获取模块；所述速度获取模块用于根据实时环境信息确定吊具对应的运行速度，具体工作步骤为：

步骤一：获取吊具外部的实时环境信息，将对应的温度信息标记为H1，将对应的湿度信息标记为H2，将对应的风速信息标记为H3，将对应的灰尘信息标记为H4，将对应的气压信息标记为H5，将对应的能见度信息标记为H6；

步骤二：将风速信息H3与风速阈值相比较；若H3≥风速阈值，则生成预警信号；若H3＜风速阈值，则将能见度信息H6与能见度阈值相比较；若H6≤能见度阈值，则生成预警信号；若H6＞能见度阈值，则处于待分析状态；

步骤三：当处于待分析状态，利用公式HJ＝(H1×a1+H2×a2+H3×a3+H4×a4+H5×a5)/H6计算得到环境系数HJ，其中a1、a2、a3、a4、a5均为系数因子；将环境系数HJ与环境系数阈值相比较；若环境系数HJ≥环境系数阈值，则生成预警信号；若环境系数HJ＜环境系数阈值，则根据环境系数HJ确定吊具对应的运行速度；具体包括：

获取环境系数HJ，数据库内存储有环境系数范围与运行速度的对照表；根据对照表，确定与环境系数HJ对应的环境系数范围；再根据对应的环境系数范围确定对应的运行速度；并将对应的运行速度标记为V1；

所述速度获取模块用于将吊具对应的运行速度传输至控制器；控制器用于根据速度获取模块确定的运行速度和位置获取模块确定的运行轨迹将吊具运行到目标集装箱位置；

所述速度获取模块还用于将预警信号传输至控制器；控制器接收到预警信号后驱动控制制动模块开始工作，制动模块用于对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行；

所述雷达模块由激光雷达和超声波雷达组成，用于实时监测吊具四周障碍物的距离信息并将距离信息传输至数据分析模块；所述数据分析模块用于接收距离信息并对距离信息进行分析，判断运行轨迹上是否存在障碍物；具体分析步骤为：

S1：获取障碍物的实时距离信息，并将实时距离信息标记为L1；建立实时距离信息随时间变化的曲线图，并标记为障碍物距离曲线图；根据实时距离的变化情况将障碍物距离曲线图分割为上升阶段、静止阶段和下降阶段；

S2：当实时距离处于下降阶段，当L1≤第一距离阈值时，则表示运行轨迹上存在障碍物，生成提醒信号；

所述数据分析模块用于将提醒信号传输至控制器，控制器接收到提醒信号后控制声光报警器发出警报，提醒操作员运行轨迹上有障碍物，需要小心操作并采取必要的规避措施；同时控制器自动对吊具对应的发动机限速，使吊具移动速度自动下降，降低碰撞风险；

S3：当声光报警器发出警报后，继续观察障碍物距离曲线图，若实时距离仍处于下降阶段，则表示操作员没有采取必要的规避措施或规避措施效果不佳，这时存在潜在碰撞危险；当L1≤第二距离阈值时，则生成制动信号，其中第二距离阈值＜第一距离阈值；

所述数据分析模块用于将制动信号传输至控制器，控制器接收到制动信号后驱动控制制动模块对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行，并将吊具停止运行的时刻标记为制动时刻；当运行轨迹上的障碍物离开后达到安全距离，吊具又自动恢复到原来的运行模式；

当吊具停止运行后，若障碍物的实时距离处于静止阶段且障碍物的实时距离处于静止阶段的时长超过预设时长阈值时，则通过位置获取模块获取吊具当前位置、障碍物当前位置和目标集装箱位置，以重新确定吊具的运行轨迹；恢复吊具运行在重新确定的运行轨迹上；同时吊具的轨迹规划次数增加一；

在岸桥的一个工作循环中，监测模块与控制器通信连接，用于对制动信号进行监测，具体步骤为：

V1：在岸桥的一个工作循环中，当监测模块监测到控制器接收到制动信号时，记录此时的制动时刻；

V2：在监测到产生制动信号时自动倒计时，倒计时时长为T2时间，T2为预设值；在倒计时阶段继续对制动信号进行监测，若产生新的制动信号，则倒计时自动归为原值，重新按照T2进行倒计时；否则倒计时归零，停止计时；

V3：统计倒计时阶段制动信号出现的次数并标记为制动频次C1；

将所有的制动时刻依据时间先后顺序进行排序，将排序后的相邻两个制动时刻进行时间差计算得到单次制动间隔时长；将所有的单次制动间隔时长进行求和并取均值得到平均制动间隔时长，并标记为T2；

V4：统计倒计时阶段吊具的轨迹规划次数并标记为C2；

利用公式CF＝(C1×b1+C2×b2)/(T2×b3)计算得到操作员的操繁系数CF，其中b1、b2、b3均为系数因子；

V5：将操繁系数CF与操繁系数阈值相比较；若操繁系数CF≥操繁系数阈值，则表明操作员操作状态不佳，此时生成调度信号；

所述监测模块用于将调度信号经控制器传输至人员调度模块；所述人员调度模块用于接收调度信号后合理安排对应的调度人员与操作员进行轮换；控制器还用于接收调度信号后驱动控制制动模块对吊具对应的发动机进行制动，以使吊具停止运行。