岸边集装箱起重机智能化技术规范-编制说明

PAGE7PAGE一、工作简况1.任务来源本项目是根据工业和信息化部办公厅文件《关于印发2020年第二批行业标准制修订和外文版项目计划的通知》（工信厅科函〔2020〕181号），计划编号2020-0484T-JB，项目名称为“岸边集装箱起重机远程控制系统”，主要起草单位：上海振华重工（集团）股份有限公司、北京起重运输机械设计研究院有限公司，计划完成时间为2022年。2.主要工作过程①起草阶段初稿准备：2020年12月计划下达后，全国起重机械标准化技术委员会桥式和门式起重机分技术委员会（以下简称桥门式起重机分会）组织成立了由上海振华重工（集团）股份有限公司、北京起重运输机械设计研究院有限公司等单位组成的起草工作组。2021年7月振华重工完成初稿，后因标准牵头起草人工作调整、公司内部机构调整等原因造成项目停滞，振华重工于2022年12月更换了标准牵头起草人，并重新启动标准制定工作。在此期间，由于市场需求和技术变化，为适应行业的智能化技术现状和发展趋势，经研究决定拟将标准名称更改为《岸边集装箱起重机智能化技术规范》，并于2023年8月完成标准初稿草案。草案研讨会：桥门式起重机分会于2023年9月19日以视频形式组织召开上述两项行业标准草案研讨会，参加会议的有标准起草工作组成员、行业专家及秘书处人员共11个单位18名代表。会议期间，与会专家提出了一些修改意见和建议，并一致认为将标准名称更改为《岸边集装箱起重机智能化技术规范》，是非常符合当前行业现状的，也是行业急迫需要制定的标准。会后，标准起草工作组根据与会专家提出的修改意见和建议，完成了标准初稿修改，并于2023年12月29日提交至桥门式起重机分会秘书处。初稿讨论会：2024年1月8日至10日，桥门式起重机分会在上海市组织召开了行业标准《岸边集装箱起重机智能化技术规范》《集装箱门式起重机智能化技术规范》（初稿）讨论会，参加此次会议的有标准起草工作组成员、行业专家、主要生产企业、检验检测机构和用户等方面的专家共14个单位21名代表，与会代表对上述两项行业标准初稿逐章逐条进行认真的讨论，并提出修改意见。会后，起草工作组根据此次会议专家提出的意见和建议修改完善标准草案，于2024年2月23日完成了标准征求意见稿及编制说明。3、主要参加单位和工作组成员及所做的工作等本标准由上海振华重工（集团）股份有限公司、北京起重运输机械设计研究院有限公司等单位共同起草。主要成员：所做的工作：二、标准的编制原则和主要内容1、标准编制的原则在编制过程中，本着以下原则对标准进行了起草：——遵循“先进性、实用性、统一性、规范性”的原则。严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规则进行编写；——本标准旨在通过开展岸边集装箱起重机智能化系统的组成、感知功能、决策功能、以及运动控制功能及相关试验和检验方法的研究工作，制订岸边集装箱起重机智能化技术要求标准，以规范岸边集装箱起重机智能化功能的设计、制造等，提高岸边集装箱起重机智能化水平以及设备的安全性、可靠性、经济性和作业效率——与多家企业沟通，在协商一致的基础上，结合各单位多年来起重机械的自动化实践经验，本着科学、严谨的态度制定标准；——在内容表达科学、准确的同时，力求语言简练，通俗易懂。2.标准主要内容本文件规定了岸边集装箱起重机智能化的系统构成、分级、智能化系统基本要求及信息管理系统、状态感知系统、运行控制系统、安全保护系统及其他系统相关的技术要求，并描述了相应的试验方法，规定了检验要求。本文件适用于岸边集装箱起重机智能化设计、制造、改造和检验。3.主要技术内容3.1标准的结构本标准共分为11个章节主要有范围、规范性引用文件、术语和定义、总体要求、信息管理系统、状态感知系统、运行控制系统、安全保护系统、其他系统要求以及试验方法、检验等内容。3.2关于术语和定义、符号和缩略语的说明国家标准《起重机械智能化系统第1部分：术语和分级》中所规定的术语及定义适用于本标准，此外本标准还规定了8个特定术语和定义，这些术语和定义都是从岸边集装箱起重机智能化系统功能的功能，应用等角度赋予其涵义的，方便本标准条款的描述。3.3关于“总体要求”的说明（见标准第4章）本标准总体要求中按照岸边集装箱起重机功能模块结构，对起重机智能化功能中的信息管理系统、状态感知系统、运行控制系统、安全保护系统进行了结构描述，起重机智能化分级引用了国家标准，并对不同等级下的功能配置进行了说明和规定。其中4.3.6中CPU负荷不宜超过50%，是根据多个现场项目实施经验而定的。3.4关于“路径规划”的说明（见标准5.3）路径规划功能目前有多种方案，不同方案实现的方式方法不尽相同，查阅对比了各个方案的功能实现以及安全保护，确定了适用于不同智能化等级下需要包含的基本功能要求。3.5关于“定位感知”的说明（见标准6.2.1和6.2.6）本条偏差数值”定位技术应包括岸边集装箱起重机各个主机构定位功能，应包括但不限于起升机构、小车机构、大车机构定位，检测装置的定位精度应在±2mm范围内。”主要根据常用传感器实际精度考虑。本条偏差数值标准“全行程的定位系统数据与实际测量数据。不应超过如下偏差数值：起升为50mm，小车为20mm，大车为50mm。”是根据经验而定的。3.6关于“障碍物感知”的说明（见标准6.3）本条偏差数值标准“能对30×30×30cm及以上的物体有感知能力。”是根据激光传感器及视觉传感器的实际精度综合考虑制定的。3.7关于“水平运输车感知”的说明（见标准6.5.3和6.5.5）本条偏差数值标准“双箱检测精度应不小于15cm的间隙”,“感知检测精度应不低于50cm。”是根据激光传感器及视觉传感器的实际精度综合考虑制定的。3.8关于“吊具姿态感知”的说明（见标准6.6）本条偏差数值标准“吊具检测系统应能检测出吊具在小车、大车方向上的位移以及吊具水平旋转角度；在检测机构和吊具之间最大50m的检测距离内，其检测应达到的误差范围：大车方向±30mm，小车方向±30mm，水平旋转角度±1°”是根据激光传感器及视觉传感器的实际精度综合考虑，同时该误差亦要可以满足对于吊具姿态控制的要求，实现自动化功能。3.9关于“吊具姿态控制”的说明（见标准7.2）本条标准“在起重机的集装箱装卸作业中，防扭控制应能减小吊具的扭转程度或消除吊具的扭转，在风速≤8m/s的工况下，吊具防扭的稳态时间≤1.5个周期，且在45尺集装箱吊具下端部的扭动幅度≤±5cm。”是依据经验值确定。3.10关于“视频监控网”的说明（见标准9.2.4.3）本条标准“数据通信速率需至少满足720P视频信号传输，视频延时不大于250毫秒”,图像延时值须小于250ms，根据GBT28181-2011安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求第5.5中规定延时不大于400ms。但目前视频监控的图像延时只停留在满足监控人员活动的要求，而这样的要求并不能满足智能化系统的的要求。因此标准编制中参考了大量现场实际项目的经验，采用图像延时为250ms的标准。4.解决的主要问题随着码头向绿色化、智慧化方向的发展，促进码头主要生产设备岸边集装箱起重机和集装箱门式起重机朝智能化方向发展，起重机感知、控制技术、信息决策等智能化技术的应用，促进装卸作业方式由人工向智能化方向转变，并有效提高集装箱起重机装卸作业的安全性和作业效率，而现有国际和国家标准对起重机的智能化技术要求比较宽泛，不够细化，给集装箱起重机的智能化技术发展带来诸多问题，一是设计要求不统一，造成验收困难；二是针对起重机的智能化要求还缺少相应的标准规范，给用户和第三方监理带来更多的操作空间，导致验收标准被掌握在用户和第三方监理手中，给集成商带来困扰，大大增加了成本；本标准的制定，填补了国内岸边集装箱起重机智能化技术标准的空白，本标准能规范和引领集装箱起重机智能化技术的发展，同时更好助力码头的绿色化和智能化建设，结合现有集装箱起重机智能化技术在码头的典型应用经验，推动行业科技创新。三、主要试验（或验证）情况本标准中的误差范围和相应数据要求，通过长期项目实际数据的验证是合理和有效的。在本标准的编制过程中，起草工作组特别考虑了误差范围和相应数据要求的设定，因为这些参数对于确保岸边集装箱起重机智能化系统的精确性和可靠性至关重要。制定过程基于当前岸边集装箱起重机智能化系统的主要技术参数，并充分考虑了系统操作的实际环境和条件。为了确认这些参数设定及要求，起草工作组组织收集对比了多个智能化系统方案的实际参数，并测试相关精度要求，识别出可能影响系统精度和稳定性的因素。通过反复测试和调整，逐步精炼了误差范围和数据要求，以确保它们既能体现技术的先进性，又能具备实际操作的可行性。此外，还结合了行业专家的意见和技术要求文献，以确保本标准中的参数设置不仅与国内外的技术水平保持同步，而且能够适应未来技术发展的趋势。我们对这些参数进行了严格的审查和评估，以保证它们的宽严适度，既不过于宽松而降低系统性能，也不过于严格而难以实现。在经过多次对比测试后，起草工作组利用项目实际数据对所确定的误差范围和数据要求进行了验证。这一验证过程涉及了对比分析实际作业数据和预设参数之间的一致性，以及评估系统整体表现的可靠性和效率。验证结果表明，经优化的参数不仅合理，而且在实际应用中表现出良好的有效性。综合上述工作，本标准中关于误差范围和相应数据要求的规定，是经过详尽的试验研究、专家咨询和实际数据验证后得出的科学结论。四、标准中涉及专利的情况本标准不涉及任何专利。五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况本标准的制定，填补了我国在岸边集装箱起重机智能化技术标准领域国内标准缺失的空白。通过本标准的规范和指导，将系统化地推动岸边集装箱起重机的智能化系统设计、制造以及后续的维护和升级工作，为整个行业的技术进步提供重要的支撑。通过在本标准中明确的智能化技术应用，岸边集装箱起重机的操作性能将达到新的高度。智能化系统的引入，将大幅提升起重机操作的精准度和工作效率，优化作业流程，减少因人为操作失误导致的效率损失和潜在风险。此外，更高的操作速度将直接提升港口的货物吞吐能力，从而显著提高港口的整体作业效率。智能化技术的融入不仅提升了作业效率，还在设备运行安全性方面发挥了积极作用。通过对作业环境的实时监控和风险预警，智能化系统能够有效预防和降低事故发生率，这无疑对于保障作业人员和货物的安全具有至关重要的意义。本标准发布后，必将对岸边集装箱起重机智能化系统的稳定性、安全性和效率产生长远而深远的影响。它将促进制造商和运营商对智能化技术的重视与投资，推动相关研发工作的深入进行，同时为使用方提供高效、可靠的智能化操作体验。随着本标准的广泛实施，国内岸边集装箱起重机的智能化水平将得到显著提升，进而强化我国在全球港口机械领域的竞争力，并为港口物流行业向智能化、自动化方向的转型提供坚实的技术基础与支持。六、与国际、国外对比情况本标准在制定过程中未查询到同类国际、国外标准。本标准没有采用国际标准。本标准制定过程中未测试国外的样品和样机。本标准水平为国内先进水平。七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性本专业领域的标准体系框架见附图。本标准属于起重机械标准体系，“起重机械”大类。本标准与现行相关法律、法规、规章及GB/T3811-2008《起重机设计规范》、GB/T6067.1-2010《起重机械安全规程第1部分：总则》以及GB/TXXXX《起重机械智能化系统第1部分：术语和分级》等相关标准协调一致。八、重大分歧意见的处理经过和依据无。九、标准性质的建议说明建议本标准的性质为推荐性行业标准。十、贯彻标准的要求和措施建议建议本标准批准发布6个月后实施。以标委会为主体，在本专业领域会议上予以宣传；制作宣传讲解视频，在网站和微信公众号上向社会大众宣传。十一、废止现行相关标准的建议无。十二、其他应予说明的事项——标准下达计划时名称为《岸边集装箱起重机远程控制系统》。在起草阶段，有专家提出，为符合当