AGV在集装箱码头中的应用(2)

在集装箱码头使用AGV时，由于室外露天环境复杂，晴雨交替，条件恶劣，控制干扰大，车辆负荷重，因此与通常室内自动化立体仓库中的AGV有较大差别。从目前来看，AGV 的应用重点需要研究和分析下列问题。

1、导向技术的应用 激光检测技术、惯性导航术、图像技术、声检测技术和光反射检测技术。 电磁感应导向出现最早，是十分成熟的技术，在AGV系列产品中其应用比例最高。在码头露天环境下，不受外界光和污渍的影响。由于其为有线制导方式， AGV对路径跟踪能力强，不仅运行速度快，而且导向稳定程度较高。集装箱码头堆的集装箱箱区和行车道路的位置很难发生改变，因此避开了电磁感应导向的路径柔性较差的缺点。不足在于这种导向方式的交叉路径布置很复杂，线路本身产生的电磁波对于码头环境也会产生一定的影响，此外由于码头地表为钢筋混凝土结构，实现电磁感应导向铺设成本较高。 激光检测技术是欧洲AGV导引技术的主流，它通过实时接受固定位置的定位反射片的激光信号，计算测定自身瞬时位置和运动方向，通过和预设定路径的比较来实现导引。

这种技术导向与定位精度高，路径可以任意规划，柔性最好。但是由于在集装箱堆场上难以安装固定的激光反射片，如果安装在地表附近，反射片上的污渍以及外界光源产生的干扰又难以排除，因此在码头的应用有局限性。目前美国丹纳赫公司与合作伙伴研发的激光导引AGV样机速度可达20km/h，处于所有港口搬运速度的前列，而且载重量可达80t，理论上可以实现双箱搬运，如果解决了在码头露天环境下激光检测导向的干扰问题，该技术在码头上的应用将占有较大比例。

惯性导航术是美国AGV导引技术的主流，它采用陀螺仪检测AGV的方位角并根据某一参考点出发所测定的行驶距离来确定当前位置，通过与预设路径的比较来控制AGV的方向和行驶距离。起初由于陀螺仪的价格高，民用产品很少使用。随着市场的发展和科技进步，陀螺仪的价格不断下降，精度适用于AGV的陀螺仪售价已低于1000美元。惯性导航术基本不受外界环境的影响，地面适应能力强，对环境基本无影响，路径柔性较高。然而实现惯性导航需要在码头地面布设辅助定位块，而码头AGV运行速度较快，其导引性需要采取技术措施来保证。此外，如果能通过集装箱RFID标签来进行辅助定位，随着集装箱RFID标签的广泛使用，这一技术在码头应用前景较好。

2、AGV的设计 由于码头区域面积大，AGV小车行驶的路径长，为提高装卸效率，AGV小车的速度必然设计得较高，而集装箱的体积和重量都较大，因此AGV车架的刚度设计和制造有一定的困难；而且由于惯性大重心高，AGV的转弯半径受堆场道路的限制，因此AGV自身的高度要尽可能降低，机构设计的限制大，其中驱动系统以及悬挂系统的设计是个难点；室内用 AGV 一般采用电池驱动，而目前用于码头的AGV多采用柴油机驱动，如果考虑环保和燃料补充的安全性采用充电电池驱动，则需要配套的电池以及充电系统进行支持，而目前这方面还没有成熟的系列产品；此外露天环境条件恶劣，也对传感器的性能、耐用性和易于维护性提出了更高的要求。

3、AGVS系统规划 当用若干台AGV组成AGVS时，为提高生产效率，必须进行合理的系统规划。AGVS是动态系统，影响生产效率的因素很多，系统规划主要考虑下列几方面的内容：AGVS 物流线路布局以及系统装卸站点的位置安排，小车调度规则；交通管理与运行线路规划；确定小车数量。

目前大多数研究围绕平均任务流、财间、队列中任务等待时间和交叉处的总阻塞时间来衡量系统的性能。然而对于码头而言，AGV的装卸点不是固定位置的，在行走路径中任何一个集装箱Bay位都可能是它的装卸点，甚至可能去毎一个集装箱岸边起重机等待装卸，如果简单将用AGV替换集卡的动作，由此产生的交通管理、运行路线规划和交叉阻塞控制计算量将剧增，而自动化运转方式对AGV的动作控制很严格，国内在AGV 控制软件系统设计方面经验也不足，有可能导致装卸效率没有多少高，因此码头AGV线路的布局以及数量确定是个难点。而小车调度、交通管理和运行路径规划与系统工作时的具体情况有关，用纯数学分析的方法难以解决，需要采用计算机仿真进行优化分析。