团 体 标 准
T/CIN 077—2025
干散货码头火车装车楼自动控制系统技术
要求
Technical requirements for intelligent control system in the train loading
building of dry bulk terminals
2025-07-02 发布 2025-10-02 实施
中 国航海 学会 发 布
T/CIN 077—2025
前 言
本文件按照GB/T 1.1—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》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国航海学会提出并归口。
本文件负责起草单位：山东港口日照港集团有限公司、交通运输部水运科学研究院。
本文件主要起草人：张连钢、赵冰、李静、孙肃徽、王衍棣、温皓白、田振东、刘志阳、张德文、刘兆阳、姜磊、牟宗涛、侯世波、王世宁、范江山、徐冠男、王晨、张坤、张博涵、宁伟婷。
干散货码头火车装车楼自动控制系统技术要求
1 范围
本文件规定了干散货码头火车装车楼自动控制系统构成、总体要求、硬件要求，车厢牵引子系统、车号自动识别子系统、定位子系统、给料子系统、计量子系统、安全防撞子系统、装车监测子系统和装车作业管理系统的技术要求。
本文件适用于煤炭、矿石、粮食等干散货码头火车装车楼自动控制系统的设计、建设、改造和使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3811 起重机设计规范
GB/T 4208—2017 外壳防护等级(IP 代码)
GB/T 5226.32 机械电气安全 机械电气设备 第 32 部分：起重机械技术条件
GB/T 6067.1 起重机械安全规程 第 1 部分：总则
GB 15577 粉尘防爆安全规程
GB/T 15969.6 可编程序控制器 第 6 部分：功能安全
GB 17918 港口散粮装卸系统粉尘防爆安全规范
GB/T 17919 粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则
GB/T 37955 信息安全技术 数控网络安全技术要求
GB/T 39680 信息安全技术 服务器安全技术要求和测评准则
GB 50057 建筑物防雷设计规范
GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范
GA/T 1211 安全防范高清视频监控系统技术要求
JT/T 1415.3 交通运输数据资源交换与共享 第 3 部分：数据格式与接口
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
火车装车楼 train loading building
与码头输送系统相衔接，通过接料仓、称量仓、缓冲仓、驱动设备等将大宗干散货物料连续装入火车车厢的设备设施。
注：火车装车楼结构型式见附录 A。
3.2
干散货码头火车装车楼自动控制系统 automatic control system of the train loading building of dry bulk terminals
应用牵引、车辆识别、定位、计量、监测、安全防撞等技术，并与装车作业管理系统进行信息交互，实现对干散货码头火车装车楼自动操作的控制系统。
3.3
车厢牵引子系统 traction subsystem
通过北斗系统或磁钉(磁条)、工业以太网等技术对牵引装置进行远程定位，并利用可编程逻辑控制器(PLC)控制，实现火车车厢按设定速度自动运行至指定位置并实现车厢挂车和装车对位功能的系统。
3.4
车号自动识别子系统 automatic vehicle number recognition subsystem
应用射频识别(RFID)、光学字符识别(OCR)等检测技术，实现火车车厢号、车型等信息识别的系统。
3.5
定位子系统 positioning subsystem
通过编码器、光栅、磁钉(磁条)等两种及以上检测方式对火车车厢位置、装车溜槽位置进行定位，提供各装置位置信息的控制系统。
3.6
给料子系统 feeding subsystem
接收干散货码头火车装车楼自动控制系统发出的给料指令，启动及控制输送系统流程进行供料的系统。
3.7
计量子系统 metering subsystem
采用安装在称量仓上或其他位置上的计量装置，通过对称量仓物料量、当前作业车厢的装载量及物料流量进行实时计量，将计量数据与当前作业车厢设定的装载量进行实时对比分析并控制装车作业的系统。
3.8
安全防撞子系统 anti-collision subsystem
通过智能感知障碍物或人员的实时状态信息，避免装车溜槽、火车车厢、人员及其它障碍物之间发生相互碰撞的系统。
3.9
装车监测子系统 loading monitoring subsystem
采用视频监控摄像机、测速传感器、激光雷达、高频雷达等监测手段，对车厢状态及厢内物料进行实时监测，形成三维图像，获取车厢实时运行速度、车厢行进位置、车厢的占空比、物料面积、堆积高度、物料分布等相关信息的系统。
3.10
装车作业管理系统 loading operation management system
通过采集火车装车楼自动控制系统的实时状态信息，并结合车辆检查情况和作业任务信息自动分析运算，形成火车装车楼作业流程方案和作业信息管理的系统。
4 系统构成
4.1 干散货码头火车装车楼自动控制系统(以下简称“火车装车楼自动控制系统”)硬件主要由上位工控机、监测装置、可编程逻辑控制器(PLC)、操作台、现场操作箱等构成，见图 1，以上组件通过工业以太网络连接。
图 1 火车装车楼自动控制系统硬件构成
4.2 火车装车楼自动控制系统软件主要由车厢牵引子系统、车号自动识别子系统、定位子系统、给料子系统、计量子系统、安全防撞子系统、装车监测子系统等构成，并与装车作业管理系统进行信息交互，见图 2。
图 2 火车装车楼自动控制系统软件构成4.3 火车装车楼自动控制系统的软件功能见表 1 所示。
表 1 火车装车楼自动控制系统软件功能
5 总体要求
5.1 工作环境
工作环境条件满足下列要求：
a)工作环境温度应为-25℃~+45℃,超出以上环境温度范围宜考虑选用适合环境的元器件或增加必要的温度管控措施;
b)场地工作风速应不大于 20m/s;
c)最大相对湿度应不大于 95% ，可有凝露、盐雾。
5.2 一般要求
5.2.1 火车装车楼自动控制系统设计应符合 GB/T 3811 的规定，安全应符合 GB/T 6067.1 的规定，服务器应符合 GB/T 39680 的规定。
5.2.2 火车装车楼自动控制系统应能针对不同类型输送物料、车厢型式及配料模式给出不同的装车控制程序，实现装车效率和精度的最佳匹配。
5.2.3 各子系统应设置时间同步，且与装车作业管理系统时间保持一致。
5.2.4 火车装车楼自动控制系统应与码头控制系统实现联锁控制，应能自动控制取料系统的取料启停，实现供料自动调节。
5.2.5 火车装车楼自动控制系统应能在接收到作业任务信息后，自动控制接料仓闸门动作时序和启闭度，实现向称量仓的全自动化精准配料，实现接料仓闸门启闭信号与接料仓料位信号自动联锁控制。
5.2.6 火车装车楼自动控制系统应能在接收到作业任务信息后，自动计算并控制牵引装置运行或装车溜槽伸缩(移动)，使火车车厢运行至最佳作业起始位置。
5.2.7 火车装车楼自动控制系统应能实现接料仓闸门、称量仓闸门开闭控制、装车速度与火车牵引速度相匹配。
5.2.8 火车装车楼自动控制系统应能自动计算并精确控制装车溜槽的摆动轨迹及闸门的启闭时序，实现自动装车作业过程中的均衡装载及自动换厢作业。
5.2.9 火车装车楼自动控制系统应能在跨空车厢作业前或完成最后一节车厢额定装载量后，实现装车余料处理功能。
5.2.10 火车装车楼作业发生异常状态时，应具备一键急停等应急响应处理功能。
5.2.11 火车装车楼自动控制系统应能根据装车流程作业要求自动启停除尘系统，散粮装卸除尘防爆应符合 GB 17918 的规定，煤炭除尘防爆应符合 GB/T 17919 的规定。
5.2.12 火车装车楼内粉尘爆炸危险场所的设备运行与维护等应符合 GB 15577 的规定。
5.2.13 应对火车装车楼自动控制系统软硬件进行日常维护，宜提供远程联网方式对火车装车楼自动控制系统进行故障诊断和软件维护，使火车装车楼自动控制系统保持良好的运行状态。
5.3 操作模式
5.3.1 应支持自动化操作、半自动化操作、人工操作及机侧操作等四种操作模式。
5.3.2 自动化操作应具备管理作业计划、远程监控和控制火车装车楼自动化作业的功能。
5.3.3 半自动化操作应具备利用操作手柄对火车装车楼进行半自动化操作的功能，并配备紧急制动按钮。
5.3.4 应能根据火车装车楼的实际作业情况对系统进行人工操作模式。
5.3.5 在特殊工况或检修工况下，应能实现对火车装车楼主要设备平台处的机侧操作箱进行单独手动控制操作。
5.4 通信网络
5.4.1 网络安全应符合 GB/T 37955 的规定，同时数据通信网络宜冗余配置。
5.4.2 接口要求应符合 JT/T 1415.3 的规定。
5.4.3 应优先选用光纤和5G 等传输方式。
5.4.4 抗电磁干扰能力应符合 GB/T 5226.32 的要求。
5.4.5 通信网络应具备自我检测功能。
5.5 数据管理
5.5.1 数据管理应遵循依法采集、质量为本、安全可控的原则，保障数据的一致性、完整性和准确性。
5.5.2 监测数据在传输、存储和备份过程中应保证数据的可用性、完整性，确保经过传输和交换的数据不会发生增加、修改、丢失和泄露等。
5.5.3 数据存储介质应安全可用，保证能够实时接收和存储监测设备的回传数据。
5.5.4 数据备份应采用性能可靠、不易破坏的介质定期进行数据备份。
6 硬件要求
6.1 上位工控机应采用高性能多核处理器，具备稳定的电源管理系统及扩展能力。
6.2 监测装置应动作灵敏、可靠性高、抗干扰能力强。
6.3 应选用视频监控摄像机，视频图像质量应符合 GA/T 1211 的相关要求，分辨率应不低于 1920×1080 (1080P)，信息延迟时间应不超过 280ms。
6.4 测速传感器应采用防尘、防水、防腐蚀的结构，防护等级应不低于 GB/T 4208—2017 中的 IP54。
6.5 激光雷达、高频雷达应满足防爆性能要求。
6.6 PLC 应具有抗干扰能力，功能安全应符合 GB/T 15969.6 的规定。
6.7 操作台应标识清楚，操作手柄应手感好、档位清晰、操作灵敏。
6.8 现场操作箱应采用防护型结构，在无遮蔽的场所安装使用时其外壳防护等级应不低于 GB/T 4208—2017 中的 IP65，在有遮蔽的场所安装使用时其外壳防护等级应不低于 GB/T 4208—2017 中的IP54。
6.9 应在控制室操作台上、火车装车楼主要设备平台处的“机侧操作箱”面上及底层装车两侧设置紧急停机开关，在特殊工况或检修工况下，应能实现对设备各部件的人工单独操作，完成单独部件运动及检修调试内容。
6.10 电缆和导线的选择及电气线路的敷设应符合 GB 50058 的要求，电缆线路应不受到机械损伤、振动、腐蚀、化学影响及热作用。
6.11 粉尘爆炸危险场所内，电气系统设计及电气设备的选择应符合 GB 50058 的要求。
6.12 火车装车楼内粉尘爆炸危险场所防雷与接地设计应符合 GB 50057 的规定。
7 车厢牵引子系统
7.1 应能实现火车车厢的位置监测、 自动运行、挂车及装车对位实时控制，确保装车的安全性。
7.2 在牵引控制过程中应与装车溜槽动作控制保持信息交互，保证在移车过程中装车溜槽不被火车车厢挂住拉坏。
7.3 应能与火车装车楼自动控制系统其他子系统形成联锁控制。
7.4 应与火车装车楼作业管理系统联网通讯，按火车装车楼作业管理系统的要求实现牵引装置自动运行。
8 车号自动识别子系统
8.1 车号自动识别子系统宜布置于火车线及铁路场区，应提前采集车厢型号信息，并将检测信息实时传输至火车装车楼自动控制系统。
8.2 车厢型号识别应具备自校验功能，识别准确率应不小于 99%。
8.3 对于车号无法匹配的车厢应具备预警功能，并提示作业人员介入处理。
9 定位子系统
9.1 火车车厢定位移动位置与实际移动位置之间的误差应不超过 20mm。
9.2 装车溜槽与车厢边缘相对位置的检测误差应不超过20mm。
9.3 装车溜槽位置检测应实现与火车车厢到达装车点位置检测联锁控制，保持车厢与溜槽合理安全距离，防止溜槽与车厢碰撞。
9.4 应具备两种及以上独立、可控制的方式进行相互校验。
10 给料子系统
10.1 应能接收传输取料机、带式输送机等运行数据，实现与火车装车楼接料仓料位信号及火车牵引速度联锁控制。
10.2 应能根据接料仓料位反馈信号实现给料子系统的有序启停和调速，自适应调节供料量大小，确保供料充足，保证作业连续性。
11 计量子系统
11.1 应实时感知接料仓料位信息，防止溢料或供料不足。
11.2 应实时显示称量仓物料量信息，实现火车装车楼精准配料。
11.3 应具备连续计量功能，并实时采集输出计量数据。
11.4 应具备对当前作业车厢装载量与计划配载量进行实时对比分析的功能。
11.5 系统连续作业及单车车厢称重斗计量精度偏差宜不大于 0.3%或满足港口特定要求。
12 安全防撞子系统
12.1 应具有两种及以上独立的装车溜槽防撞装置，并互为补充。
12.2 应具备装车溜槽移动路径上的防撞保护功能，确保装车溜槽在移动、升降作业过程中与车厢边缘保持安全距离。
12.3 应设置装车溜槽、火车车厢、人员及其它障碍物防碰撞的安全预警装置。
12.4 应设置作业时与周围环境防撞保护距离和报警阈值。
13 装车监测子系统
13.1 车厢运行状态及车厢内物料检测应具备自校验功能。
13.2 应具备对当前作业车厢厢体、载重的实时监测功能。
13.3 应具备对当前作业车厢运行速度、行进位置及过车距离的实时感知功能。
13.4 应实现对车内有无其他物料(物件)的监测功能。
13.5 应具备对当前作业车厢内料堆在作业过程中堆积高度及装车作业中分布变化信息的实时感知功能。
13.6 车厢体外廓尺寸扫描误差应不超过20mm。
13.7 车厢行进位置监测误差应不超过20mm。
13.8 车厢内物料分布形态尺寸扫描误差应不超过20mm。
14 装车作业管理系统
14.1 使用前应对操作人员进行身份验证，并进行权限管理。
14.2 装车作业管理系统应能根据火车装车楼自动控制系统采集的作业数据信息制定作业计划，并将作业计划下达给火车装车楼自动控制系统，同时应能接收火车装车楼自动控制系统的作业反馈信息。
14.3 装车作业管理系统应自动记录全部装车作业信息，包括装车时间、作业货种、每节车厢的计划配载量与实际装载量、装载误差、单列车装载总量等，并具备数据上传、储存及回放功能，存储时间应不少于 30 天。
14.4 火车装车楼发生异常状态时，装车作业管理系统应具备一键急停等应急响应处理功能。
14.5 宜具备全时段显示火车装车楼实时状态信息、故障信息和作业信息的功能。
14.6 装车作业管理系统应支持远程实时访问查看和本地录像留存，备份有效期应不少于 90 天。
附 录 A
(资料性)
火车装车楼构成示意图
图 A.1 给出了装车楼构成示意图。
标引序号说明：
1—主体结构
2—带式输送机头部给料装置3—接料仓
4—接料仓闸门
5—称量仓
6—称重传感器
7—称量仓闸门
8—缓冲仓
图 A.1 火车装车楼构成示意图
9—装车溜槽 10—溜槽闸门11—驱动系统
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