Brevet FR3031828A1 — publié le 20160722

Procédé de chargement/déchargement de conteneurs dans une installation portuaire La présente invention a trait à un procédé d'optimisation du chargement/déchargement de conteneurs dans une installation portuaire. Ces installations comportent classiquement des grues de quai pour charger/décharger les navires accostés, des portiques automatisés d'empilement/dépilement de conteneurs qui sont localisés dans des zones prévues pour stocker provisoirement les conteneurs dans l'enceinte du port, 10 les grues et lesdits portiques étant d'ailleurs dans la plupart des cas techniquement très similaires, pouvant par exemple prendre la forme de ponts de levage ou équivalent. Des véhicules de transport de conteneurs sont ensuite chargés de faire le lien entre les grues et les portiques. L'invention concerne également une disposition particulière des éléments 15 fonctionnels tels que présentés ci-dessus dans une installation portuaire, en vue d'optimiser les opérations de chargement et déchargement des navires. Pour relier les différentes zones d'opération, c'est-à-dire en pratique esdits éléments fonctionnels, des voies de communication sont prévues pour les véhicLÉes, qui comportent des voies de passage sous les grues du quai et des 20 voies de circulation parallèles situées entres les grues de quai et des voies d'accès aux portiques automatisés Des emplacements de parking sont par ailleurs utilisés pour le parcage des véhicules de transport de conteneurs qui sont provisoirement non affectés à une tâche de transbordement. Dans ce cas, aucune indication de destination ne leur a été fournie, pas plus que 25 d'informations sur un trajet à suivre. Ils sont disponibles et doivent être garés quelque part jusqu'à ce qu'une tâche leur soit affectée. L'objectif d'optimisation des trajets des véhicules, qui consacre en fait la gestion dynamique d'un parc constitué de nombreux véhicules à organiser en fonction des besoins de retrait et de dépose des conteneurs, est cruciale pour 30 le fonctionnement correct d'un port, notamment à cause de l'importance croissante du trafic maritime des conteneurs et de la tendance actuelle au gigantisme des ports qui en découle. Cette gestion comporte notamment l'attribution aux véhicules actifs d'une tâche et d'une destination et, dans l'hypothèse d'une automatisation complète ci,s véhicules, des informations sur le trajet à parcourir. Les flux de conteneurs étant variables selon le nombre de navires à quai et la période de la journée, l'optimisation des transbordements des conteneurs inclut nécessairement la gestion des véhicules provisoirement non utilisés et par conséquent, parmi les informations à traiter, la sélection d'un emplacement de parcage provisoire pour les véhicules sans attribution de tâche. Des zones dites tampons sont. prévues à cet effet dans les ports, localisées de préférence au coeur des zones actives de sorte que lorsqu'un véhicule passe du statut « inactif » au statut « activé », il puisse devenir opérationnel le plus rapidement possible. Dans les agencements actuels,c'est-à-dire avec les implantations des éléments fonctionnels tels qu'existants dans [es terminaux portuaires, ces emplacements de parcage provisoire sont disposés à proximité immédiate des grues, occupant un espace entre les voies de passage sous les grues et des voies parallèles de circulation. Ces dernières permettent notamment d'aller vers les voies d'accès aux portiques automatisés mentionnées auparavant qui se terminent par des stations individuelles de dépose/retrait d'un conteneur. Quelques stations de ce type coopèrent avec un portique automatisé d'empilementidépilement de conteneurs, et permettent un fonctionnement réversible du type : a/ les véhicules apportent un conteneur sur une station, qui est déchargé par le portique, lequel l'emple ensuite avec d'autres conteneurs pour un stockage provisoire avant envoi vers une destination finale hors du port b/ Le portique dépile un conteneur d'une pile de stockage provisoire et le place sur une telle station en vue de son enlèvement par un véhicule qui l'apporte à une grue à quai, laquelle le transborde sur un navire. Le même fonctionnement réversible s'applique d'ailleurs aux grues de quai. Ces zones de parcage provisoire, dont la nécessité fonctionnelle est indiscutable au regard des conditions d'optimisation des transbordements de conteneurs et des implantations actuelles, sont cependant dans le même temps un frein au développement à la fois territorial et économique des terminaux de traitement des conteneurs, et également un obstacle méthodologique à l'optimisation de la gestion, notamment dans une perspective d'automatisation complète. On sait que la question de l'espace disponible est cruciale dans nombre de régions du monde, tant sous l'aspect économique puisque le terrain coûte cher que dans une perspective purement pratique dans certaines parties du globe qui en sont dépourvues, la pénurie d'espace alourdissant d'ailleurs notablement la charge financière. Les exemples des ports insulaires de Singapour et de Hong-Kong, qui sont pourtant des terminaux de traitement de conteneurs de tout premier plan, sont à cet égard édifiants : il s'agit de places considérées comme majeures dans le trafic maritime mondial de conteneurs, dont l'expansion serait amplement justifiée par l'accroissement actuelle du trafic, mais pour lesquelles les contraintes géographiques plus qu'économiques sont des obstacles réels à tout développement. Sur un plan purement méthodologique, et toujours dans la perspective d'optimiser les flux de conteneurs à l'intérieur du port, ces zones « inactives » de parcage qui se placent entre deux zones à forte activité - les grues et les podiques dempiFementldépilement - ont un double impact sur le temps de transbordement (elle augmentent les trajets et nécessitent un traitement séquentiel des opérations) d'une part et les trajets à prévoir d'autre part, obérant per conséquent également le coût du traitement et in fine l'attractivité économique du terminal. Pour se dégager de sous les grues lorsqu'ils viennent d'être chargés d'un conteneur, ou pour accéder à un emplacement sous une grue dans le but de se faire délester d'un conteneur, les véhicules doivent emprunter les voies de passage et passer sous toutes les grues lors d'une opération complète : ils circulent donc en pratique d'une extrémité à l'autre d'au moins une voie. Cela implique par ailleurs qu'un seul emplacement soit occupé par grue, et que tous les autres soient fibres, préservant fa voie de passage. Le résultat est que ces emplacements sont dès lors indisponibles pour une opération de chargement/déchargement. En conclusion, ce fonctionnement oblige à séquencer les opérations de chargement/déchargement, et à trouver un emplacement provisoire pour un grand nombre de véhicules qui ne peuvent être utilisés, même en cas de pleine activité du terminal portuaire. L'invention remédie à ces insuffisances et carences en proposant une solution permettant de s'affranchir de cette zone « morte » de parcage des véhicules de transport des conteneurs. Le gain d'espace « utile » s'en trouve accru de manière importante, et les trajets des véhicules, sensiblement raccourcis, permettent un gain de temps appréciable. L'invention permet par ailleurs un fonctionnement non plus séquence mais parallèle. Ces caractéristiques s'analysent en un gain économique global clairement 10 profitable pour l'installation portuaire équipée de l'invention. A titre principal, le procédé de chargement/déchargement de conteneurs de l'invention, dont on rappelle qu'il comprend la gestion optimisée des trajets des véhicules en fonction des besoins de transbordement des conteneurs, et à ce titre notamment l'attribution à chaque véhicule d'une tâche et d'une 15 destination et la sélection d'un emplacement de parcage provisoire pour les véhicules sans attribution, dans des zones tampons prévues à cet effet, se caractérise en ce que lesdits véhicules sans attribution sont affectés à des emplacements de parcage provisoire sous les grues et/ou dans la voie de transfert proximale des grues, utilisées comme zone tampon. 20 La disparition pure et simple de la zone tampon auparavant située entre les voies de passage sous les grues et les voies de circulation conduit à un gain de surface au sol proche de 20%, ce qui est considérable notamment dans des endroits où l'espace est précieux et cher. Par ailleurs, toujours selon l'invention, pour un parcage dans la partie de 25 la zone tampon située sous une grue, le trajet assigné à un véhicule, en fonction de l'emplacement précis sous la grue qui lui est attribué, est calculé pour couvrir une distance minimale compatible avec les capacités et caractéristiques du véhicule, en particulier son rayon de braquage et sa longueur, et sans passer sous une drue adjacente. 30 Le véhicule arrivant d'un portique automatisé et passant par les voies de circulation parallèles aux voies de passage sous les grues peut tourner entre deux grues et aller occuper un emplacement sous une grue, pour une opération de transbordement ou pour un parcage provisoire. De même, dès le chargement/déchargement achevé par une grue, ou suite à la réception d'instructions liées à une tâche à remplir, le véhicule peut quitter son emplacement sous la grue et tourner pour rejoindre directement une voie de circulation. Il n'est plus nécessaire d'utiliser les voies de passage sous les grues à des fins de circulation le long du quai. Tous les emplacements sous les grues peuvent au surplus potentiellement être utilises simultanément, ce qui conduit à une augmentation considérable d'opérations qui peuvent être traitées en même temps et dans une période donnée. Selon une possibilité propre à l'invention, le trajet assigné à un véhicule vide est calculé en tenant compte de la possibilité d'entrer/sortir d'un emplacement sous une grue des deux côtés de ladite grue. Cette caractéristique offre au procédé une souplesse inégaiée dans la mesure où le nombre de possibilités de trajets, en lien avec les trajets calculés des autres véhicules dans la même période, est sensiblement augmenté. Par ailleurs, le trajet assigné à un véhicule chargé d'un conteneur est calculé, selon le procédé de l'invention, en tenant compte de la possibilité d'entrer dans un emplacement sous une grue d'un seul côté et d'en sortir des deux côtés, pour des raisons structurelles liées à la configuration des grues. L'invention concerne également une disposition des éléments fonctionnels dans une installation portuaire comportant une pluralité de grues de quai placées perpendiculairement à la direction du quai, des portiques automatisés d'empilement/dépilement de conteneurs, des voies de communication pour des véhicules de transport de conteneurs incluant des voies de passage sous chaque grue de quai et des voies de circulat:on parallèles situées entres les grues de quai et des voies d'accès aux portiques automatisés, et des zones tampon de parcage des véhicules de transport de conteneurs provisoirement non affectés à une tâche. La disposition de ces éléments fonctionnels est différente, selon l'invention, en ce que les grues sont espacées pour que les véhicues de transport de conteneurs puissent se placer sous une grue et en sortir sans passer sous les grues adjacentes, et en ce que lesdites zones tampon sont constituées d'emplacements disposés sous les grues et/ou dans la voie de circulation proximale des grues. La condition de cette nouvelle disposiÊon réside donc dans un espacement approprié des grues, qui n'est toutefois en pratique pas ou peu supérieur à ce qui existait auparavant, les véhicules de transport de conteneurs actuels étant tels qu'ils peuvent braquer et tourner à angle droit dans un espace très réduit. L'usage de la voie de circulation proximale augmente s'il est besoin les possibilités de stockage provisoire, sachant que même dans ce cas, les trajets de dégagement et d'accès aux grues ne sont pas obstrués : seuls les 10 emplacements qui ne portent pas préjudice aux déplacements des véhicules de transport des conteneurs sont utilisés. L'invention va à présent être décrite plus en détail au moyen des figures suivantes : - la figure 1 est une vue schématique d'une installation portuaire selon 15 l'invention ; la figure 2 représente une installation, schématisée de la même manière, qui reflète l'art antérieur ; la figure 3 représente en deux schémas distincts les phases respectivement d'entrée et de sortie d'un véhicule de transport de 20 conteneur circulant à vide, selon le procédé de l'invention ; - la figure 4 représente un exemple d'opération particulièrement optimisée grâce à l'apport de l'invention ; et - la figure 5 constitue le pendant de la figure 3, pour un véhicule chargé d'un conteneur. 25 En référence à la figure 1, l'installation portuaire comporte des grues (1) situées sensiblement perpendiculairement au quai (2), et qui recouvrent des voies de passage (3). Les grues (1) portuaires sont classiquement en forme de pont de levage, et comportent une portion (4) située au-dessus du bassin, et par conséquent d'un navire lorsqu'il y en a un à quai, et une portion (5) 30 située au-dessus des voies de passage (3), qui surmonte potentiellement des véhicules (6) de transport de conteneurs, soit garés provisoirement à cet endroit, selon une caractéristique originale de l'invention, soit en cours de chargement/déchargement. Des portiques automatisés (7), permettant également de charger/décharger des véhicules (6), organisent le stockage par empiàment de conteneurs en provenance des navires et donc des grues (1). A l'inverse, ils servent également au dépilage de conteneurs qu'ils enlèvent à des stocks constitués en vue de charger des véhicules de transport (6) vides qui les transbordent ensuite vers les grues (1). Entre la zone des grues (1) d'une part, et la zone de stockage comprenant 10 les portiques (7) d'autre part, des voies de circulations (8) parallèles aux voies de passage (3) et plus généralement au quai (2) sont prévues pour permettre aux véhicules (6) de se déplacer entre les deux zones précftées. La voie proximale (8a) peut être allouée à un parcage provisoire. Ces voies (8) sont réservées à un seul sens de circulation, notamment afin de faciliter 15 l'automatisation du procédé de chargement/déchargement, comme le montrent les flèches placées sur les lignes qui les symbolisent. Des voies d'accès (9) aux portiques automatisés (7) débouchent sur lesdites voies de circulation (8). A leur extrémité, des stations de dépose/retrait des conteneurs, en nombre égal à celui des voies d'accès (9), 20 sont prévues pour coopérer avec un portique (7). L'installation selon l'art antérieur, apparaissant en figure 2, comporte en pratique les mêmes éléments fonctionnels, et n'est que partiellement représentée en vue de mettre en exergue les différences avec l'invention. Ainsi, en figure 2, c'est la zone des grues (1') au niveau du quai (2') qui est à 25 titre principal représentée, ainsi que deux voies de circulation (8') seulement, la différence structurelle principale se situant à ce niveau. Elle consiste pour l'essentiel en l'existence, dans l'art antérieur, d'une zone tampon (10') pour parquer les véhicules (6') de transport de conteneurs lorsqu'ils ne sont pas missionnés pour une tâche précise. Cette zone tampon (10') sépare en 30 pratique les voies de passages (3') des voies de circulation (8'), imposant aux véhicules (6') d'aller à l'extrémité des unes pour avoir accès aux autres. Cette obligation de circulation sur toute la longueur des voies (3') a plusieurs conséquences qui obèrent les possibilités d'optimisation car, outre une augmentation sensible des temps de traitement, elle ne permet qu'à un seul véhicule par voie (3') d'être chargé/déchargé par une grue (1'), les autres voies (3') devant être laissées libre pour la circulation des autres véhicules (6'). Il faut enfin que le système prévoie de décaler les emplacements de traitement d'une grue (1') à l'autre, ce qui nécessite pour le système automatisé un balayage constant de l'activité de chaque grue (1') pour obtenir cette information, et un séquencement des opérations. Celui-ci occasionne de multiples et répétées pertes de temps et alourdit sensiblement le traitement global des informations dans un procédé d'automatisation du fonctionnement d'une l'installation portuaire. C'est principalement le séquencement dû à la nécessité de ne traiter qu'un seul véhicule (6') par grue (1') qui entraîne le besoin d'une zone de parcage provisoire. Au contraire, dans le fonctionnement de l'invention, tel que par exemple mondé en figure 3 pour des véhicules (6) vides, c'est-à-dire auxquels le système de traitement a affecté la tâche d'aller à vide vers un emplacement prédéterminé pour y chercher un conteneur, le nombre d'emplacements de transfert est multiplié par 5 par grue (1), et il n'est plus nécessaire de procéder à un séquencement. Les trajets possibles des véhicules (6) sont représentés par la boucle grisée, les flèches symbolisant respectivement les trajets d'entrée et de sortie à partir et vers des voies de circulation (8), en respectant leur sens de circulation. Les opérations pour atteindre/s'extraire d'un emplacement sous une grue (1) sont les mêmes pour les 5 emplacements sous chaque grue (1) tels que figurés sur le dessin. La figure 4 montre un cas particulier en ce sens que le trajet entre le portique automatisé (7) et la grue (1), trajet affecté par le programme de gestion de l'installation, est le plus court possible dans une disposition telle que celle qui est représentée en figure 1. Chaque fois que c'est possible, c'est ce trajet qui est programmé par le système d'exploitation automatisé, à des fins d'optimisation, c'est-à-dire concrètement pour obtenir un gain de temps, qui se double d'une économie d'énergie etc.. La figure 5 montre la procédure que suit un véhicule (6) chargé d'un conteneur pour atteindre un emplacement alloué : dans ce cas, du fait de la présence du conteneur sur la remorque, il lui faut respecter un sens d'entrée notamment dû à la configuration de l'installation d'extraction de la grue (1), et qui peut nécessiter un demi-tour si la voie de circulation (3) d'arrivée l'exige. Pour sortir, comme représenté en partie basse de la figure 5, et selon le sens de circulation de la voie (8) allouée par le système, le déplacement pourra s'effectuer dans deux sens différents. Les exemples de configuration qui sont décrits en référence aux figures ne sont pas exhaustifs de l'invention, qui englobe également les variantes qui tombent dans la portée des revendications. REVENDICATIONS1. Procédé d'optimisation du chargementidechargennent de conteneurs dans une installation portuaire comportant des grues (1) de quai, des portiques automatisés (7) d'empilementidépilement de conteneurs, des véhicules (6) de transport de conteneurs entre les grues (1) et les portiques (7) ainsi que des voies de circulation pour lesdits véhicules incluant des voies de passage (3) sous chaque grue (1) de quai et des voies de circulation (8) parallèles situées entres les grues (1) de quai et des voies d'accès (9) aux portiques automatisés (7), procédé comprenant la gestion optimisée des trajets des véhicules (6) en fonction des besoins de retrait et de dépose des conteneurs, notamment l'attribution à chaque véhicule (6) d'une tâche et d'une destination et la sélection d'un emplacement de parcage provisoire pour les véhicules (6) sans attribution dans des zones tampons prévues à cet effet, caractérisé en ce que les véhicules (6) de transport de conteneurs sans attribution sont affectés à des emplacements de parcage provisoire sous les grues (1) et/ou dans la voie de circulation (8a) proximale des grues (1), utilisées comme zone tampon. 2. Procédé d'optimisation du chargement/déchargement de conteneurs dans une installation portuaire selon la revendication précédente; caractérisé en ce que, pour un parcage dans un emplacement de la zone tampon située sous une grue (1), le trajet assigné à un véhicuie (6), en fonction de l'emplacement précis sous la grue (6) qui lui est attribué, est calculé pour couvrir une distance minimale compatible avec les capacités et caractéristiques du véhicule (6), en particulier son rayon de braquage et sa longueur, et sans passer sous une grue (1) adjacente, Procédé d'optimisation du chargement/déchargement de conteneurs dans une installation portuaire selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le trajet assigné é un véhicule (6) vide est calculé en tenant compte de la possibilité d'entrer/sortir d'un emplacement sous une grue (1) des deux côtés de ladite grue (1).4. Procédé d'optimisation du chargement/déchargement de conteneurs dans une installation portuaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que le trajet assigné à un véhicule (6) chargé d'un conteneur est calculé en tenant compte de la possibilité d'entrer dans un emplacement sous une grue (1) d'un seul côté et d'en sortir des deux côtés. Disposition des éléments fonctionnels d'une installation portuaire comportant une pluralité de grues (1) de quai placées perpendiculairement à la direction du quai (2), des portiques automatisés (7) d'empilement/dépilement de conteneurs, des voies de communication pour des véhicuies (6) de transport de conteneurs incluant des voies de passage (3) sous chaque grue (1) de quai et des voies de circulation (8) parallèles situées entres les grues (1) et des voies d'accès (9) aux portiques automatisés (7), et des zones tampon de parcage des véhicules (6) de transport de conteneurs provisoirement non affectés à une tâche, caractérisée en ce que les grues (1) sont espacées pour que les véhicules (6) de transport de conteneurs puissent se placer sous une grue (1) et en sortir sans passer sous les grues (1) adjacentes, et en ce que lesdites zones tampon sont constituées d'emplacements disposés scus les grues (1)et/ou dans la voie de circulation (8a) proximale des grues (1).