智能港口 港口自动化

DGPS自动纠偏与箱位管理系统基于DGPS的轮胎吊自动纠偏与箱位管理系统采用差分GPS技术得到厘米精度的位置数据，建立码头区 域的二维坐标系。在数字化堆场中确定轮胎吊的位置和行驶偏差，结合大车电机编码器数据推导，根据轮 胎吊运动经验模型，实现轮胎吊的箱位检测和自动纠偏功能。-6DGPS终端通过无线网络将机器位置和作业信息传送给服务器，服务程序全景显示堆场状况，记录并 维护堆场上集装箱的堆放情况，分析堆场和操作任务情况，实现箱位管理功能；系统同时实现了过箱防撞、 任务提示和位置导引等功能。该系统能够减少因司机疲劳驾驶产生的故障，提高操作的效率和安全性。 性能和参数定位精度：15mm；位置检测总体有效率：99%；控制刷新率：15H z；自动纠偏有效率98%；行走偏差：启动和停止阶段为100mm,；正常行走阶段为士50mm；启动和停止时间：68秒； 供电：220V；功耗：25W；运行温度：-2050C； 支持冷藏箱、普通重箱，20尺、40尺和45尺集装箱堆场；适应各种不规则的堆场和轨道，支持轮胎吊、轨道吊等各种堆垛机械；总控服务软件支持二维场景显示，可扩展至三维显示。应用方案该产品主要应用于集装箱堆场的轮胎式龙门起重机（简称轮胎吊，即RTG）或轨道式龙门起重机（简称轨 道吊，即RMG），DGPS基站安装在码头制高点，基上终端安装在各个RTG上，和机械的电控PLC链接 并进行数据交换，提供实时自动纠偏和箱位管理功能，提供防撞、精确导引和位置提示等辅助功能；服务 器安装在码头监控室内，配合高清晰全景显示，实现对设备的监控管理和辅助调试，并实现堆场的管理功 能。DGPS系统同时可以和码头业务管理系统（TOS）集成使用。油改电自动纠偏与安全控制系统本系统可避免“油改电”轮胎吊在行驶过程中因可视角度问题引起的碰撞事故，最大程度的体现了“油改电” 节约成本的价值，大大减少了轮胎吊“油改电”出现的安全问题。充分提高了轮胎吊的工作效率，减少司机 疲劳驾驶中出现的安全问题。系统描述利用安装在RTG两侧的测距仪和安装在滑轨侧的挡板测量出两者之间的距离，当测出的距离与预先 设定的标准距离有误差时，自动驾驶软件计算出准确的行驶偏差和航向数据，通过专用接口与PLC进行数 据交换，实时掌握轮胎吊的工作状态，根据专用的纠偏控制模型控制轮胎吊前后大车的驱动电机，纠正轮 胎吊的行驶方向和速度，实现自动纠偏功能；同时根据测距情况判断堆场头尾，实现安全控制功能。性能和参数激光测距仪防水防尘等级IP65；系统定位精度为+/-3cm；程序控制刷新率为15Hz；自动纠偏有效率98%；启动和停止阶段为士60mm,；正常行走阶段为士30mm；启动和停止时间为68秒；且支持多种PLC的兼容；供电：220V；功耗：5W；运行温度：-1060C；24小时全天候工作。应用方案在码头堆场油改电滑轨上安装激光反射装置和头尾标记；在轮胎吊上安装激光距离传感器，激光反射 板，嵌入式集成控制单元及供电系统。控制器与电控PLC通信交换数据，根据当前的测距状况对PLC进 行控制，实现自动纠偏和安全保护等功能。该系统辅助“油改电”轮胎吊作业，其安全、高效、节能、减排等特征，充分体现了港口向科技化转变的 步伐。固态计数与无线抄表系统计数器可以安装在各种码头机械和需要计数计时的设备（如变电站等）上，支持轮胎吊、轨道吊、岸 吊、正面吊、堆高机以及各类散货机械等常用码头设备。口设备的维护需要各项机构和生产数据的实时有效，然而机械计数不准确，抄取不方便；另外设备状态 数据种类越来越多，数据统计越来越难，因此迫切需要固态计数和无线抄表系统（简称“无线抄表系统”）。 本系统由三部分组成：前端固态计数器可以适用不同设备和不同信号的数据采集，支持港口各种机械的 计数计时需求；抄表网络和终端：港口工作人员可以通过手持PDA，利用公用频段现场抄表，或通过电 台、无线网络等方式将数据定时发送给服务器；后端数据管理平台能通过友好界面准确有效显示各项数 据，对数据进行分析和处理，提供机械运行报表，并科学高效的指导维修管理工作。性能和参数智能电源管理：系统支持两路24V电源输入。一路为主供电源，一路为备用电源，平时由主电源供电， 主电源断开时由备用电源工作。可以配置备用电源的工作时常并自动关闭。实现不间断运行和节能控制。多通道多类型信号采集：系统共有10个采集通道，可以同时采集10路信号；信号形式多样化，可配置 为24VDC, 110VAC, 220VAC。可以采集开关量信号、脉冲计数以及测频计时。可以接入其他系统：系统预留串口，可以接入数传电台，Wifi，GPRS等网络，结合专用软件，实现远 程自动抄表。可以接入维修平台软件，作为智能化维修平台终端采集器。配套PDA，实现无线抄表：系统配套专用PDA，可以在不增加其他硬件成本的基础上实现无线抄表功 能。并自动统计形成周表和月表。应用方案ALL本系统需要在机上安装计数器，接入各种机械运行信号，在码头工 程部安装数据采集和分析服务器，通过无线网络或手持设备进行非接触式抄表获 取定期运行数据，存储和分析。支持机械运行的监控和维修工作分析和决策。 通过无线接收每月一日的数据及每周一的数据并存储成文件，整理出未抄表的机 器号，配合PDA到现场抄表。软件日前，美国洛杉矶港南加州码头引入革新的无线射频技术（RFID），以实时位置系统 科技自动收集进出货场的集装箱数据，提高码头处理集装箱的速度和准确性。同时为洛杉矶 港所属货场的所有拖车拖架贴上RFID电子卷标，使集装箱数据收集程序全面自动化。目前，所有进出码头的集装箱均以拖架运输，该系统能即时识别贴有RFID电子卷标拖 架上的集装箱并确认其位置。此措施将有效减省集装箱装卸及流通时间，估计节省时间可达 半日以上，间接改善了交货时间。在港口业发展中，信息化对货物运输起着主导和控制的作用。因此，各个港口都很注 重对信息的掌握、控制和处理，不断提升网上订舱、电子数据交换、客户跟踪等服务能力。然而，目前我国各港口远程系统信息、计算机领域却不尽如人意。一些港口的查询、 管理、跟踪手段采用的仍是电话或者简单的网络登记等方式。解决港口物流信息需求变革压力下的港口物流如何进行信息化建设，是现在很多港口的困惑。记者在诸多港 口了解到，港口要进行信息化建设需要两大动因，一是变革需求的拉动，一是港口为了提升 核心竞争力。武汉理工大学物流学院教授张庆英告诉记者，现代物流信息化要在我国港口得以迅速 发展，要解决三个层面的因素。第一个层面是利用互联网技术解决信息共享、信息传输的标 准问题和成本问题。只要解决信息的采集、传输、加工、共享，就能提高决策水平，从而带 来效益。在这个层面上可以不涉及或少涉及流程改造和优化的问题，信息系统的任务就是为 决策提供及时、准确的信息。第二个层面是港口将系统论和优化技术用于物流的流程设计和改造，融入新的管理制 度之中。此时的信息系统作用是固化新的流程或新的管理制度，使其得以规范地贯彻执行， 并使物流在规定的流程中提供优化操作方案，例如仓储存取的优化方案、运输路线的优化方 案及提供更人性化的服务方案等。第三个层面使港口与企业之间形成供应链，使供应链管理的作用上升，其中物流管理 是其主要组成部分。张庆英说，如果因资金和风险问题，想把港口信息化建设水平控制在第一个层面，这 可以暂时解决现实的业务处理问题，但却难以满足船东更高的需求。张庆英指出，港口进行信息化建设是有风险的，挑选合适的伙伴非常重要。目前参与 物流软件开发和市场营销的公司有很多，但有些公司只是根据自己在物流经营中得出的一些 经验，来自主开发一套物流业务软件，这只能帮助港口解决一些现实和基本的物流信息需求， 并不具有前瞻性和可持续发展的可能。移动计算保证信息畅通目前，跨国公司在全球化运作中普遍采用网络订单、JIT、零库存、到线结算、门到门 销售等现代生产经营方式、运输方式，以及第三方物流外包等。以时间为中心的市场竞争愈 加激烈，如何优化供应链管理，提高物流综合效益，夺取未来竞争的制高点，成了全球经济 界最为关注的问题之一。目前，我国的一些港口正在着手做到实时监控，在无线电监控技术的帮助下，集装箱 的监控方面已经取得了可喜的成绩，做到了从空箱、装箱、卡车运输、堆场位置、报关、起 吊、装船的全程实时监控。实时监控下的集装箱，除可了解集装箱的实时状态（位置）、进 程外，还可查阅历史上某一时刻的状态（位置）、进程。张庆英向记者介绍了信息化在物流中的几项应用技术，更可以解决港口错综复杂的物 流网络的规划、调度、配送管理等与空间位置有关的问题。GPS （卫星全球定位系统）和GSM （移动通信技术）组成的信息管理系统在物流运输行 业的广泛应用，为移动的船舶管理提供了一个比较理想的解决方案，使整体运输链最优化成 为可能。最优化意味着外部优化，如防止船舶空载、更好地满载货物，也意味着内部优化， 如更具效益的人员和运输设备投入，更高的场地利用率等，使得港口降低运营成本、提高了 工作效率，增加了港口经济效益。AIS 实时监控的范围可从陆上扩大到海上（船上）。对物流的可信度会大大提高，对货 物的交易会有很大的帮助。AIS实施以后，集装箱船舶到港靠码头时间的预报准确度会非常 地高，货主根据自己集装箱的装船位置，可以推算起吊卸船的时间，做到集装箱直接卸到自 己派出的集装箱卡车上并直接开往目的地。仅此一项，就可以节约大量的费用。无线射频识别技术（RFID）可以对用于不同场合的多个目标进行识别、跟踪、分类和 探测。利用无线频率电波等进行信息传输，可以用多种方式，不受环境的影响；信息量大， 使用灵活、成本逐步降低。