利用图形可视化技术实现货物堆场的动态监控

利用图形可视化技术实现货物堆场的

动态监控

王宇高峰朱琳

（交通运输部水运科学研究院，北京，100088）

摘要针对港口企业散杂货堆放不规则的特点，提出应用图形可视化技术来实现货物堆场的动态监控，探讨实现堆场高效运作的合理技术途径，以达到充分利用堆场，提高通过能力的目的。

关键词图形化；港口；货物；堆场；监控

随着港口货物吞吐量的快速增长，提高港口堆场利用率与提高港口的作业效率成为主要关注的两大问题，但是由于二者之间的矛盾性导致这一工作相对复杂和困难。采用港口生产信息化是解决该问题的有效方法，而货物堆场的管理在港口企业的信息化建设中是很重要的组成部分。由于港口货物种类繁杂，作业类型多种多样，堆场作为货物进出港口码头的重要场所，对堆场的实时动态的监控管理存在很大的不便[1]。所以，对堆场进行动态监控亟需借助一种直观的技术手段。本文在分析货物堆场堆码类别的同时，提出了利用图形可视化技术实现货物堆场的动态监控，并在此基础上提出堆场管理图形化技术框架。

1 港口运输货物类别和堆垛形式

1.1 港口运输货物类别

根据交通行业标准（JT/T 19-2001），运输货物的分类共分17大类、122个中类、197小类[2]。其中17大类如表1所示：

表1 运输货物大类

1.2 港口货物堆场堆垛分类

根据交通行业标准（JT/T 706-2007），港口货物堆垛共分64类堆垛形式[3]。经过分析，可以总结出主要有4种堆垛类别：

(1) 散货堆垛形式

垛型：长方型平顶垛、货垛顶部平直、匀整、垛底边至作业机械轨道距离不少于1.5m，如图1所示：

图1 散货堆垛形式

散货堆垛形式适用于表2所示货类：

表2 散货堆垛形式适用货类

(2) 大包件杂货堆垛形式

垛型：不同货类不同包装形状的货物有不同的堆垛方式，根据港口货物堆垛技术要求，大概有60几种堆垛形式。其中，主要的几种堆垛形式如图2所示：

图2大包件杂货堆垛形式

这类货物的共同点是堆垛在一起的货物属性基本相同，在对该类货物进出作业的时候关心货物的总件数和总重量，而不必关心每件货物在堆垛中的具体位置。大包件杂货堆垛形式适用于表3所示货类：

表3大包件杂货堆垛形式适用货类

(3) 筒仓形式

垛型：专用的堆存设备，如图3所示：

图3 筒仓形式

筒仓形式适用于表4所示货类：

表4 筒仓形式适用货类

(4) 精确位置关系的件杂货堆垛形式

垛型：不同货类不同包装形状的货物有不同的堆垛方式，但对于堆垛时需要精确位置关系的货类，一般是通过识别该货物某属性类别进行区分每件不同货物，并且由于该属性的种类繁多，以至于在有限的堆场范围内不能够满足相同属性同一堆垛的要求。这就出现了由于需要提取某属性的货物导致移动同垛位其他属性的货物，造成了装卸效率的下降和作业成本的增加。其中，主要的2种堆垛形式如图4所示：

图4精确位置关系的件杂货堆垛形式

精确位置关系的件杂货堆垛形式适用于表5所示货类：

表5 精确位置关系的件杂货堆垛形式适用货类

2 利用图形可视化实现货物堆场动态监控

2.1 货物堆场图形可视化的特点

货物堆场图形可视化有助于生产管理人员及时掌握堆场的利用情况，合理安排和最大限度地利用堆场。目前，堆场的图形可视化在集装箱堆场的管理中应用较多，因为集装箱是标准化的货物，其外型尺寸规范统一，堆场也根据集装箱的尺寸进行规划，实现堆场图形可视化相对比较容易。散杂货物堆场与集装箱堆场有很大的区别，主要表现如下：

(1)散杂货物的堆放形状无法统一；

(2)堆场的规划无标准参考；因为货物尺寸问题可能要连续占用1个以上的规划区域甚至非重要通道。

利用图形可视化技术必须考虑以上特点，无论货物如何堆放，都能直观显示

堆场的占用情况[4]。

2.2 货物堆场图形可视化应具备的功能

利用图形可视化技术对货物堆场进行动态监控，需要具备如下系统功能：(1)港口俯视图

港口俯视图在尺寸上比普通视图小,可灵活的缩放，以节省屏幕空间。选择这种视图来以尽量少的空间显示堆场，显示一个大概的港区地理信息系统。港口俯视图界面如图5所示：

图5 港口俯视图

港口俯视图需要具备如下功能：

a以图形化的方式显示各种货物占用堆场的情况；

b不同品种、不同货主的货物能以不同的色彩显示；

c各货堆有相应的品种、数量、货主、船舶等标识信息；

d能根据货主、品种、船舶等要素统计货物的数量，并能对货物的分布情况进行醒目的显示；

e能根据货主、品种、船舶等要素进行查询并图形化醒目显示。

(2)场区立体图

为进一步查看具体场区不同场位间货物的位置关系和场位的利用情况，可以在港口俯视图中选择具体场区进入到场区立体图。场区立体图主要是针对精确位置关系的件杂货堆垛形式的货物，例如钢板、卷钢等货物。场区立体图界面如图6所示：

图6 场区立体图

场区立体图需要具备如下功能：

a能根据场区堆放的货物的垛型特点，绘制基本一致的图形；

b不同品种、不同货主的货物能以不同的色彩显示；

c各货堆有相应的品种、数量、货主、船舶等标识信息；

d能根据货主、品种、船舶等要素统计货物的数量，并能对货物的分布情况进行醒目的显示；

e能根据货主、品种、船舶等要素进行查询并图形化醒目显示。

(3)场位明细图

为进一步查看具体场位不同货物间的位置关系和货物信息，可以在场区立体图中选择具体场位进入到场位明细图。但由于货物之间存在层叠和相互挤靠，为了能够看到该场位的所有货物位置关系和货物信息，只能通过横向或纵向剖视图进行显示，场位明细图界面如图7所示：

图7 场位明细图

场位明细图需要具备如下功能：

a能根据场区堆放的货物的垛型特点，绘制基本一致的图形；

b不同品种、不同货主的货物能以不同的色彩显示；