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。

系统描述

DGPS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：1~5Hz；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±50mm；

• 启动和停止时间：6~8秒；

• 供电：220V；功耗：<25W；运行温度：-20～50℃；

• 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1~5Hz；自动纠偏有效率>98%；

• 启动和停止阶段为±60mm,；正常行走阶段为±30mm；

• 启动和停止时间为6~8秒；且支持多种PLC的兼容；

• 供电：220V；功耗：<5W；运行温度：-10～60℃；

• 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：①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；②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；③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

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。