集装箱码头智能操作系统设计与实现 Ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ 邹金松 （中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉４３００７１） ＺＯＵ Ｊｉｎ－ｓｏｎｇ （ＣＣＣＣ ＳｅｃｏｎｄＨａｒｂｏｒＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ ４３００７１，Ｃｈｉｎａ） 【摘 要】集装箱管理效率的高低直接影响了整个码头的综合经济效益。集装箱码头的智能化是提高码头作业效率、业务能力 与综合管理的重要途径之一，也是信息化发展的必然需求。论文通过分析集装箱码头智能操作系统构架，对系统的功能进行了设 计，其主要包括基本操作子系统、ＥＤＩ子系统、智能计划子系统、智能操作子系统、货运站管理子系统、商务管理子系统、Ｗｅｂ客户 服务子系统和决策支持子系统等８个子系统，并最终实现了集装箱码头智能操作系统。本系统可满足多层次用户需求，帮助形成 最利于码头营运的策略，进而提高集装箱码头的综合作业能力。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｅｃｔｓｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｅｃｏｎｏｍｉｃｅｉｆｃｉｅｎｃｙｏｆｈｔｅｅｎｔｉｒｅｍａｒｉｎａ．Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄｏｃｋｃｏｎｔａｉｎｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｉｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ，ｓｅｒｖｉｃｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｎａ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗａｙ ｔｏ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｎｅｅｄｓ．ＢｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅＣｏｎｔａｉｎｅｒＴｅｒｍｉｎａｌ ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｍｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ，ＥＤＩ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｐｌａｎｎｉｎｇ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｕｂｓｙｓｔｅｍｆｒｅｉｇｈｔｓｔａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｕｂｓｙｓｔｍｅ，ｂｕｓｉｎｅｓｓｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｕｂｓｙｓｔｅｍ．Ｗｅｂｃｕｓｔｏｍｅｒｓｅｒｖｉｃｅｓｕｂｓｙｓｔｅｍａｎｄｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｓｕｂｓｙｓｔｍｅｅｉｇｈｔ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ．Ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｅｒｍｉｎａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍｃａｎｍｅｅｔｔｈｅ ｄｉｖｅｒｓｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｕｓｅｒｓ，ｔｏ ｈｅｌｐ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｄ０ｃｋ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，ｔｈｕｓ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｎａｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｃａｐａｃｉｙｔｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｅｒｍｉｎａ１． 【关键词】集装箱；码头；智能操作；系统设计；系统实现 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｃｏｎｔａｉｎｅｒ；ｐｉｅｒ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ；ｓｙｓｔｅｍｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ 【中图分类号】ＴＰ２７３ ．５ 【文献标志码】Ｂ 【文章编号】１００７．９４６７（２０１５）０９．０１ １７．０４ ［ＤＯＩ］１０．１３６１６０．ｃｎｋｉ．ｇｃｊｓｙｓｊ．２０１５．０９．０３ １ １引言 业的运输链和物流链的重要组成部分，国外学者对集装箱码 头的泊位分配【ｌ ｌ、堆场布局与管理Ｄ一、装卸作业 等开展了大 随着信息化技术的发展，集装箱码头已成为一个集资金 量的研究以帮助提高码头集装箱作业效率与安全。国内学者 流、商品流、技术流、信息流于一体的物流中心。集装箱管理 对码头智能闸口 、集卡智能调度ＩＳ］、堆场管理系统 、ＥＤＩ 效率的高低直接影响了整个码头的综合经济效益，因而集装 （ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤａｔａ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ，电子数据交换）系统【 ｑ等进行研究， 箱码头的作业效率与综合管理研究已成为一个重要的课题。 以优化、提高集装箱码头作业效益，并对码头智能化生产、控 作为水陆多式联运的枢纽，集装箱换装转运的中心，现代物流 制和管理进行系统化研究［１１，１ ，力求建立高效生产、有效控制、 【作者简介】邹金松（１ ９８２ ），男，湖北浠水人，工程师，从事港口通 实时管理的智能化码头管理系统，提高码头的业务能力与管 信研究，（电子信箱）ｚｚｔｇｙｘ＠ｌ ６３．ＣＯｒｎ。 理水平。而集装箱码头的智能化是提高码头作业效率、业务能 １１７ Ｉ工程建设与设计 ＩＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆ＤｅｓｉｇｎＦｏｒＰｒｏｊｅｃｔ 力与综合管理水平的重要途径之一，也是信息化发展的必然 需求。集装箱码头智能操作系统是集装箱码头基本作业系统、 基本操作子系统 计划系统、业务系统、管理系统、分析系统和决策系统等系统 的集成，能同时满足操作层、管理层和决策层的功能需求。 ＥＤＩ子系统 智能计划子系统 本文对集装箱码头智能操纵系统的构架进行了分析设 计。同时根据集装箱码头的业务流程，对集装箱码头智能操纵 系统的具体功能与子系统进行了分析，最后对实现的系统进 智能操作子系统 行展示。 ２系统架构分析 基于集装箱码头业务的需求，集装箱码头智能操作系统 的功能架构设计主要包含５个部分： １）技术平台：包括操作系统、数据库系统、Ｗｅｂ服务 和组件支持。该平台可充分发挥技术体系及技术架构的 优势，大大提高应用软件开发速度，提炼用户真正需求， 提高系统运行正确性、可维护性、可扩展性等，实现系统 的顺畅运行。 集装箱码头智能操作系统 ２）计算机综合码头作业系统（ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ，ＣＩＴＯＳ）：将硬件系统与软件系统相 结合，利用各个功能模块之间的联系，对集装箱码头业务进行 智能规划、安排、操作、管理和调度等，完成码头集装箱作业综 合一体化，提高业务效率和服务水平。 ３）企业防火墙：用于保护企业内部系统安全，保证内部数 据的隐私性与安全性。 ４）企业信息门户（Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｏｒｔａｌ，ＥＩＰ）：它 将企业的所有应用和数据集成到１个信息管理平台之 上，并以统一的用户界面提供给用户，页面上提供与企 业相关的内容，如企业信息、企业文化、日常业务、客户 服务等。可以方便外来用户的访问、业务咨询、基本信息 查询。 ５）服务对象：企业的客户群体，本系统的服务对象群体有 海关、场站、船代、货代、国检、外理等。 ３系统功能设计 集装箱码头智能操作系统的主要目的是实现码头集装箱 作业的规范化、智能化、综合业务一体化。 系统功能模块如图１所示。每个功能模块对应１个单独 的子系统进行实现。 货运站管理子系统 商务管理子系统 Ｗｅｂ客户服务予系统 决策支持子系统 图１系统功能 具体来说，集装箱码头智能操作系统包括基本操作子系 统、ＥＤＩ子系统、智能计划子系统、智能操作子系统、货运站管 理子系统、商务管理子系统、Ｗｅｂ客户服务子系统和决策支持 子系统８个子系统。 ３．１基本操作子系统 主要对码头的日常业务进行管理，规划船舶调度、管理日 常船舶业务单据凭证、火车调度、客户服务和堆场管理等，可 实现船舶调度、单证管理、火车调度、客户服务、堆场管理、作 业、统计查询、系统管理等功能。 ３．２ ＥＤＩ子系统 该子系统可定义报文格式、发送与接收保温，以及数据字 典维护，主要的功能是报文系统设计和报文收发。 ３．３智能计划子系统 智能计划系统是码头操作系统的计划核心，均采用图形 化界面操作，直观反映码头的营运情况。实现船舶、泊位、堆 场、火车、资源、移箱等的计划，对集装箱码头的作业任务进行 总体规划，并辅以图形、图表方式展现计划内容，增强内容的 可读性与直观性。 ３．４智能操作子系统 智能操作系统主要实现对码头装卸船、堆场作业等的管 理。主要包括场桥无线终端、手持无线终端、集卡调度、智能闸 口和作业监控等。 ３．５货运站管理子系统 Ｊ工程建设与设计 ｌ ｃ ｍ Ｉ‘ｃＩ ＆ＤｅｓｉｇｎＦｏｒＰｒｏｊｅｅｔ 间、卸载开工与完工时间、装载的开工和完工时间；监控作业 效率情况和翻捣率；同时对装船和卸船的计划、发送、船舶作 业、堆场作业、过驳计划、过驳完成，以及卸船直取、卸船溢卸、 装船直装、装船翻倒等进行图形直观监控。 该系统还可实现集卡调度功能。该功能在设备管理组中 显示拖车号、拖车状态、双箱作业、工作方式、堆场场号、堆场 贝号等信息；在拖车调度中显示设备组、机械号、优先级、装道 路号、卸道路号、机械名称等信息。通过点击机械号对设置组 进行控制设置，确定后，即下达拖车指令，完成全场调度。 ５结论 本系统基于消息机制实现数据和操作指令的实时传输， 采用图形化操作方式，通过先进的控制平台和各种优化算法， 实现了自动计划和实时监控、智能预演、用户报表白定义、自 动配载、智能集卡调度等目标；同时利用ＥＤＩ提高单证处理速 度，集卡调度、无线终端、自动配载系统和双箱吊等先进工艺 提高装卸船作业效率；通过自动找位、给箱、堆场机械实时调 配、闸口缓冲区处理意外、网上办单和无人闸口，提高收提箱 作业效率。本系统可满足多层次需求，实现操作层的装卸船、 收提箱、拆装箱、出入库、商务费的收取，以及相关数据的统计 存储，将信息发送给管理层；管理层可对装卸船效率、收提箱 效率、收入等进行统计，将信息反馈给决策层；决策层利用相 关信息对码头综合业务和财务状况进行分析，做出最利于码 头营运的决策，提高集装箱码头的综合作业能力。 【参考文献】 【１】ＮｉｓｈｉｍｕｒａＥ，ＨａｔｔｏｒｉＭ，ＰａｐａｄｉｍｉｔｒｉｏｕＳ．Ｂｅｒｔｈａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｔｉｎｄｅｎｔｅｄ ｂｅｒｔｈｓ ｆｏｒｍｅｇａ－ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓｈｉｐｓ［Ｊ］．Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００７，１７９（２）：５７９—５９３． 【２】ＨｅｎｄｒｉｋｓＭＰＭ，ＬｅｆｅｂｅｒＥ，ＵｄｄｉｎｇＪＴ，ｅｔａ１．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｂｅｒｔｈ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｙａｒｄ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｔ ｔａｃｔｉｃａｌ ｌｅｖｅｌ［Ｊ］．ｐＯｅｒａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ—Ｓｐｅｋｔｒｕｍ，２０１３，３５（２）：４４１—４５６． 【３】ＷｉｅｓｅＪ，ＳｕｈｌＬ，ＫｌｉｅｗｅｒＮ．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｅｒｍｉｎａｌｙａｒｄｌａｙｏｕｔｓ［Ｊ］．ＯｒＳｐｅｃｔｒｕｍ，２０１０，３２（３）： ４２７．４５２． 【４］ＰａｒｋＪＳ，ＯｈＳ，ＣｈｅｏｎｇＴ，ｅｔａ１．ＦｒｅｉｇｈｔＣｏｎｔａｉｎｅｒＹａｒｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｅａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［ｃ］／／Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ， ２００６ ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ．ＩＥＥＥ，２００６：６７－７２． １２０ 【５】ＯｔｔｊｅｓＪＡ，ＶｅｅｋｅＨＰＭ，Ｄｕｉｎｋｅｒｋｅｎ ＭＢ，ｅｔａ１．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａ ｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｃｏｎｔａｉｎｅｒｈａｎｄｌｉｎｇ［Ｊ］．ＯｒＳｐｅｃｔｒｕｍ，２００６，２８ （４）：４４７—４６８（２２）． 【６］ＫｅｉｆＭ，ＫｏｒｂａａＯ，ＧｈｅｄｉｒａＫ，ｅｔａ１．ＣｏｎｔａｉｎｅｒＨａｎｄｌｎｉｇＵｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ—ａｇｅｎｔＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［］ｊ．ＬｅｃｔｕｒｅＮｏｔｅｓｉｎＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２００７， ３（３）：６８５—６９３． 【７】刘旭．集装箱码头智能闸口的设计与实现【Ｄ］．济南：山东大学， ２Ｏｌ２． 【８】王超，陈磊，董琳，等．集装箱码头集卡智能化实时调度方案【Ｊ】．港口 科技，２００８（１０）：５１—５２． 【９］ＺｈａｎｇＺＨ，ＮｉｎｇＦＨ，ＳｈａｏＹ．Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｙａｒｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＦＩＤ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００９，３７（１）： ７５。７９． 【１０】于萍．集装箱码头通用智能ＥＤＩ系统的设计与实现［Ｄ】．天津：南 ；．开大学，２０１２． 十。．十。．．Ｔ：．．Ｔ，●＋ ．●丁 十 ．十：．．【１１】李柯．港口散货码头智能化控制和管理研究［＋ Ｊ］．水运管理，２００１ 薄（１）：１９－２１． 【ｌ２】王超．上海浦东集装箱码头智能化生产控制研究【Ｄ］．上海：复旦 大学，２００７． 【收稿日期］２０１５－０７．１３ 《工程建设与设计》编辑部 ｔ ＋ ２０１５－０８－１ １ ： ｛ ＋ ＋ ＋ ＋．＋。＋．＋ ＋ ＋ ＋。＋。＋。＋．．＋．．＋． ｔ；●下方
