港口数字化智能化体系建设探究

2020-01-19李洋解庆功

中国设备工程 2020年20期

李洋，解庆功

（山东港口集团日照港股份三公司，山东日照 276826）

当下，港口亟待实现的举措就是建设数字化智能化体系，从而形成和发展自身竞争力，这是实现可持续发展最好的方法。港口需确保信息流和资金流以及运输流的通畅性，提升自身的国际吸引力，而这就考验港口的集装箱处理能力，数字化智能化体系的建设可以在一定程度上提高港口集装箱处理能力，为经济发展奠定扎实基础。

1 国内外的技术研究现状

在20世纪90年代时，新加坡、汉堡以及香港等地区，就已经展开了港口集装箱工作改革，并结合进了计算机技术来辅助港口工作，当时，在这些地区的港口就已经形成了数字化和图形化，并因而衍生出了新的管理方法。如，Navis公司就研发出来了一种名为SPARCS的码头管理体系，该管理体系是建立在实时性的结构基础之上的，有着可视化和可操作性较高的优势。其中，有一个ExpertDecking优化程序可以按照实际需求来分配集装箱，从而让集装箱得到很好的利用，不会出现集装箱闲置的现象，这也实现了港口集装箱的自动化分配。并且，SPARCS码头管理体系还提供电子数据交换，该交换功能借助了JAVA技术与XML技术的帮助。又比如，COS-MOSNV研究了一种专门的港口管理系统，相关工作人员只需要在系统当中输入集装箱预配载规划和表单，就可以降低港口内的翻箱情况，而系统在接收到命令之后，就可以自动安排起重机的工作顺序，并一同实施仿真，且能仿真出不一样的结果。在仿真结果出来之后，工作人员则可以根据港口的实际需要，来选择仿真结果，以此来对集装箱加以定位优化。我国国内很多港口也通过相关技术建立了数字化智能化体系，但最初的时候主要是以引入国际管理体系为主要方式的。例如，我国上海市就在20世纪90年代末的时候，引入并应用集装箱实时管理系统，简称为CIMS，该系统的使用大大提高了港口工作效率。集装箱实时管理系统可以分成三部分，第一部分主要是围绕作业前的数据处理，对船舶规范和箱子进场资金等加以处理；第二部分是作业中的数据处理，如集装箱数据、船舶配载以及堆场管理等等；第三部分是作业结束后的数据处理，如集装箱的使用总量、提箱受理等。但是，这些管理体系虽然有着比较好的工作效率，然而，在传播的配载以及机械设施调度等方面均未实现全自动化，依旧需要人工加以辅助才能完成运作，这是未来发展需要改善的关键。

2 港口数字化智能化体系建设途径

2.1 开发远程监控管理平台

在港口工作的时候，会涉及到很多的集装箱装卸设备，这些设备的数量会随着港口的规模变化而变化，在大数据背景下，只有加强装卸设备的远程监控管理，才能为港口集装箱实时管理系统建设奠定基础。以往的设备管理和维修方法都已经无法满足现有港口发展要求所需了，还必须开发出新的管理系统，才能实现高效运作。远程监控管理平台是建立在计算机基础之上的，同时，还融合了智能化系统和GPS定位系统，基于WEB发布、PLC编程、DATAVIEW动态画面编程等技术，在实现数据实时收集、分析、整理的同时，又可以对集装箱装卸设备进行24小时监督。当管理平台一旦监测到集装箱装卸设备存在问题时，就会发出警报，并对故障位置加以定位，分析故障出现的原因，并提出建设性的改善措施。远程监控管理平台的出现，可以说减轻了工作人员的压力，在平台运行的时候，并不需要人工进行现场监督，及时发出故障报警时，工作人员也可以在第一时间接收到信号，从而赶往现场。该管理平台还实现了和实时管理系统的对接，有着WEB服务的功能，工作人员在需要时，可以直接进行认证进入网站查询相关集装箱的信息，如工作状态、数据产生等等，减少了繁琐的工作流程。工作人员可以通过收集集装箱装卸设备的运行数据，将其传输到远程监控管理平台当中，管理平台再把数据加以处理和储存，借助动态界面把集装箱装卸设备的信息展现在工作人员面前，帮助工作人员分析集装箱工作情况。该系统的硬件部分主要是由机上部分与地面部分组合而成的，机上部分则包含了PLC无线网桥和天线，地面部分则包含了无线中心控制网桥和核心服务器等。

2.2 建设实时配载系统

因为现如今已经有的自动配载软件还不能对配载时的经验知识进进行处理，这难免会制约港口的顺利发展，还会导致工作人员工作压力极大，再加上当前港口的集装箱船配载工作还没有完全实现自动化。在分析了装船效率影响因素的同时，还必须针对港口的实际情况两来建设实时配载系统，如港口的实处环境、加载问题等。在系统建设上，可以先建立一个模型，先在实时管理系统的基础上结合进智能辅助配载，再将其运行质量加以提升，从而解决桥机效率问题。

2.3 构建最优进出场规划系统

在港口当中，堆场始终是港口的核心，特别是对于我国一些港口来说，当其集装箱的吞吐量增加之后，以往的堆场问题也渐渐凸显出来。比如，在集装箱吞吐量增加后，就会将堆场较小和设施不足的问题表现出来。使用计算机技术将港口的特征以及一些设备的合理分配问题相结合，提高港口集装箱的装卸效率。并且，当在构建最优进出场规划系统的时候，还必须从装船的实际要求入手，只有这样，才能确保港口出箱能力可以得到有效提升。最优进出场规划系统中有两个功能可以实现装船出场问题，一个是自动配位功能，另一个是最小预翻箱功能，这两个功能是建立在系统基础上的，将港口的装船要求作为深入点，这样更能提高系统的实用性和实操性。并且，最优进出场规划系统可以对港口中的集装箱进行自动化的配位计算，让原本混乱的集装箱出场顺序变得有序起来。除此之外，该规划系统是使用的预配位与抢占技术等来实现全自动化装配，更加适合港口内的工作实际需要，也可以满足港口数字化智能化体系建设要求。

2.4 建立数据仓库分析决策系统

伴随着如今我国港口集装箱吞吐量的上升，在对其实施管理的时候，必须结合进相应的管理技术。在相关管理部门当中，一直以来所使用的报表形式都比较单一且固定，并没有融入新的理念加以创新，最终就使得传统报表方法不易被延伸，在进入新时期之后，要想生成具有个性化色彩的数据组合非常困难。而在当前，这是亟待解决的问题之一，管理部门必须要创新数据库分析决策系统，才能顺应时代要求。与此同时，在部门当中以前的报表数据参数都还保存在实时管理系统里面，这会在一定程度上增加系统压力。这些数据参数需要随时进行维护、更新，就可能在各个时间段生成相同的报表，最终的结果是一致的，但实则上这些环节并不是必要的。部门可以通过建立与时俱进的数据库分析决策系统，对多种数据参数加以整合，并实现数字化、自动化的报表生成目的。数据仓库分析决策系统有着一定的针对性，其根据港口的决策管理问题基础进行研究、开发、使用，属于数据参数的抽取类智能工具，还可以通过该系统构建港口集装箱箱量数据模型的，分析各种维度下的箱量影响原因，从而让部门的报表形式可以得到更新换代，有着更好的推动价值。