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1、-1-码头集装箱装卸综合管理系统一、系统适应的码头集装箱装卸工艺船岸桥 拖挂车 场桥 堆场总的来说，码头的运作也不是很复杂。但码头很大，装船要考虑某船、到港、箱类以及考虑船稳性要求的重量搭配等问题；堆场的箱一会儿放进来一会儿又要取出去，怎样才能做到放置合理；装船卸船、装车卸车这些操作穿梭、交织在一起，怎样才能理顺这些操作，使码头能够高效的运转，这又是一个比较复杂的问题。码头集装箱装卸综合管理系统由调度服务器、调度终端、格雷母线定位装置、无线数据通信平台、格雷母线通信装置、车载终端组成。系统功能岸桥场桥位置的确定：格雷母线定位装置可以即时得到岸桥场桥的位置信息，集装箱存放的位置信息；岸桥场桥车地
2、间的信息传递：格雷母线感应通信装置实现岸桥场桥与地面监控系统计算机的双向通信，岸桥场桥的位置信息，集装箱存放的位置信息同时上传至码头集装箱装卸综合管理系统。集卡车地间的信息传递：通过无线通信平台发送到车载终端并在字符终端显示。调度作业指令下发：调度服务器能够将集装箱管理信息系统传递的调度作业指令，自动发送给车载终端，并在字符显示终端上显示。-2-货柜车状态信息回送：司机能够通过车载终端的简单功能键将车辆的当前状态发送回调度中心。回送的状态信息包括故障、暂停、卸空、上班、下班等，调度人员可以随时掌握货柜车的作业状态，提高货柜车的调度效率。通过这个系统，可以知道多少龙门吊在工作，只要指定一个工作区
3、给某个龙门吊，电脑就会自动将指令分配给那座龙门吊。它还可以告诉我们龙门吊停在哪个堆场，你选择指令，它就会自动过来。从这个系统里，我们可以知道每个吊车还有多少工作没有做，而完成的工作，电脑都会自动记录下来。这套系统大大提升了码头集装卸的管理效率，过去一个人只能处理一座岸吊，现在一个人就可以处理 2-3 座岸吊。岸桥场桥的位置信息，集装箱存放的位置信息由格雷母线定位装置即时得到，通过感应通信方式实现岸桥场桥车地间的信息传递。当通信服务器接收到来自码头集装箱装卸综合管理系统的业务派车数据信息时，立即进行编码，经处理后通过无线通信平台发送到车载终端并显示在字符显示终端上面。司机的确认信息经由车载终端发
4、送到通信服务器上，由数据交换中间件进行解码，将解码后的数据信息发送到集装箱信息管理系统。-3-二、集装箱岸桥场桥通信定位装置格雷母线位置检测将电磁感应原理应用于位置检测和数据通信领域。格雷母线以相互靠近的扁平状的电缆和天线箱之间的电磁耦合来进行通信，并在通信的同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上的位置。21、格雷母线位置检测构成格雷母线位置检测包括地址编码发射器，地址编码接收器，格雷母线，天线箱四个部分。22、格雷母线位置检测工作原理利用最简单的单匝线圈的感应原理,当天线箱线圈中通入交变电流时，在天线箱附近会产生交变磁场，每对格雷母线芯线会产生感应电动势。地址检测单元对接收到的交叉线的信号相位
5、与平行线的信号相位进行比较。相位相同，地址为“0” ；相位相反，地址为 “1”，由此确定移动站在 格雷母线长度方向上的位 置。位置检测精度达 5mm。-4-23、格雷母线通信定位装置数据通信基本原理格雷母线数据通信单元包括发信机、天线箱、收信机、感应环线等部分。在格雷母线中增加两对感应环线用于数据通信，通过电磁耦合在发信机和收信机之间传送信息，信息使用频率键控(FSK)方式调制，使用相干解调，标准通信速率9600bps，通信误码率：10 -7。24、格雷母线通信定位装置的数据接口-5-25、格雷母线通信定位装置特点（1）非接触工作方式：非接触工作方式，无滑脱和磨损等故障；（2）绝对位置检测：能
6、够连续地、高精度地检测绝对地址，位置检测精度达 5 毫米，可以实现移动机车自动行走和全自动操作；（3）通信适用范围广：通过电磁耦合来进行通信,不受环境条件限制，接收灵敏度高。例如在隧道内空间电磁波便很难传送 ，格雷母线能实现通信；（4）不受无管会管制；数据通信的载频为低频，所产生的电磁场只限于几米范围，辐射比工厂使用高频无线电通信系统容许的级别低，不需要向无管会申请即可使用；（5）兼容性好：位置检测和数据通信可以合用一根格雷母线电缆，施工方便、安装维护简单，占空间小，不影响现场外观，不改变现场设备；（6）抗干扰能力强：使用交叉扭绞结构及相位检测技术，天线箱与格雷母线两者间隙从 30 毫米到 3
7、00 毫米均可正常工作，不受环境噪音和接收信号电平波动的影响，能够在诸如铁矿石场等恶劣环境条件中长期可靠的工作；26、主要技术指标(1)、适应速度： 0-200m/min； (2)、位置检测精度：连续的绝对位置检测，检测精度10mm；(3)、通信波特率：全双工通信，9600bps；(4)、通信误码率：10 -7；(5)、信息调制方式：FSK 方式；(6)、工作温度：-2070。-6-三、码头集装箱岸桥装卸集群监控系统31、集装箱岸桥通信定位装置构建模块(1)、集装箱岸桥走行位置检测：格雷母线电缆安装在起重机轨道旁或与起重机走行平行安装，地址检测采用车上检测方式，地面站地址发射器通过格雷母线发射
8、地址信号，起重机上的地址编码接收器直接得到本机走行方向的位置；地址检测单元输出到起重机主 PLC 系统，可以实现起重机自动走行，自动定位操作。同时可防止起重机两端掉道，防止起重机发生碰撞等事故。(2)、集装箱岸桥小车走行位置检测：格雷母线电缆安装在起重机小车轨道旁或与起重机小车走行平行安装，地址检测采用地上检测方式，地址发射器和地址编码接收器都安装在起重机上，起重机直接得到本机起重机小车的位置。地址检测单元输出到起重机主PLC系统，可以实现小车自动走行，自动定位操作。(3)、集装箱岸桥车地间感应通信单元：格雷母线电缆中增加两对感应环线用于数据感应通信，地面站感应通信单元直接与远程监控计算机相连
9、，车上感应通信单元与起重机上PLC相连,通过感应通信方式实现起重机与地面监控系统计算机的双向通信。使用频率键控(FSK)方式调制，使用相干解调，标准通信速率4800bps或9600bps，通信误码率10 -7。位置检测和数据通信可以合用一根格雷母线电缆，施工方便、安装维护简单，占空间小，不影响现场外观，不改变现场设备。32、码头集装箱岸桥装卸集群监控系统1 装船或卸船作业队列岸桥要做装船或卸船作业时，电脑会按预先所做的装船或卸船计划生成作业队列。一艘船有几台岸桥就会生成几条作业队列，这艘船的这几条作业队列会过格雷母线感应-7-通信方式下载到岸桥。显示在岸桥的装船任务里。岸桥司机完成一条任务，任
10、务队列里这条记录就消失。岸桥装船时，若一台岸桥要装几个贝（船的放箱区域） ，则要考虑与配载计划顺序一致，避免堆场取箱时捣箱，本系统可以标出计划顺序供指导。2. 装船自动配载配载是装船前码头把要装船的集装箱按目的港、箱型、以及船的稳性、平衡等要求预先配置在班轮预留的舱位里，形成装船计划，岸桥装船时形成作业任务。考虑靠船左舷右舷的情况，可选每层是从左到右还是从右到左的顺序进行舱位图摆放。考虑稳性的规则，集装箱的轻重级别是通过进场时按相应的固定行号摆放的。配好后，还可分别对其重量、到港、柜型等单项指标进行检查和调整。此外，为应付一些特殊情况，本系统也有手动配载。手工配载操作可以多人同时分工操作。配载
11、完成后，需做装船作业下单，则操作者本人所做装船计划生效。3 吊机需求上传吊机作业需要转运集装箱时，吊机司机在电脑屏幕上点击需求拖车，点一次，需求量加 1，通过感应通信方式实现岸桥场桥车地间的信息传递。4 集卡信息下传在拖车无限终端界面上，显示吊机需求的方位和数量。拖车司机就近确定去的地方，先用鼠标点击目标，则该处需求量减 1。拖车装上柜后，屏幕上会标出送箱方位，此信息是系统通过吊机下面的传感器获知转运拖车编号，再通过吊机司机完成操作指令时系统定向发送到该拖车上的无线终端界面上的。同时，拖车和司机的作业量加 1。此方法能使场内拖车少跑空车，使效率达到最高。系统将以上作业任务汇在一起，可以将所有实
12、时工况在一台工业控制计算机屏幕上显示，实现多台起重机的集中监视和控制。形成统一指挥，使码头的作业能够井井有序，能够使码头机械发挥出最高效率，不管码头忙闲、不管设备上的多少，码头的运转始终能够处在最佳的状态。通过这个系统，可以知道多少集装箱起重机在工作，只要指定一个工作区给某个集装箱起重机，电脑就会自动将指令分配给那座集装箱起重机。它还可以告诉我们集装箱起重机停在哪个工作区，你选择指令，它就会自动开过来。从这个系统里，我们可以知道每个集装箱起重机还有多少工作没有做，而完成的工作，电脑都会自动记录下来。-8-33、主要功能(1)、实现集装箱起重机走行位置检测和集装箱重机小车走行位置检测；(2)、可
13、以实现集装箱起重机自动走行，自动定位；(3)、实现集装箱起重机与地面计算机的双向通信；(4)、实现集装箱起重机的位置指示，可防止起重机两端掉道；(5)、其他集装箱起重机的位置指示，防止起重机发生碰撞等事故；(6)、能够与港口集装箱管理信息系统有机结合。-9-四、码头集装箱堆场装卸管理系统41、集装箱堆场数字化构成龙门吊大车行走方向为 x 轴，龙门吊小车行走方向为 y 轴,将集装箱堆场分成一个一个的箱位，每个箱位都有编号，坐标（x 轴，y 轴） 。1、龙门吊走行位置检测（x 轴）：格雷母线电缆安装在地面的轨道旁或与龙门起重机走行平行安装，采用车上检测方式，地面站地址发射器通过格雷母线电缆芯线发射
14、地址信号，龙门起重机上的地址编码接收器直接得到本机行走方向的地址，由此得到集装箱位置 x 轴坐标；地址直接输出到龙门起重机 PLC 系统，地址检测精度为 5 毫米，可以-10-实现龙门起重机自动走行，自动堆取作业。2、龙门吊小车位置检测（y 轴）：格雷母线电缆安装在起重机小车轨道旁，起重机直接得到本机起重机小车的位置，由此得到集装箱位置 y 轴坐标；地址直接输出到龙门起重机 PLC 系统，地址检测精度为 5 毫米，可以实现龙门起重机自动走行，自动堆取作业。3、龙门吊感应通信：格雷母线电缆中增加两对感应环线用于数据通信，地面站感应通信单元直接与地上计算机相连,车上感应通信单元与龙门起重机上PLC
15、相连,通过感应通信方式实现龙门起重机与地面计算机的双向通讯。使用频率键控(FSK)方式调制，使用相干解调，标准通信速率4800bps或9600bps，通信误码率10 -7。位置检测和数据通信可以合用一根格雷母线电缆，施工方便、安装维护简单，占空间小，不影响现场外观，不改变现场设备。4、集卡有关数据输入手持微机上传。通过格雷母线（数字化） ，对堆场建模，动画观察堆场集装箱及龙门吊的位置及工况。在天气状态不好的情况下，司机可通过司机室的显示屏精确观察龙门吊自身的工况，直接进行吊装，不受外界环境影响。 通过格雷母线反馈的龙门吊地址及其工作状态，利用调度控制软件、多媒体和 DLP大屏显示等技术，调度人
16、员可在调度中监控集装箱龙门吊的生产要素的二维和三维生产现场作业实况，实现大到整个铁路货场的全局监控和小到单台龙门吊机械作业过程跟踪。42 装箱堆场调度管理集装箱堆场的作业管理是流程中的重要一环。场地计划科学的制订与编制可以提高堆场利用率，减少作业机械频繁跨场地交叉作业，减少倒箱作业量，建立堆场立体坐标系，合理的利用和调配场地对于各个流程都有明显的优化作用，在计划指导控制下的集装箱堆场管理提高了作业效率，保证了作业现场秩序。1、制定堆场作业计划：根据具体情况分配场位、制定相应的收箱规则， 按同类箱上面同类箱附近空位或人为指定的方案自动确定放箱位置，合理堆码，从而减少集装箱搬运频率，提高效率；集装箱进场（进闸或卸船）时，系统会按同类箱上面同类箱附近空位人为指定-11-的方案自动确定放箱位置。为了便于系统按人的规划安排放箱，本系统也具有堆场计划功能，预先指定某类型进场箱在堆场的放置位置，在集装箱进场时系统会首先考虑按计划位置放置。计划的指定和
