集装箱码头自动化管理构想.docx

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集装箱码头自动化管理构想

集装箱码头自动化管理构想

摘要：

集装箱码头是水陆联运中的一个节点，其功能就是将集装箱从船卸到车上或从车装到船上，码头主要就是这些装装卸卸的操作。

在这些作业中，装船麻烦一些，要考虑装哪艘船、要去的港口、集装箱的分类以及考虑船稳性要求的重量搭配等问题。

此外，其它的操作相应简单一些，卸船只须把一个个集装箱卸下来，找个地方堆起来；装车只要记住了堆放的位置，找出来装上车就行；卸车稍麻烦一些，因为放置不仅要考虑堆场的利用率，还要考虑装船的要求、取箱的顺序以及货柜的归类。

总的来说，码头的运作不是很复杂。

但码头很大，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？

这些装船卸船、装车卸车的操作穿梭、交织在一起，怎样才能做到井然有序？

要使码头能够高效的运转，协调好码头这些操作，这的确又是一个比较复杂的问题。

一、目前码头堆场管理中的现状及问题

目前，集装箱码头虽然用上了计算机管理，但对码头的作业指挥，装船配载、以及集装箱的位置处理仍然处在人工控制状态，还需要大量的码头地面理货人员协助，还需要依赖中央控制室的调度人员看监视器指挥，还要靠对讲机传达指令，不仅耗费大量人力、物力，更主要的是整个码头的众多作业（装船、卸船，这艘船、那艘船，装车、卸车，堆场调整、场内调箱等等）只能分工去完成，无法实现全盘统一指挥，这种各自为阵的状况势必造成作业冲突，势必造成机械设备的忙闲不均；还有装船配载人工操作速度太慢，不仅使码头的收箱截止时间提前太多，限制了码头的服务水平，更严重的还影响到码头作业时的灵活性，一旦定下来的装船计划遇到特殊情况很难处理；还有场内的放箱靠人工计划、人工安排，不能使堆放合理，“箱位预留”方式制约了堆场摆放的灵活性，人为地减少了堆场的可用空间。

这些问题都严重地影响到码头效率的发挥，对生产带来很多不利的影响，兹分述如下：

1、数据事后成批处理系统，是信息处理存在时间差。

随着集装箱吞吐量的大幅度增加，就会发现前一天收集和处理的信息，不能为具体生产：

作业部门提供最新信息以满足集装箱在码头的高效、快速、多变的作业，不能满足客户的需求，计算机所提供的信息往往是不准确或错误的，从而不能很好地严格地控制整个生产，表现在具体的各作业过程中，是：

装卸船作业。

a.卸船作业结束后位于卸船顺序清单记录的每一个集装箱的堆场且没能及时输入计算机数据库中，使货主不能及时提货。

b．不能及时发现集装箱短溢。

c.不能在装船过程中及时发现并更正集装箱的错误、漏装及混装等错误。

检查口集装箱进出场作业。

a.不能了解现在整个集装箱堆场准确情况，从而影响进场箱的场地安排，b．不能及时发现或避免一个箱位堆放两个或多个集装箱的错误；c.不能及时发现出口箱进场地而发生的混船、混港、混吨错误，给计算机配载和装船带来困难；d．由于箱区内集装箱时刻处在变动之中，原来的信息得不到及时的更正，因提供信息的错误在进口箱出场时，箱于找不到。

2、人工单证报表传送及无线对讲机网络传送系统不足之处在于:

①人工系统，在工作人员每天具体作业结束后，需做大量的中间单证，在吞吐量增加或人员紧张情况下，工作人员不得不停下作业或加班加点做单证报表，劳动强度增加，影响作业顺利进行且出错机率上升；

②人工系统传输速度慢，信息不及时，不准确及单证报表易丢失；

③无线电对讲机系统，在传送信息时，相互干扰，且作业费时，所需频率点多，声音传递信息，由于发音及对讲机故障，影响传送信息的准确性，且易出错，如采用对讲机实时处理系统，每次作业都须向控制人员接收指令及反馈指令，对讲机使用太频繁，劳动强度大。

二、自动化集装箱码头管理的设想

为提高码头运作效率，采用如下方法：

（1）自动指挥通过系统的闸口登记、吊机靠船作业、捣箱要求、吊机作业对场内拖车的需求产生作业任务，通过局域网无线终端直接传达，再通过司机主动寻揽实现任务分派，完成作业自动指挥；

（2）自动配载按目的港、箱的类型、以及船的稳性、平衡等要求，同时考虑堆场集装箱的放置情况，自动依堆场从上到下、从外到里、先重后轻的秩序取箱，再从下到上、一层一层地放在班轮预留的舱位预配图上，形成装船计划，为系统作业指挥做好准备；（3）自动定位集装箱进场（闸口登记和岸边吊机卸船）系统自动按同类箱上面→同类箱附近空位→或人为指定的方案确定放箱位置，无须预留空间。

由于系统全场统一指挥作业，从根本上解决了码头堆箱的苛刻要求，使自动定位能够做到见缝插针，并且能够均衡高度。

即充分利用了堆场，又降低因高度造成的无效机械耗费；（4）简单明了电脑操作非常简单，在码头作业管理部分，屏幕界面都是以图形的摹拟画面展现出来，形象直观，操作几乎不用键盘，货柜的摆放直接用鼠标点击或拖拉完成，使位置的输入轻而易举，尤其便于主要精力放在驾驶机械司机直接对电脑的操作，为自动指挥创造了条件；（5）主动寻揽通过跟随系统的指挥作业，系统便能自动记录司机和机械设备的作业量，提供考核指标。

这些指标与薪酬挂钩，能够调动司机的积极性，促使司机主动寻揽作业任务，满足自动指挥需要。

以上方法巧妙有机地融合在一起，从而实现了集装箱码头管理的自动化。

使码头的运作效率达到最高程度，这种高效率给码头带来的是：

最优的服务、最低的耗费、最高的效益以及增大的吞吐能量。

1、自动指挥作业任务由以下需求产生

（１）闸口登记时产生，任务进入装车或卸车作业队列：

A.取柜，a.指定柜，货柜车进闸时登记电脑，电脑给出取柜位置，同时在装车任务栏中加入该作业信息；b.未指定柜，系统自动确定满足条件的那一类货柜中最早的、最上面的一个货柜，同时，同类的其它货柜也在电脑屏幕上的图形化界面上用一种颜色标识出来，供人为指定。

考虑就近吊机，可选靠近吊机的同类货柜。

旁边可多放一台电脑，进到系统的现场实况界面，作为指定参考。

就近取柜，可减少机械的无效耗费和节省取柜时间。

确定后，系统按指定柜方式处理。

B.进柜，登记电脑后，a.空柜，系统找出最近进场的同类货柜，并放在其上面，超过限高层数的或场内还没有该类型货柜的，系统自动根据计划或就近寻找一个空位放置，也可人为确定。

空重箱的限高层数可人为确定，也可系统自动确定。

系统自动确定是根据整个堆场的放箱数量确定的，原则是尽量均匀布满整个堆场，避免堆箱太高，减少捣箱情况，减少机械耗费。

b.重柜，系统根据堆场计划、装船航次、目的港、柜型、以及重量级别等属性及装船规则要求安排合适位置，避免装船时捣箱。

进柜位置确认后，系统在卸车任务栏中加入该作业信息。

进闸拖车按系统给出的场位去等候装卸货柜，吊机（场桥、叉车）司机根据无线终端的任务栏列出的作业任务进行作业，任务栏中有进闸时间、堆位、柜号，还有拖车编号（进闸时，发给的一个编号牌，放在车顶，便于吊机司机辨认，出闸时还给闸口），吊机司机在任务栏中寻找属于自己区域范围的、就近的、先到的任务进行作业。

司机选中任务，图形化屏幕界面即形象地标明该箱所在方位。

若是取箱，该箱又不在最上面，则司机不但要用吊机抓开上面的箱外，还要在电脑屏幕上用鼠标做相应的操作，保持电脑数据与实际一致。

司机吊完货柜，双击任务栏，该操作即完成。

（２）岸桥靠船作业时产生，任务进入装船或卸船作业队列：

岸桥要做装卸船作业时，只要进入无线终端的装船或卸船的作业界面，则电脑就会按预先所做的装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就会显示在场桥的装船任务里，各场桥司机在这几条任务队列里选择属于自己范围的、就近的任务作业，电脑操作同装卸车界面差不多。

提取一个柜，鼠标双击任务，电脑任务队列中的该任务就打上一个标记，在岸桥那边，也显示出这个标记，表示该箱正在运来。

岸桥司机点击任务，图形界面会形象地标明装船位置，如果位置没有按原计划放置，这时只须用鼠标点一下实际位置即可。

岸桥司机完成一条任务，任务队列里这条记录就消失。

一旦岸桥司机退出该装船界面，该任务队列也就随即消失。

岸桥靠船装箱时，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，系统可以标出计划顺序供指导。

捣箱要求后产生，任务进入捣箱作业队列：

堆场需要调整，货柜需要查验、装拆等需要在场内移动集装箱时，先在电脑屏幕上用鼠标进行移箱操作，所做的移箱操作在下单确认后会加入到捣箱作业队列，指导场桥司机作业。

岸桥需求转运拖车时产生，任务反映在拖车需求界面上：

岸桥作业需要转运集装箱时，岸桥司机在电脑屏幕上点击需求拖车，点一次，需求量加1。

在拖车无限终端界面上，显示岸桥需求的方位和数量。

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，形成统一指挥，使码头的作业能够井井有序。

任务的分派是通过机械司机主动寻揽完成，司机的“主动”有作业量与薪酬挂勾的利益因素来驱动（作业量本系统有记载），这种方式能够均匀、节省地安排运力，能够做到机械的分派最为合理。

为了平衡作业量与机械的分布，系统有码头实况界面，其任务与机械的平衡状况会用颜色标识在整个码头的地图中，不平衡的地方一目了然，以此指导机械流向。

此外，装卸船还有进度表，可以监控装卸船进度，随时调整机械力量，保证按预计时间完成装卸船任务。

由于系统有这样的科学的指挥方式，能够使码头机械发挥出最高效率，不管码头忙闲、不管上的设备多少，码头的运转始终能够处在最佳的状态。

2、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、以及考虑船的稳性、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。

然而，一艘几百个货柜的大船，人工去配载要花上7、8个小时，码头收箱的截止时间一般都定在船到前24小时，不仅严重地影响到码头的服务质量，而且遇到特殊情况需改变计划还是一件很麻烦的事。

自动配载能够将人工在7、8个小时的工作在几分钟内完成。

系统在做自动配载前，先将要装船的集装箱做出一个分类统计表，选中以某目的港的某柜型箱为单位的货柜，再选中班轮的预留舱位，系统会按在堆场依从上到下、从外到里、先重后轻的取箱秩序，再依次从下到上、一层层地自动放进选中的预配图上。

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，如把轻重分成两个等级，则把每个堆区中的1、2、3排放重箱，4、5、6排放轻箱，在自动配载时，系统先搜寻完某类1、2、3排的箱，再搜寻4、5、6排的箱，轻重等级界限由系统自动根据以往装船货柜的平均重量划分。

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，与调整一样，都是用鼠标直接将货柜在堆场与轮船的舱位图之间拖来拖去，并且，堆场上要装该船的箱、或者范围更小的某一类箱都有颜色标识。

不是该船的箱，拖不上船，避免差错。

手工配载操作可以多人同时分工操作。

配载完成后，需做装船作业下单，则操作者本人所做装船计划生效。

3、自动定位集装箱进场（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。

计划的指定和更改都是通过屏幕摹拟界面形象直观地圈定的，计划范围能够圈定一个堆区，堆区中的某一列，以及一列中的某一个堆位。

计划放箱类型的范围也可大可小，设定也很灵活。

不同的计划其位置还可重复和交差。

计划可以通过图形直观查看，也可通过表格罗列。

4、简单明了的电脑操作在码头作业管理部分，屏幕界面都是以图形的摹拟画面展现出来，所有操作基本都是鼠标完成，即形象直观，又极其简单。

货柜的摆放直接用鼠标点击或拖拉到所放位置，使位置的输入简单明了，无须抽象的位置字符输入，尤其便于让主要精力驾驶吊机的司机直接操作电脑，司机只须点下鼠标就能完成与电脑的互动，有效地解决码头机械司机直接与电脑沟通的问题，为自动指挥的实现奠定了基础。

司机自己对货柜的位置变动只须司机自己在电脑屏幕上相应变动即可保持现场与系统数据的一致，这使码头操作具有很强的灵活性。

鼠标可以在屏幕上将集装箱在堆场与轮船、堆场与拖车、堆场与堆场之间进行拖动。

堆区的设定只须在码头图面上相应位置点一下鼠标即成；船图资料的输入也是在普通船的基础上修改而成。

所有操作方便快捷。

形象直观的图形化界面，即可在屏幕上一览全局，也可深入局部。

即能象监视器一样观看码头运作情况，又能看到监视器所看不见的管理内容，如机械的分布与任务的平衡状况、堆场计划的分布情况、某类集装箱的分布情况、某个箱所处的位置、某处待作业的任务等等。

5、考核指标在本系统的运作中，由于司机作业都是在系统的指挥下进行，而司机进入电脑时登记了操作者，进入作业界面时又登记了机械设备号，所以，系统能分别记录司机和机械的作业量。

这些量对司机是一个考核指标，对机械设备也是一个考核指标。

对司机考核，将工作量同薪酬挂勾，能够有效调动机械司机的工作热情，促使司机主动寻揽作业任务。

对机械设备考核，结合其维修耗费，能够考核出设备的完好率，进而对设备维护人员也有了一个考核指标。

由于有了这些量化的指标，能够有效地增强码头管理的力度。

随着现代化科学技术的日新月异不断发展,集装箱码头管理的自动化程度将越来越高，从而提高集装箱码头的装卸效率和管理水平，使集装箱码头能为船公司及货主提供更加快捷、优质的服务。

参考文献

1.武德春武骁编.集装箱运输实务.机械工业出版社，2004年

2.黄世祥.集装箱码头计算机实时控制问题.集装箱化，2003年

3.邱光谊编著.管理信息系统.电子工业出版社，2001年