基于定位信息的集装箱装卸控制方案

时间：2024-05-17

吴金鹏

（天津港集装箱码头有限公司，天津 300456）

基于定位信息的集装箱装卸控制方案

吴金鹏

（天津港集装箱码头有限公司，天津 300456）

国内集装箱码头装卸作业已实现信息化，但由于作业司机疲劳操作和主观能动性的原因，集装箱装卸出现误码、错码等事故，给码头作业造成严重损失。通过引进GPS、GIS、自动化控制等多种技术，依照作业信息数据，控制作业机械动作，实现集装箱的准确堆码。

GPS全球定位系统；GIS地理信息系统；TEU标准箱；RTG场地轮胎吊

一﹑引言

近年来，随着门对门运输的便利性，集装箱运输已成为物流行业的潮流，国内港口均建起吞吐量超过百万TEU的大型集装箱码头。这些码头通过引进大型装卸设备﹑国内外先进的集装箱作业管理软件，实现了码头作业机械化﹑信息化。但通过调查与统计，上述码头的集装箱误码﹑错码率达到0.2‰～0.4‰，这意味着码头每装卸TEU，就会出现2～4TEU误码或错码，严重影响集装箱码头的船舶作业，甚至给货主会造成重大经济损失。面对如此严重的后果，如何利用技术手段解决集装箱误码﹑错码是目前迫切需要解决的问题。

二﹑基于定位信息的集装箱装卸控制方案

集装箱码头的装卸作业是RTG司机按照集装箱作业管理软件发送的生产信息，将集装箱装卸到相应的位置上。而上述的集装箱误码﹑错码90%以上都是由于RTG司机长时间工作，疲劳操作，将生产信息或实际堆场位置看错，加上主观能动性的作用所造成的。基于定位信息的集装箱装卸控制方案就是在RTG安装GPS接收机，将采集的定位信息与生产信息数据﹑GIS地理信息相结合，通过自动化控制技术控制RTG动作，实现集装箱的准确堆码。基于定位信息的集装箱装卸控制方案可通过技术手段有效的避免由疲劳操作﹑主观臆断等人为因素造成的集装箱误码﹑错码的发生。

三﹑方案设计

3.1 方案架构

装卸控制模块子系统﹑数据处理子系统﹑GIS地理信息子系统﹑无线通讯子系统以及位置信息采集子系统共同组成了集装箱装卸控制架构，这种架构便是建立在定位信息的基础之上。

3.2 信息流程

这种控制方案中的信息流较大，其内容主要包括GIS场地信息﹑RTG位置信息﹑集装箱的主要装卸信息以及转锁控制信息等，主要信息流内容分析如下图所示（见图1）。

图1 信息流程图

3.3 子系统配置

在系统的硬件处理中，子系统的主要组成为两台服务器，并且服务器配置基础为系统数据处理量。通过GIS系统，可以将集装箱的场地信息进行数字化处理，主要包括对码头场﹑贝﹑位﹑以及集装箱车道和RTG跑到的信息进行处理，并将处理后的数据储存起来。集装箱位置信息的获取主要通过专门的采集子系统完成，该系统的组成主要有天线和GPS接收机，依照实际作业以及数据处理所需要速度，可以采用双拼接收机。而通讯子系统主要采用了无线通信方式，包括无线终端以及通信基站。

3.4 方案实现

该种控制方案主要由三个步骤，首先是信息的采集，实现定位；其次是对装卸信息同定位信息进行对比；最后则是将分析处理后的转锁控制信号进行输出。

3.4.1 定位信息的采集与处理。首先在RTG顶上安装GPS接收机，主要用于对信息进行采集，通过对信号的接受，将RTG的移动位置精确的计算出来，继而，通过RS232串口，GPS接收机可以将RTG信息传输至无线终端。因为装卸机构吊具同信号接收机在RTG上的设置位置不同，中间存在一定的距离，因而需要精确的测距后，依照信息对吊具进行定位。

3.4.2 信息比对。有专门的系统对收集到的信息进行处理，并将处理后的信息通过无线网络进行发送。系统收集到相关信息后，首先将装卸位置信息同采集到的吊具位置进行对比，通过GIS数据同吊具具体位置数据对比可以达到以下结果：若是通过信息对比发现二者数据存在偏差，无论是贝偏差还是排偏差在10cm以内时，无线终端就会向装卸子系统传输转锁控制信号，当二者信号比较时发现信号重合，那么同样也会发出转锁控制信号。

3.4.3 转锁控制信号的输出。当装卸模块受到转所控制信号后，通过信号转换，控制单元会再次输出一个低电平信号，用于完成TTL控制，RTG转锁控制能够自行完成，接入的转锁控制电路继电器仍旧闭合，吊具就可以完成集装箱的装卸。例如，当系统受到低电平新阿红，那么转换芯片便会输出TTL控制信号，继而RTG常闭继电器自动断开，RTG无法动作，此时集装箱便无法完成装卸动作。

上述三个步骤是转锁控制的主要步骤，通过这种定位控制的方式对集装箱的装卸进行全程的信息跟踪以及智能化﹑信息化的管理，RTG司机必须按照信息要求对集装箱进行装卸操作，只有集装箱到达精确的位置时，RTG吊具才会启动，如若不然，RTG不会对集装箱进行装卸，通过这种方式，可以有效的避免由于人员的疲劳操作以及主观判断失误等造成集装箱装卸过程中的错码﹑误码事故。