一种自动化集装箱码头作业管控系统的制作方法

本发明涉及智慧港口，具体为一种自动化集装箱码头作业管控系统。

背景技术：

1、传统的集装箱码头作业大多是由人力驱动，存在机械化程度低、人工成本高和效率低下等问题。应对这些挑战，自动化集装箱码头技术应运而生。自动化集装箱码头具有自动化控制、高效操作、人员安全、数据收集与分析等多种优势，对于提高码头作业效率、缩短作业时间、减少作业成本、降低安全风险等方面具有重要意义。

2、然而，由于码头内出现了各种类型的自动化机械，以传统的方法去单一进行管理、监测和控制这些自动化机械变得非常困难。同时，极高的作业密度和飞速的信息交换率使得自动化集装箱码头作业更加复杂，需要高效的数据处理和控制手段。因此，在这样的背景下，本发明提供了一种具有良好适应性、高效性、稳定性的自动化集装箱码头作业管控系统。

技术实现思路

1、为解决目前自动化集装箱码头生产管控中缺少对所有设备的集成化监管系统，导致码头作业的低效率、高延时以及不方便等缺点，本发明提出了一种自动化集装箱码头作业管控系统，通过将码头tos系统的业务数据接入管控系统，同时将管控系统的设备运行状态反馈给tos系统，利用实时数据判断码头拥挤情况、有人集卡路径偏移情况、有人集卡超时到达情况、以及自动化设备状态故障情况，方便中控人员实时掌握码头生产作业情况，提高作业效率的同时减少作业成本。

2、一种自动化集装箱码头作业管控系统，所述系统包括：

3、对码头区域内的自动化设备监测管理的自动化设备管控单元，所述自动化设备管控单元包括：从码头tos系统中获取码头业务数据的数据获取模块、对自动化设备的设备状态和任务指令执行状态进行监测的监测模块、将所述设备状态和任务指令执行状态反馈给码头tos系统的状态反馈模块、根据所述设备状态和任务指令执行状态对各自动化设备进行管控的管控模块，码头区域内的所述自动化设备包括：自动化场桥设备、自动化岸桥设备、无人集卡设备；

4、对有人集卡设备运输过程进行管控的有人集卡管控单元：所述有人集卡管控单元包括：从码头闸口管理系统和码头tos系统中获取码头业务数据的数据获取模块、对有人集卡的车速和运动路线和进行监测的监测模块、对有人集卡移动终端系统上传的实时位置信息进行接收的位置接收模块、对有人集卡进行路径偏移提醒管控和超时提醒管控的管控模块、根据所述监测模块的车速和运动路线进行路径偏移计算和超时计算的管控支撑模块；

5、对堆场区域内的水平运输设备即有人集卡和无人集卡的拥堵情况进行管控的堆场区域管控单元，所述堆场区域管控单元包括：获取码头地图数据和码头业务数据的数据获取模块、对堆场区域内水平运输设备的实时位置进行定位的定位模块、通过调整有所述水平运输设备的作业线计划对堆场区域拥堵问题进行管控的管控模块、根据点位聚合判断堆场区域是否发生拥堵的管控支撑模块、将堆场拥堵状态和集卡行驶状态数据反馈给码头tos系统的状态反馈模块；

6、tos对接单元，所述tos对接单元包括：接收码头tos系统生成和更新的任务指令并将所述任务指令分别下发给对应管控单元的任务下发模块、接收所述各管控单元状态反馈模块反馈的各管控单元指令执行状态数据并将其推送到码头tos系统的反馈接收模块。

7、优选的，所述码头业务数据包括：区域计划数据、船舶停靠计划数据、岸桥作业任务数据、岸桥区域集卡交互作业任务数据、堆场区域集卡交互作业任务数据、堆场作业任务数据，所述各管控单元状态数据包括：设备状态数据、集卡行驶状态数据、指令执行状态数据、堆场拥堵状态数据。

8、优选的，所述码头业务数据推送采用http服务接口，所述各管控单元状态数据推送采用消息队列服务接口，所述各管控单元状态数据推送的过程为：首先通过事件监听的方式获取所诉各管控单元状态数据，放入消息队列之中，并以异步mq方式推送所述各管控单元状态数据变化，形成缓存数据标准接口。

9、优选的，所述一种自动化集装箱码头作业管控系统还包括用于显示所述码头业务数据和所述各管控单元状态数据的显示单元，所述显示单元通过web界面组的形式进行展示。

10、优选的，所述web界面组由业务信息显示主界面和管控显示子界面构成，所述业务信息显示主界面用于显示从所述码头闸口管理系统和码头tos系统中获取的码头业务数据及所述各管控单元中的设备位置数据；所述管控显示子界面用于显示所述各管控单元状态数据。

11、优选的，所述信息显示主界面基于码头全局gis地图自定义的底图进行显示，所述显示的过程为：采用坐标转换算法基于码头全局地图将采集的设备经纬度数据映射到所述自定义的底图，换成系统自定义的平面坐标。

12、优选的，所述业务信息显示主界面按区域由上向下分别为：显示船舶停靠计划数据的海侧区域、显示岸桥作业任务数据和岸桥区域集卡交互作业任务数据的岸桥区域、显示堆场作业任务数据和堆场区域集卡交互作业计划数据的堆场作业区域、显示的集卡维修区信息和码头出入闸口信息的办公楼区域。

13、优选的，所述业务信息显示主界面显示个区域显示的信息还包括：在岸桥区域进行显示的码头缆桩号信息、地面锁站信息、在堆场作业区域信息进行显示的堆场中集装箱堆放信息、在堆场区域进行显示的无人集卡充电桩信息。

14、优选的，所述业务信息显示主界面的右侧位置为所述多个管控显示子界面的管控入口，所述多个管控显示子界面分别为：自动化岸桥管控显示子界面、自动化场桥管控显示子界面、无人集卡管控显示子界面、有人集卡管控显示子界面、堆场区域管控显示子界面。

15、优选的，根据所述监测模块的车速和运动路线进行路径偏移计算和超时计算的过程为：对接tos系统获取有人集卡的任务计划数据，在集卡运输过程中，利用gps设备采集集卡所在位置经纬度数据，同时根据车速和作业距离测算预估的路径和到位时间，将所述预估的路径和gps设备采集的集卡经纬度数据进行比对，通过计算定位误差和到达时间偏差完成路径偏移计算和超时计算。

16、优选的，所述根据点位聚合判断堆场区域是否发生拥堵的过程为：根据堆场地图的范围将地图划分为多个格子，计算所述每个格子中点位的坐标平均值作为该格子的聚合点坐标，所述每个点位代表一个集卡设备，将所述点位按照其所属格子进行分类，在聚合点坐标处显示该格子内的点位数量，根据所述聚合点坐标处的值的大小判断堆场区域是否发生拥堵。

17、本发明具有如下有益效果：

18、本发明提供了一种自动化集装箱码头作业管控系统，包括：自动化设备管控单元、有人集卡管控单元、堆场区域管控单元，自动化设备管控单元通过检测模块准确获取自动化设备作业过程中的所有的状态信息、任务执行过程信息、故障预警信息的，并通过展示单元进行可视化，使得中控调度人员能实时掌握自动化码头系统的作业情况，有效提高中控人员对自动化设备的管控效率；堆场区域管控单元基于点位聚合算法实现了码头拥堵监测功能，帮助中控人员快速准确判断堆场区域集卡拥堵情况，有效提高码头作业效率，降低集卡交通作业的延迟和滞留确保码头作业的顺利进行；有人集卡管控单元通过对码头作业过程中集卡的进出时间和行驶路线的监测，依据码头作业流程和车辆作业需求，预设超时时间标准，并规划集卡行驶路径。当集卡在码头停留时间超过预设时限时，当发现集卡的行驶路线偏移或者超出预设时限时，自动发出提醒。利用码头tos系统单元提供码头业务数据，同时将管控系统的设备状态自动同步到tos系统中，使得作业线管理与tos中相关数据保持一致，提高中控准确性。

19、同时可通过可视化界面实现对岸桥、场桥、水平运输车辆的故障检测。提高中控人员作业效率提高了中控的工作效率、安全性和准确性，保证了码头生产作业的流畅度、提高了自动化设备的作业效率、降低了码头内安全生产事故发生的概率。