基于散雜貨碼頭遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)研究

劉慧+梅葉

【摘 要】基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和工業(yè)4.0原理，加快對(duì)散雜貨碼頭生產(chǎn)作業(yè)實(shí)施遠(yuǎn)程控制方案改造，符合解放生產(chǎn)力提升碼頭運(yùn)營(yíng)管理能力的內(nèi)在訴求。論文針對(duì)散雜貨碼頭作業(yè)組織的特點(diǎn)，破解其實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控工程技術(shù)瓶頸，結(jié)合碼頭實(shí)際進(jìn)行要素重組，技術(shù)改造和流程優(yōu)化，推動(dòng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與測(cè)試應(yīng)用，以實(shí)例引證了散雜貨碼頭遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的節(jié)點(diǎn)及其功效。

【Abstract】Speeding up the implementation of remote control scheme reform for production of bulk cargo wharf based on internet technology and industry 4.0 principle is in line with the internal demand of the liberation productivity to improve the operational management ability of the terminal. According to the characteristics of the bulk cargo wharf operation organization， the bottleneck of remote monitoring engineering technology is solved， and combining with the actual situation of the wharf， the key elements are restructured， and technical transformation and process optimization are carried out to promote the design and test application of the remote control system. The nodes and their effects of remote monitoring technology for bulk cargo wharf are cited with examples.

【關(guān)鍵詞】智慧碼頭；遠(yuǎn)程監(jiān)控；信息技術(shù)

【Keywords】intelligent wharf； remote monitoring； information technology

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP393 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）12-0148-02

1 散雜貨碼頭生產(chǎn)組織特點(diǎn)

1.1 特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，散雜貨碼頭以經(jīng)營(yíng)非集裝箱貨物為主，例如各種散裝貨物和件雜貨物。其現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)行：依靠裝卸車(chē)司機(jī)人工目測(cè)，復(fù)雜工藝配合指導(dǎo)員手持無(wú)線終端“喊話”。

基本特點(diǎn)：①碼頭多功能。針對(duì)貨物性狀、船舶特點(diǎn)及其監(jiān)管需求，碼頭適應(yīng)貨物裝卸、監(jiān)管、存儲(chǔ)、分撥等業(yè)務(wù)實(shí)際。②貨種多樣性。滿足多種不同物理屬性、化學(xué)屬性、生物屬性等貨物作業(yè)。③效率相對(duì)較低。貨物的特性決定裝卸工藝多樣化與突發(fā)性，作業(yè)環(huán)節(jié)、人機(jī)配合和場(chǎng)地貨物多樣性一定程度制約生產(chǎn)效率。勞動(dòng)較大。信息技術(shù)設(shè)計(jì)使用和成本消化較難。④管理難度大。貨物裝卸程序復(fù)雜，安全作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較大。

1.2 弊端

①生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)大。機(jī)械司機(jī)目測(cè)，盲區(qū)或由疲勞引發(fā)的人、貨機(jī)損，安全事故發(fā)生概率高。②作業(yè)配合隱患多。工藝指導(dǎo)員“喊話”，難以避免作業(yè)過(guò)程無(wú)縫銜接，埋下安全隱患。作業(yè)病變與機(jī)械故障很難第一時(shí)間處置，為后續(xù)工作增加難度，增加機(jī)械保養(yǎng)檢修的成本。③職業(yè)健康危害強(qiáng)。高噪音、高污染（粉塵）的環(huán)境中，工作效率低下，勞動(dòng)積極性下降，職業(yè)認(rèn)同感降低，職業(yè)危害顯而易見(jiàn)。④經(jīng)濟(jì)考量劣勢(shì)突出。信息技術(shù)潮流下，傳統(tǒng)方式人工成本加大，生產(chǎn)效率較低，容易引發(fā)連鎖反應(yīng)，用戶服務(wù)質(zhì)量與碼頭綜合效益較難提升。

2 散貨碼頭遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)方案建構(gòu)

2.1 技術(shù)要義

所謂遠(yuǎn)程控制，是指管理人員在異地通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)異地或雙方都接入Internet等手段，連通本地與異地計(jì)算機(jī)，遠(yuǎn)程控制對(duì)本地計(jì)算機(jī)進(jìn)行配置、軟件安裝程序、修改等工作。碼頭遠(yuǎn)程技術(shù)方案伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)路技術(shù)的發(fā)展不斷產(chǎn)生新訴求。集裝箱碼頭遠(yuǎn)程控制技術(shù)高度成熟為散雜貨碼頭遠(yuǎn)程監(jiān)控提供重要參考。

遠(yuǎn)程控制技術(shù)核心在于構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)與中樞指揮信息反應(yīng)的實(shí)時(shí)兌換交接，信息優(yōu)化選擇對(duì)接交換準(zhǔn)確無(wú)誤，使之“身臨其境”“手腦合一”。

2.2 構(gòu)成維度

①遠(yuǎn)程辦公。改變“喊話”與“跑腿”方式，遠(yuǎn)程視頻和信息技術(shù)交換輕松實(shí)現(xiàn)散雜貨碼頭指揮中樞系統(tǒng)的碼頭生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程辦公。新穎便利，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提升生產(chǎn)效率，員工行業(yè)認(rèn)同感和職業(yè)忠誠(chéng)度大大增強(qiáng)。②技術(shù)支持。碼頭現(xiàn)場(chǎng)面大點(diǎn)多，作業(yè)病變和機(jī)械故障檢修依靠遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)交換，進(jìn)行整改，軟件安裝，調(diào)試維護(hù)。③遠(yuǎn)程交流。系統(tǒng)縮短“時(shí)空”，人與人零距離，實(shí)現(xiàn)信息交換，業(yè)務(wù)交流。④遠(yuǎn)程監(jiān)管。遠(yuǎn)程信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的推廣，使得后臺(tái)技術(shù)人員退居幕后指揮監(jiān)管碼頭作業(yè)層面，提供多維度作業(yè)信息，并以此實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑的監(jiān)管作業(yè)，達(dá)到效率與效益的優(yōu)化競(jìng)合。

2.3 技術(shù)節(jié)點(diǎn)

①任務(wù)構(gòu)成。散雜貨碼頭遠(yuǎn)程控制功能主要解決基于生產(chǎn)過(guò)程的信息技術(shù)控制與輔助監(jiān)管。生產(chǎn)過(guò)程遠(yuǎn)程監(jiān)管是作業(yè)端和指揮端的信息智能交換，以實(shí)現(xiàn)路徑優(yōu)化選擇。遠(yuǎn)程輔助監(jiān)管主要任務(wù)通過(guò)遠(yuǎn)程技術(shù)手段維護(hù)、保證、檢修、預(yù)測(cè)等程序做出相應(yīng)指令，保證故障憂患排除及時(shí)性，設(shè)備性能的完備性，生產(chǎn)作業(yè)相對(duì)均衡性。②核心功能。依靠互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，以主控電腦終端為操作入口，收集處理遠(yuǎn)程傳感信息，對(duì)碼頭作業(yè)過(guò)程實(shí)施監(jiān)控，對(duì)設(shè)施設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施遠(yuǎn)程集成信息監(jiān)測(cè)監(jiān)管，能實(shí)現(xiàn)預(yù)警、報(bào)警、遠(yuǎn)程電腦測(cè)試，確認(rèn)故障，競(jìng)優(yōu)選擇確定故障排除方案，實(shí)施遠(yuǎn)程修復(fù)或者調(diào)度指揮在場(chǎng)技術(shù)員進(jìn)行處置。③中樞選擇。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)與指揮終端的信息交換（EDI）器作為遠(yuǎn)程控制技術(shù)方案大腦選用上，要根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)特點(diǎn)和規(guī)律，注重實(shí)效性，經(jīng)濟(jì)性和便利安全性。中樞智慧軟件進(jìn)行實(shí)際改造，路徑最優(yōu)選擇，注重系統(tǒng)軟件的臨時(shí)適應(yīng)性，適合散貨種作業(yè)實(shí)際情況。④工程鋪設(shè)。注重工程成本控制和施工設(shè)計(jì)，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)指揮中樞信息傳輸以有線通訊為主，遠(yuǎn)程射頻技術(shù)信息傳輸為輔。鋪設(shè)過(guò)程考慮新技術(shù)路徑接口的兼容性。系統(tǒng)失靈可以切換備用系統(tǒng)，功能升級(jí)端口兼容，突發(fā)故障可較快啟動(dòng)人工指揮監(jiān)管。⑤后期維護(hù)。方案實(shí)用性重在落實(shí)設(shè)計(jì)施工機(jī)理、方案參數(shù)、技術(shù)要求和運(yùn)行保障等環(huán)節(jié)的維護(hù)，確保完整，銜接安全，日常維護(hù)和故障處置妥當(dāng)。endprint

3 建構(gòu)適用過(guò)程

作為碼頭智能驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程，青島港推進(jìn)智能交通系統(tǒng)整體運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略部署，加快智慧港口建設(shè)。以其所屬散貨碼頭自動(dòng)灌裝遠(yuǎn)程控制改造技術(shù)方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用為實(shí)例，論證該方案的設(shè)計(jì)適用過(guò)程。調(diào)研論證，散雜貨碼頭遠(yuǎn)程監(jiān)控要點(diǎn)和難點(diǎn)是傳感器的設(shè)置及信息交換處理。為了實(shí)現(xiàn)散雜貨碼頭的氧化鋁灌包作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控，首先對(duì)作業(yè)流程改造，然后通過(guò)遠(yuǎn)程信息傳輸在幕后實(shí)施監(jiān)控指令交換。

灌包作業(yè)打氣泵氣缸加裝控制電磁閥門(mén)傳感變送器。設(shè)備將信號(hào)變頻為模擬信號(hào)發(fā)射處理變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后傳到電腦遠(yuǎn)程控制屏，技術(shù)控制人員如身臨其境掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備氣壓情況，適時(shí)人工介入，保持氣壓運(yùn)行平穩(wěn)。后臺(tái)終端發(fā)射指數(shù)字信號(hào)變模擬信號(hào)傳輸?shù)阶鳂I(yè)氣泵傳感器再轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)指揮碼頭作業(yè)設(shè)備順利完成作業(yè)。對(duì)監(jiān)控程序加載相應(yīng)抱死程序功能，系統(tǒng)檢測(cè)做出判斷，發(fā)送指令到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，啟動(dòng)抱死裝置模式，系統(tǒng)自動(dòng)安全關(guān)閉。為實(shí)現(xiàn)此功能，改造設(shè)備控制結(jié)構(gòu)：電磁傳感接受主控電腦指令信號(hào)能夠聯(lián)動(dòng)機(jī)械開(kāi)關(guān)而作業(yè)，同時(shí)機(jī)械開(kāi)關(guān)作業(yè)指令能通過(guò)電磁閥動(dòng)而反向傳入主控電腦，并確保電子閥狀態(tài)在受控范圍之內(nèi)。

對(duì)于主控電腦安裝相匹配的遠(yuǎn)程控制軟件，實(shí)現(xiàn)音像同步，后臺(tái)監(jiān)控與現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)。根據(jù)檢測(cè)儀表反應(yīng)信息指標(biāo)，系統(tǒng)可以簡(jiǎn)算分析數(shù)據(jù)，判斷現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)設(shè)備系統(tǒng)的性能是否處于良好狀態(tài)，如果不在正常值范圍之內(nèi)，主控系統(tǒng)出現(xiàn)預(yù)報(bào)警，由主控技術(shù)人員發(fā)出指令進(jìn)行糾偏調(diào)試，或者技術(shù)保障，以便人工介入維修。

由港口大數(shù)據(jù)原理，可以將主控電腦接入云端服務(wù)器，開(kāi)發(fā)移動(dòng)手機(jī)APP，根據(jù)指令登錄系統(tǒng)掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)狀況，實(shí)現(xiàn)交流互動(dòng)。

基于散雜貨碼頭的遠(yuǎn)程控制技術(shù)方案實(shí)際與應(yīng)用，涉及和考慮的方面較多。率先對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程音像視屏數(shù)字技術(shù)及監(jiān)控，需要較高水平通信技術(shù)、碼頭設(shè)備、技術(shù)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)投入與成本利潤(rùn)分析等系列要素做保障。青島港散雜貨氧化鋁灌包作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用取得良好成效，生產(chǎn)效率、安全管理、經(jīng)濟(jì)效益成效顯著。該項(xiàng)目是指智慧碼頭項(xiàng)目中一個(gè)微小實(shí)例。

遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)在散雜貨碼頭設(shè)計(jì)與使用，可革命性地改變其生產(chǎn)組織方式，提升碼頭功能，發(fā)揮超強(qiáng)作用?？蓮V泛應(yīng)用于裝卸作業(yè)、船舶調(diào)度、吊車(chē)叉車(chē)、水平運(yùn)輸設(shè)備或環(huán)節(jié)，同時(shí)可以構(gòu)建基于散雜貨碼頭綜合智能運(yùn)輸調(diào)度平臺(tái)統(tǒng)一調(diào)度指揮，提升碼頭運(yùn)營(yíng)能力。

4 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)4.0與人工智能技術(shù)提供了智慧港口建設(shè)的技術(shù)路徑。運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)方案組織指揮碼頭生產(chǎn)是現(xiàn)代智慧碼頭的內(nèi)在訴求。散雜貨碼頭遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用適合規(guī)模以上的散貨碼頭，需要各方面協(xié)調(diào)與支持配合，后續(xù)的維護(hù)和改進(jìn)要不斷創(chuàng)新。

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