自動(dòng)化集裝箱碼頭智能閘口信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要 文章針對(duì)青島港的自動(dòng)化集裝箱碼頭智能閘口信息采集系統(tǒng)項(xiàng)目特點(diǎn)，探討碼頭在信息采集方面的建設(shè)工作，將自動(dòng)化的信息生產(chǎn)工作的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和完整性的要求進(jìn)行系統(tǒng)化的分析。最終結(jié)果驗(yàn)證自動(dòng)化集裝箱碼頭智能閘口各項(xiàng)監(jiān)管和信息采集工作便捷，能夠?qū)CR采集區(qū)、主閘采集區(qū)以及控制閘采集區(qū)等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，為后續(xù)自動(dòng)化集裝箱碼頭智能閘口信息采集工作提供有效的技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞 自動(dòng)化集裝箱;碼頭智能閘口;信息采集系統(tǒng);設(shè)計(jì)流程

中圖分類號(hào) U691 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）06-0004-03

引言

集裝箱碼頭的主要工作是將各種進(jìn)出口的集裝箱進(jìn)行按區(qū)歸置，對(duì)集裝箱內(nèi)部所承載的貨物、集卡、司機(jī)進(jìn)行信息采集、識(shí)別、校驗(yàn)、通放行、存儲(chǔ)，是碼頭日常的信息采集工作的一個(gè)主要流程，同時(shí)也是幫助海關(guān)和相關(guān)的檢驗(yàn)檢疫部門(mén)實(shí)施信息查詢和管理工作的一個(gè)重要的窗口。因此，建立良好的閘口信息采集系統(tǒng)是提升檢測(cè)工作效率的重要手段，能夠提升碼頭的整體影響力和服務(wù)態(tài)度。碼頭作為我國(guó)進(jìn)出口貿(mào)易工作的一個(gè)重要的場(chǎng)所，一直以來(lái)都承載著非常重要的信息管理工作，但是通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多碼頭在信息采集方面的建設(shè)工作還存在一定的弊端，工作流程繁瑣、信息處理時(shí)間慢、通關(guān)效率低、閘道容易擁堵、人工干預(yù)量大等都是造成整個(gè)碼頭的信息采集工作無(wú)法得到有效實(shí)施的原因[1]?；诖?，該文從當(dāng)前集裝箱碼頭閘口信息采集系統(tǒng)的角度出發(fā)，探討自動(dòng)化信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，全面提升集裝箱碼頭在信息采集方面的工作效率。通過(guò)添加自動(dòng)化的識(shí)別系統(tǒng)，引入全自動(dòng)高速軌道吊，以滿足不同的裝箱要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的操作。

1 青島港自動(dòng)化集裝箱碼頭智能閘口

青島港是我國(guó)主要的進(jìn)出口港口之一，始建于1892年，分為大港港區(qū)、中港港區(qū)、黃島油港港區(qū)和前灣港區(qū)四大部分，業(yè)務(wù)覆蓋山東周邊及中亞地區(qū)，根據(jù)青島港發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2020年青島港完成貨物總吞吐量5.4億t，位居全國(guó)前列。如此巨大的貨物吞吐量，給港口碼頭的信息采集工作提出了更高的要求，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究，青島港建立了屬于自己的自動(dòng)化集裝箱碼頭智能閘口系統(tǒng)。整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能包含有OCR（光學(xué)字符識(shí)別）技術(shù)的集裝箱信息與集卡信息自動(dòng)識(shí)別、司機(jī)自助一體機(jī)數(shù)據(jù)采集及有效性校驗(yàn)，以及閘口相關(guān)系統(tǒng)的管控以及與其他系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的建立為碼頭各部門(mén)之間的信息采集工作提供了便捷，同時(shí)也為海關(guān)和檢驗(yàn)檢疫部門(mén)實(shí)施相應(yīng)的工作創(chuàng)造了條件[2]。智能閘口信息采集系統(tǒng)如圖1所示。

青島港的自動(dòng)化集裝箱碼頭智能閘口在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用的是多站式布局的方式將不同的操作系統(tǒng)融合在內(nèi)，能夠同時(shí)處理不同的信息采集工作，例如：信息識(shí)別處理、數(shù)據(jù)處理、稱重?cái)?shù)據(jù)處理、海關(guān)信息校驗(yàn)等，這種多站式的采集系統(tǒng)能夠較大地減輕碼頭工作人員的工作負(fù)擔(dān)，呈現(xiàn)出來(lái)的數(shù)據(jù)也會(huì)比較準(zhǔn)確，已經(jīng)得到了廣泛的使用。而多站式布局能夠同時(shí)將物理信息采集和閘口業(yè)務(wù)邏輯之間進(jìn)行分離處理，保證閘口的通過(guò)率同時(shí)還能節(jié)省OCR設(shè)備采購(gòu)中產(chǎn)生的各項(xiàng)費(fèi)用，是一項(xiàng)性價(jià)比較高的布局方式[3]。信息采集和校驗(yàn)系統(tǒng)主要是結(jié)合碼頭的日常工作形式和工作量進(jìn)行設(shè)計(jì)的，比較符合青島港的信息采集和校驗(yàn)流程，具體的系統(tǒng)使用的是集裝箱碼頭管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱TMS）。

2 自動(dòng)化集裝箱碼頭閘口流程設(shè)計(jì)及信息采集

2.1 自動(dòng)化集裝箱碼頭閘口流程設(shè)計(jì)

青島港自動(dòng)化集裝箱碼頭閘口流程設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.2 自動(dòng)化集裝箱碼頭閘口信息采集

自動(dòng)化集裝箱碼頭閘口信息采集包括：碼頭業(yè)務(wù)校驗(yàn)信息、箱體驗(yàn)殘及特殊箱型信息、海關(guān)監(jiān)管信息、碼頭監(jiān)管信息、碼頭作業(yè)信息和圖像信息。

2.2.1 碼頭業(yè)務(wù)校驗(yàn)信息

碼頭校驗(yàn)信息包含的內(nèi)容較多，基本上都是有關(guān)集裝箱內(nèi)商品的主要信息，其中包含集裝箱編碼、商品基本信息、海關(guān)編碼、ISO編碼等，這些信息的采集主要是用來(lái)檢驗(yàn)入關(guān)的集裝箱是否按照流程處理完所有的程序，以方便之后的海關(guān)和檢驗(yàn)檢疫部門(mén)的工作。

2.2.2 箱體驗(yàn)殘及特殊箱型信息

對(duì)于碼頭來(lái)說(shuō)，集裝箱在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的海運(yùn)之后，會(huì)出現(xiàn)不同程度的破損，對(duì)于這類破損件的信息采集工作是一項(xiàng)非常困難的事情。傳統(tǒng)的信息采集都是通過(guò)人工采集的方式進(jìn)行處理，而青島港在加入了自動(dòng)化信息采集系統(tǒng)之后，能夠直接對(duì)這類特殊箱型的信息進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)檢查殘損箱的外部特征、尺寸、支架等進(jìn)行信息記錄，具有較好的實(shí)際效果。

2.2.3 海關(guān)監(jiān)管信息

海關(guān)監(jiān)管和發(fā)布的各種編碼信息是這些貨物通行的唯一憑證，為了保證信息采集工作的有效性，需要對(duì)集裝箱內(nèi)部的箱號(hào)、箱體、圖片、箱質(zhì)量、集卡電子車(chē)牌及物理車(chē)牌等進(jìn)行系統(tǒng)化地信息采集[4]。通過(guò)自動(dòng)化信息采集的方式，能夠發(fā)現(xiàn)內(nèi)部集裝箱是否存在違規(guī)操作的現(xiàn)象，為碼頭的檢驗(yàn)工作提供更好的幫助。

2.2.4 碼頭監(jiān)管信息

碼頭監(jiān)管信息的采集工作主要有集卡電子車(chē)牌、物理車(chē)牌、集卡運(yùn)輸司機(jī)的身份信息等，這些信息的采集，最主要的目的是核實(shí)運(yùn)輸司機(jī)是否存在違規(guī)操作的行為，為碼頭的運(yùn)輸工作提供安全保障。

2.2.5 碼頭作業(yè)信息

青島港每天會(huì)有成百上千的集裝箱車(chē)輛出入，這些集裝箱都會(huì)被運(yùn)輸?shù)绞澜绺鞯亍Ｏ胍獙⑺械男畔⑦M(jìn)行系統(tǒng)化的采集，需要碼頭結(jié)合自身集裝箱的特點(diǎn)，確定各個(gè)集裝箱在自身固定的托盤(pán)范圍之內(nèi)卸盤(pán)，保證集裝箱運(yùn)輸?shù)恼＼壽E在合理的范圍之內(nèi)。

2.2.6 圖像信息

圖像作為集卡與碼頭責(zé)任界定最重要的依據(jù)，應(yīng)具備高品質(zhì)、便于查詢、長(zhǎng)期存儲(chǔ)等特點(diǎn)。為碼頭的各項(xiàng)信息處理工作提供便捷，同時(shí)也方便采集工作的完成。

3 閘口信息采集設(shè)計(jì)

3.1 OCR采集區(qū)

OCR采集區(qū)是整個(gè)集裝箱碼頭在實(shí)施信息采集工作中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是一個(gè)主要的場(chǎng)所。青島港在OCR采集區(qū)設(shè)置時(shí)主要采用的是全程無(wú)停車(chē)的一個(gè)流程，集卡車(chē)司機(jī)在經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)之后直接將車(chē)輛開(kāi)到指定的地點(diǎn)進(jìn)行裝卸貨，無(wú)須再次經(jīng)過(guò)人工審核的方式處理信息采集。給青島港的日常信息采集工作提供了更多的便捷，同時(shí)集卡車(chē)司機(jī)也不用再經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的等待，整個(gè)港口的交通管理工作得到有效提升。信息采集系統(tǒng)主要使用的激光觸發(fā)的方式實(shí)施采集，與傳統(tǒng)信息采集有較大的區(qū)別，傳統(tǒng)信息采集使用的方法大多數(shù)工作效率低下，隨著時(shí)間的增加，信息采集閘口會(huì)因?yàn)槭艿郊t外對(duì)射或地感線圈觸發(fā)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)，不穩(wěn)定的因素較多，一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題之后產(chǎn)生的維修費(fèi)用較高、時(shí)間較長(zhǎng)等都是不利于港口的日常信息采集工作有序進(jìn)行[5]。因此，添加激光掃描儀熱備，能夠?qū)⒅?、副激光掃描儀同時(shí)運(yùn)行，保障了系統(tǒng)整體穩(wěn)定運(yùn)行。

OCR采集區(qū)在實(shí)施采集工作時(shí)通過(guò)添加七臺(tái)不同類型的相機(jī)，將整個(gè)集卡車(chē)的車(chē)身全部包裹住，全方位地對(duì)車(chē)身的每一個(gè)部分的信息都進(jìn)行采集，其中，包含有讀取集卡車(chē)主的身份信息、車(chē)輛基本信息、集裝箱信息、電子車(chē)牌信息等，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

3.2 主閘采集區(qū)

主閘采集區(qū)采用多車(chē)道、停車(chē)式設(shè)計(jì)，在控制集卡司機(jī)停車(chē)刷身份證的同時(shí)對(duì)進(jìn)出碼頭的集卡進(jìn)行分流，從而提高集卡通過(guò)效率、降低擁堵風(fēng)險(xiǎn)。主閘采集區(qū)在實(shí)施采集工作的過(guò)程中能夠直接將整個(gè)集卡車(chē)的信息掃描識(shí)別出來(lái)，通過(guò)對(duì)集卡車(chē)的基本信息以及集卡車(chē)司機(jī)信息的掃描工作，能夠核查信息是否在合理的范圍之內(nèi)，為海關(guān)的監(jiān)管工作提供保障，同時(shí)也為港口和碼頭的管理工作提供基礎(chǔ)的信息保障[6]。

3.3 控制閘采集區(qū)

通過(guò)采集的電子車(chē)牌信息關(guān)聯(lián)邏輯校驗(yàn)結(jié)果，判斷集卡是否滿足進(jìn)碼頭作業(yè)或作業(yè)完成離開(kāi)碼頭的條件。有的集裝箱和集卡車(chē)的時(shí)間和年限較久，有的閘口在實(shí)施信息采集工作時(shí)不能準(zhǔn)確地識(shí)別出集卡車(chē)的全部信息。因此，青島港在這方面進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，能夠直接通過(guò)核查集卡車(chē)司機(jī)的身份證信息確定校驗(yàn)結(jié)果的方式，能夠?yàn)榧ㄜ?chē)的正常通行提供條件。

4 結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化集裝箱碼頭智能閘口信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為青島港的日常的信息采集工作提供了便利，在提升信息采集工作效率的基礎(chǔ)上節(jié)省了時(shí)間成本，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化采集信息的基本要求。通過(guò)對(duì)閘口信息采集區(qū)域的自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)了閘口多站式布局、信息分離式采集的閘口作業(yè)模式，為港口的工作和之后的發(fā)展指明了新的方向，同時(shí)也為港口提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)創(chuàng)造了條件，已經(jīng)成為當(dāng)前很多碼頭在實(shí)施自動(dòng)化信息工作的參照依據(jù)。

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（5）： 4.

收稿日期：2022-01-13

作者簡(jiǎn)介：陶凱（1984—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、國(guó)企信息化建設(shè)發(fā)展、國(guó)企數(shù)字化轉(zhuǎn)型等。