集裝箱碼頭智能閘口功能分析及配置設(shè)計(jì)

舒帆+宓為建+李勛

閘口作為碼頭與集卡的交接點(diǎn)，涉及集裝箱相關(guān)信息（包括集裝箱歸屬船名、航次、尺寸、箱型、質(zhì)量、貨物、鉛封等）核查及整合工作；同時(shí)，閘口作為集裝箱信息控制節(jié)點(diǎn)，影響集裝箱碼頭操作系統(tǒng)對(duì)閘口業(yè)務(wù)的判斷，是碼頭業(yè)務(wù)與陸運(yùn)業(yè)務(wù)正式交接的標(biāo)志。隨著集裝箱船舶日趨大型化，對(duì)集裝箱碼頭的岸邊作業(yè)能力、堆場(chǎng)處理能力及閘口通過能力的要求越來越高。閘口通過能力直接影響碼頭客戶的滿意度和碼頭綜合作業(yè)能力。受人工輸入單據(jù)信息效率較低且差錯(cuò)率較高，偽造、套用車牌的現(xiàn)象較多，人工驗(yàn)箱效率較低，打印單據(jù)耗時(shí)較長(zhǎng)且浪費(fèi)資源，對(duì)異常情況的響應(yīng)速度較慢等因素的影響，傳統(tǒng)人工閘口存在集疏港車輛擁堵、通行效率低下等弊端。鑒于此，有必要發(fā)展利用信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)完成集裝箱信息核查工作的智能閘口。

1 集裝箱碼頭智能閘口應(yīng)用及研究現(xiàn)狀

智能閘口主要應(yīng)用于自動(dòng)化集裝箱碼頭。韓國(guó)釜山新集裝箱碼頭、荷蘭Euromax碼頭及西班牙TTI碼頭等自動(dòng)化集裝箱碼頭均有成功應(yīng)用智能閘口的案例。我國(guó)首個(gè)智能閘口在上海滬東集裝箱碼頭投入使用[1]，其采用當(dāng)今世界領(lǐng)先的智能箱號(hào)識(shí)別系統(tǒng)并結(jié)合日趨成熟的電子數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)碼頭交接箱作業(yè)信息的快速傳遞，有效提高閘口的綜合通過能力。目前，該智能閘口系統(tǒng)的性能和功能進(jìn)一步提升，并成功應(yīng)用于上海港洋山深水港區(qū)和外高橋港區(qū)的多個(gè)集裝箱碼頭。[2]大連集裝箱碼頭于2005年6月正式啟用智能閘口，該閘口是我國(guó)首個(gè)雙向全自動(dòng)化無人值守智能閘口。[3]寧波港智能閘口項(xiàng)目于2008年12月上線試運(yùn)行，現(xiàn)已推廣應(yīng)用到其包括北侖國(guó)際集裝箱碼頭、北侖第二集裝箱碼頭、遠(yuǎn)東碼頭、大榭招商碼頭等在內(nèi)的所有下屬集裝箱碼頭，目前各碼頭智能閘口系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況良好。天津港太平洋國(guó)際集裝箱碼頭（以下簡(jiǎn)稱太平洋國(guó)際碼頭）智能閘口系統(tǒng)于2011年1月上線運(yùn)行；系統(tǒng)上線后集港記錄與上線前歷史記錄的抽樣對(duì)比分析結(jié)果表明，如果集裝箱信息正常，集卡通過智能閘口的時(shí)間為30～，效率提升2倍以上。[4]此外，營(yíng)口港和蘇州現(xiàn)代貨箱碼頭也有智能閘口應(yīng)用案例。[5-6]

綜上所述，智能閘口系統(tǒng)已成功應(yīng)用于我國(guó)多個(gè)港口碼頭，未來，隨著我國(guó)自動(dòng)化集裝箱碼頭的發(fā)展，智能閘口的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。然而，國(guó)際上對(duì)集裝箱碼頭智能閘口的系統(tǒng)研究相對(duì)較少：趙海英等[7]和同寧方等[8]主要探討光學(xué)字符識(shí)別（Optical Character Recognition，OCR）技術(shù)在智能閘口的應(yīng)用；劉旭[9]和孫志軍[10]主要研究閘口系統(tǒng)設(shè)計(jì)，側(cè)重信息技術(shù)的應(yīng)用；陳健[11]針對(duì)硬件改變對(duì)閘口正常運(yùn)行帶來的影響，提出采用OPOS技術(shù)降低軟件對(duì)硬件依賴性的方案。上述研究者對(duì)閘口普適性功能進(jìn)行描述，但由于智能閘口設(shè)計(jì)受碼頭布局、集疏運(yùn)流程及集裝箱裝卸工藝等因素的影響，其功能配置有較大差異。智能閘口的整體設(shè)計(jì)及其差異性配置均應(yīng)是智能閘口建設(shè)和應(yīng)用過程中關(guān)注的重點(diǎn)。

2 集裝箱碼頭智能閘口功能分析

2.1 進(jìn)場(chǎng)閘口功能

針對(duì)集港集卡，智能閘口系統(tǒng)一般采用無線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)識(shí)讀集卡信息及其集裝箱預(yù)約信息，同時(shí)利用OCR技術(shù)完成箱號(hào)識(shí)別和集裝箱殘損鑒別，并根據(jù)集裝箱的預(yù)約信息以及堆場(chǎng)的作業(yè)狀態(tài)合理確定集裝箱的堆場(chǎng)位置，確保閘口交通順暢（見圖1）。對(duì)于提箱集卡，一般無須開啟智能閘口系統(tǒng)的集裝箱信息檢驗(yàn)功能，集卡到達(dá)閘口后，由司機(jī)刷RFID卡進(jìn)行箱號(hào)識(shí)別，然后根據(jù)預(yù)錄集裝箱信息決定集卡行駛路徑。當(dāng)箱單齊全且場(chǎng)地機(jī)械空閑時(shí)，集卡可直接進(jìn)入堆場(chǎng)；當(dāng)箱單齊全但場(chǎng)地機(jī)械繁忙時(shí)，集卡司機(jī)取小票后在原地等待；當(dāng)箱單不齊全或無場(chǎng)地機(jī)械服務(wù)時(shí)，集卡進(jìn)入緩沖區(qū)。

圖1 集港進(jìn)場(chǎng)閘口功能

2.1.1 智能閘口門架區(qū)功能

當(dāng)進(jìn)場(chǎng)閘口磁感應(yīng)系統(tǒng)檢測(cè)到有集卡到達(dá)時(shí)，門架區(qū)執(zhí)行的任務(wù)主要是箱號(hào)識(shí)別和箱體驗(yàn)殘。進(jìn)場(chǎng)閘口前左右門架上布置多個(gè)攝像頭，用于抓拍視頻或圖片，以便進(jìn)行箱體驗(yàn)殘及箱號(hào)識(shí)別。集卡經(jīng)過進(jìn)場(chǎng)門架后，智能閘口系統(tǒng)完成對(duì)箱號(hào)和集裝箱表面狀態(tài)信息的收集。

2.1.2 智能閘口人機(jī)交互區(qū)功能

集卡司機(jī)利用人機(jī)交互終端收集和反饋信息。人機(jī)交互設(shè)備讀取集卡司機(jī)RFID卡信息，并將卡中的集裝箱信息與進(jìn)場(chǎng)門架區(qū)利用OCR技術(shù)讀取的集裝箱信息進(jìn)行比對(duì)。人機(jī)交互設(shè)備為集卡司機(jī)反饋進(jìn)場(chǎng)作業(yè)單并指示進(jìn)場(chǎng)路徑。

2.1.3 智能閘口遠(yuǎn)程中控室功能

安排相關(guān)人員在閘口中控室進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：由驗(yàn)殘人員查看集裝箱的截圖照片，判斷其是否有殘損；由箱號(hào)識(shí)別人員查看系統(tǒng)識(shí)別的箱號(hào)信息，當(dāng)系統(tǒng)識(shí)別不出箱號(hào)信息時(shí)，由人工填入。

2.1.4 智能閘口碼頭操作系統(tǒng)決策功能

部分閘口集裝箱信息綜合匯總到碼頭操作系統(tǒng)，并由其進(jìn)行相應(yīng)處理；然后，碼頭操作系統(tǒng)指示集卡直接進(jìn)場(chǎng)或進(jìn)緩沖區(qū)，由人機(jī)交互設(shè)備將結(jié)果輸出為小票信息；最后，碼頭操作系統(tǒng)決策結(jié)果驅(qū)動(dòng)電子道閘控制器的開關(guān)。在遇到異常情況時(shí)，集卡司機(jī)可以直接與閘口中控人員對(duì)講，由中控人員進(jìn)行人工應(yīng)急處理。

2.1.5 智能閘口緩沖區(qū)功能

緩沖區(qū)的設(shè)計(jì)有利于緩解異常情況對(duì)閘口通過能力的影響。緩沖區(qū)的主要功能是：為等待入場(chǎng)的集裝箱提供緩沖等待空間；為箱單不全的集裝箱提供辦理業(yè)務(wù)的空間。集卡司機(jī)進(jìn)入該區(qū)域后的操作流程為：停車→至受理大廳辦理業(yè)務(wù)→等待進(jìn)場(chǎng)→電子顯示屏提示進(jìn)場(chǎng)后打印小票→進(jìn)場(chǎng)。

2.2 出場(chǎng)閘口功能

出場(chǎng)閘口需要人工核對(duì)集裝箱單據(jù)并將鉛封號(hào)信息錄入碼頭操作系統(tǒng)，并據(jù)此為集卡司機(jī)備制包含集裝箱鉛封號(hào)等信息的RFID卡，以便其能順利進(jìn)場(chǎng)。該做法把進(jìn)場(chǎng)閘口的部分功能轉(zhuǎn)移到出場(chǎng)閘口，使進(jìn)場(chǎng)閘口成為真正的自動(dòng)化閘口。我國(guó)集裝箱碼頭智能閘口的普遍處理方法是在進(jìn)場(chǎng)閘口設(shè)置專人輸入集裝箱鉛封號(hào)信息；荷蘭Euromax碼頭則需要集卡司機(jī)在進(jìn)場(chǎng)閘口的人機(jī)交互終端上自助輸入集裝箱鉛封號(hào)，從而簡(jiǎn)化出場(chǎng)閘口的功能。

3 集裝箱碼頭智能閘口配置設(shè)計(jì)

根據(jù)集裝箱碼頭實(shí)際需要和布局特點(diǎn)進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)是智能閘口建設(shè)面臨的實(shí)際問題。為實(shí)現(xiàn)智能閘口配置設(shè)計(jì)的科學(xué)化和合理化，對(duì)智能閘口配置進(jìn)行差異性分析顯得尤為必要。

3.1 智能閘口差異性分析

目前世界上已建成的集裝箱碼頭智能閘口雖然基本功能類似，但存在可選配置的差異性。這些差異性是制約智能閘口效率的關(guān)鍵因素，因此是智能閘口設(shè)計(jì)的核心。本文選擇我國(guó)應(yīng)用智能閘口集裝箱碼頭的典型代表上海港洋山深水港區(qū)集裝箱碼頭（以下簡(jiǎn)稱洋山碼頭）、太平洋國(guó)際碼頭以及國(guó)際上成熟的自動(dòng)化集裝箱碼頭（如釜山新集裝箱碼頭、Euromax碼頭和TTI碼頭）進(jìn)行智能閘口配置差異性分析。

3.1.1 閘口職能分配差異性

智能閘口按照閘口承擔(dān)的業(yè)務(wù)類型可以分為集港閘口和提箱閘口，按照車流的方向可以分為進(jìn)場(chǎng)閘口和出場(chǎng)閘口；因此，綜合來看，按照職能的不同，智能閘口可分為集港進(jìn)場(chǎng)閘口、集港出場(chǎng)閘口、提箱進(jìn)場(chǎng)閘口和提箱出場(chǎng)閘口。閘口職能分配設(shè)計(jì)指閘口職能的物理分布設(shè)計(jì)，即每個(gè)閘口承擔(dān)的職能劃分。如表1所示：太平洋國(guó)際碼頭進(jìn)場(chǎng)閘口將集港集卡和提箱集卡分流，因此集港進(jìn)場(chǎng)閘口與提箱進(jìn)場(chǎng)閘口門架區(qū)的功能有所不同；洋山碼頭的進(jìn)場(chǎng)閘口是集港集卡和提箱集卡通用的，其需要具備區(qū)分來車屬性的功能；Euromax碼頭的進(jìn)場(chǎng)閘口與出場(chǎng)閘口完全合并。閘口布局及職能分配直接影響閘口的技術(shù)配置方案。例如，在進(jìn)場(chǎng)閘口合并的模式下，閘口系統(tǒng)必須配置紅外系統(tǒng)，以檢測(cè)集卡是否帶箱，從而作出集港集卡或提箱集卡的判斷（見圖2）。

表1 多個(gè)典型集裝箱碼頭智能閘口布局

圖2 進(jìn)場(chǎng)閘口合并模式職能分配

3.1.2 緩沖區(qū)布局差異性

太平洋國(guó)際碼頭智能閘口緩沖區(qū)用于所載集裝箱未預(yù)約或場(chǎng)地?zé)o作業(yè)機(jī)械的集卡；釜山新集裝箱碼頭智能閘口緩沖區(qū)是集卡正式進(jìn)場(chǎng)前必須進(jìn)入的區(qū)域，集卡進(jìn)入緩沖區(qū)后才分流。碼頭操作系統(tǒng)的判斷時(shí)機(jī)因緩沖區(qū)布局的差異而有所不同。

3.1.3 信息交互差異性

在智能閘口應(yīng)用中一般涉及集裝箱信息預(yù)錄，即將集裝箱信息記錄到集成電路卡或RFID電子標(biāo)簽中。在信息交互方式上，當(dāng)集卡進(jìn)入閘口時(shí)，閘口系統(tǒng)可通過RFID識(shí)讀器自動(dòng)識(shí)讀集裝箱信息，或通過人機(jī)交互設(shè)備由司機(jī)刷RFID卡后識(shí)讀集裝箱信息。交互信息內(nèi)容方面：部分智能閘口需要集卡司機(jī)自助輸入集裝箱預(yù)約號(hào)、鉛封號(hào)信息；部分智能閘口轉(zhuǎn)由碼頭操作系統(tǒng)或出場(chǎng)閘口作業(yè)人員判斷、核對(duì)集裝箱相關(guān)信息。

3.1.4 閘口中控系統(tǒng)職能差異性

我國(guó)集裝箱碼頭的智能閘口中控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)驗(yàn)殘系統(tǒng)輸出的圖片進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，若發(fā)現(xiàn)集裝箱殘損，立即進(jìn)行相應(yīng)處理；國(guó)外集裝箱碼頭的智能閘口驗(yàn)殘系統(tǒng)一般直接將結(jié)果輸出到計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，在發(fā)生貨損理賠時(shí)才查詢這些數(shù)據(jù)。

3.2 智能閘口配置設(shè)計(jì)

3.2.1 設(shè)計(jì)影響因素

（1）RFID電子標(biāo)簽容量 除必須記錄基本的箱號(hào)、船名、航次等信息外，還需要確認(rèn)一些輔助信息是否需要記錄于RFID電子標(biāo)簽中。如果需要的信息未能記錄在電子標(biāo)簽中，那么只能通過人機(jī)交互方式實(shí)現(xiàn)信息的讀取。

（2）信號(hào)識(shí)讀水平 碼頭環(huán)境和識(shí)讀設(shè)備等級(jí)是影響閘口RFID識(shí)讀方式和水平的關(guān)鍵因素。當(dāng)遠(yuǎn)距離信號(hào)讀取率高時(shí)，可以采用系統(tǒng)直接讀取信息方式；否則，需要集卡司機(jī)刷RFID卡后由系統(tǒng)讀取相關(guān)信息。

（3）碼頭布局 碼頭布局（尤其是閘口位置與周圍道路的距離及其交通組織的規(guī)劃等）影響閘口職能分配。當(dāng)碼頭地理位置具有一定局限性時(shí)，閘口職能分配相對(duì)集中。

（4）閘口作業(yè)流程 閘口集裝箱分流作業(yè)流程（即集港集卡在進(jìn)入緩沖區(qū)之前分流還是進(jìn)入緩沖區(qū)后分流）是影響閘口配置設(shè)計(jì)的重要因素之一。

（5）功能的實(shí)時(shí)性需求 需要實(shí)時(shí)執(zhí)行的功能通過閘口中控系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作；反之，可以采取事后調(diào)用方案。

（6）碼頭裝卸工藝 碼頭裝卸工藝的差異會(huì)導(dǎo)致集卡從閘口進(jìn)場(chǎng)后的運(yùn)行路徑不同。

3.2.2 設(shè)計(jì)方案

集裝箱碼頭智能閘口差異性及相應(yīng)配置設(shè)計(jì)見表2。

表2 集裝箱碼頭智能閘口差異性及相應(yīng)配置設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)：

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[5] 戴江紅，張紹明. 智能閘口系統(tǒng)在集裝箱碼頭業(yè)務(wù)中應(yīng)用的研究[J]. 中國(guó)電子商務(wù)，2012 （20）：86-87.

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[11]陳健. 基于OPOS技術(shù)的集裝箱碼頭智能閘口系統(tǒng)構(gòu)建[D]. 上海：復(fù)旦大學(xué)，2011.

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2014-11-26）

3 集裝箱碼頭智能閘口配置設(shè)計(jì)

根據(jù)集裝箱碼頭實(shí)際需要和布局特點(diǎn)進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)是智能閘口建設(shè)面臨的實(shí)際問題。為實(shí)現(xiàn)智能閘口配置設(shè)計(jì)的科學(xué)化和合理化，對(duì)智能閘口配置進(jìn)行差異性分析顯得尤為必要。

3.1 智能閘口差異性分析

目前世界上已建成的集裝箱碼頭智能閘口雖然基本功能類似，但存在可選配置的差異性。這些差異性是制約智能閘口效率的關(guān)鍵因素，因此是智能閘口設(shè)計(jì)的核心。本文選擇我國(guó)應(yīng)用智能閘口集裝箱碼頭的典型代表上海港洋山深水港區(qū)集裝箱碼頭（以下簡(jiǎn)稱洋山碼頭）、太平洋國(guó)際碼頭以及國(guó)際上成熟的自動(dòng)化集裝箱碼頭（如釜山新集裝箱碼頭、Euromax碼頭和TTI碼頭）進(jìn)行智能閘口配置差異性分析。

3.1.1 閘口職能分配差異性

智能閘口按照閘口承擔(dān)的業(yè)務(wù)類型可以分為集港閘口和提箱閘口，按照車流的方向可以分為進(jìn)場(chǎng)閘口和出場(chǎng)閘口；因此，綜合來看，按照職能的不同，智能閘口可分為集港進(jìn)場(chǎng)閘口、集港出場(chǎng)閘口、提箱進(jìn)場(chǎng)閘口和提箱出場(chǎng)閘口。閘口職能分配設(shè)計(jì)指閘口職能的物理分布設(shè)計(jì)，即每個(gè)閘口承擔(dān)的職能劃分。如表1所示：太平洋國(guó)際碼頭進(jìn)場(chǎng)閘口將集港集卡和提箱集卡分流，因此集港進(jìn)場(chǎng)閘口與提箱進(jìn)場(chǎng)閘口門架區(qū)的功能有所不同；洋山碼頭的進(jìn)場(chǎng)閘口是集港集卡和提箱集卡通用的，其需要具備區(qū)分來車屬性的功能；Euromax碼頭的進(jìn)場(chǎng)閘口與出場(chǎng)閘口完全合并。閘口布局及職能分配直接影響閘口的技術(shù)配置方案。例如，在進(jìn)場(chǎng)閘口合并的模式下，閘口系統(tǒng)必須配置紅外系統(tǒng)，以檢測(cè)集卡是否帶箱，從而作出集港集卡或提箱集卡的判斷（見圖2）。

表1 多個(gè)典型集裝箱碼頭智能閘口布局

圖2 進(jìn)場(chǎng)閘口合并模式職能分配

3.1.2 緩沖區(qū)布局差異性

太平洋國(guó)際碼頭智能閘口緩沖區(qū)用于所載集裝箱未預(yù)約或場(chǎng)地?zé)o作業(yè)機(jī)械的集卡；釜山新集裝箱碼頭智能閘口緩沖區(qū)是集卡正式進(jìn)場(chǎng)前必須進(jìn)入的區(qū)域，集卡進(jìn)入緩沖區(qū)后才分流。碼頭操作系統(tǒng)的判斷時(shí)機(jī)因緩沖區(qū)布局的差異而有所不同。

3.1.3 信息交互差異性

在智能閘口應(yīng)用中一般涉及集裝箱信息預(yù)錄，即將集裝箱信息記錄到集成電路卡或RFID電子標(biāo)簽中。在信息交互方式上，當(dāng)集卡進(jìn)入閘口時(shí)，閘口系統(tǒng)可通過RFID識(shí)讀器自動(dòng)識(shí)讀集裝箱信息，或通過人機(jī)交互設(shè)備由司機(jī)刷RFID卡后識(shí)讀集裝箱信息。交互信息內(nèi)容方面：部分智能閘口需要集卡司機(jī)自助輸入集裝箱預(yù)約號(hào)、鉛封號(hào)信息；部分智能閘口轉(zhuǎn)由碼頭操作系統(tǒng)或出場(chǎng)閘口作業(yè)人員判斷、核對(duì)集裝箱相關(guān)信息。

3.1.4 閘口中控系統(tǒng)職能差異性

我國(guó)集裝箱碼頭的智能閘口中控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)驗(yàn)殘系統(tǒng)輸出的圖片進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，若發(fā)現(xiàn)集裝箱殘損，立即進(jìn)行相應(yīng)處理；國(guó)外集裝箱碼頭的智能閘口驗(yàn)殘系統(tǒng)一般直接將結(jié)果輸出到計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，在發(fā)生貨損理賠時(shí)才查詢這些數(shù)據(jù)。

3.2 智能閘口配置設(shè)計(jì)

3.2.1 設(shè)計(jì)影響因素

（1）RFID電子標(biāo)簽容量 除必須記錄基本的箱號(hào)、船名、航次等信息外，還需要確認(rèn)一些輔助信息是否需要記錄于RFID電子標(biāo)簽中。如果需要的信息未能記錄在電子標(biāo)簽中，那么只能通過人機(jī)交互方式實(shí)現(xiàn)信息的讀取。

（2）信號(hào)識(shí)讀水平 碼頭環(huán)境和識(shí)讀設(shè)備等級(jí)是影響閘口RFID識(shí)讀方式和水平的關(guān)鍵因素。當(dāng)遠(yuǎn)距離信號(hào)讀取率高時(shí)，可以采用系統(tǒng)直接讀取信息方式；否則，需要集卡司機(jī)刷RFID卡后由系統(tǒng)讀取相關(guān)信息。

（3）碼頭布局 碼頭布局（尤其是閘口位置與周圍道路的距離及其交通組織的規(guī)劃等）影響閘口職能分配。當(dāng)碼頭地理位置具有一定局限性時(shí)，閘口職能分配相對(duì)集中。

（4）閘口作業(yè)流程 閘口集裝箱分流作業(yè)流程（即集港集卡在進(jìn)入緩沖區(qū)之前分流還是進(jìn)入緩沖區(qū)后分流）是影響閘口配置設(shè)計(jì)的重要因素之一。

（5）功能的實(shí)時(shí)性需求 需要實(shí)時(shí)執(zhí)行的功能通過閘口中控系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作；反之，可以采取事后調(diào)用方案。

（6）碼頭裝卸工藝 碼頭裝卸工藝的差異會(huì)導(dǎo)致集卡從閘口進(jìn)場(chǎng)后的運(yùn)行路徑不同。

3.2.2 設(shè)計(jì)方案

集裝箱碼頭智能閘口差異性及相應(yīng)配置設(shè)計(jì)見表2。

表2 集裝箱碼頭智能閘口差異性及相應(yīng)配置設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)：

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[2] 徐鐘. 智能道口技術(shù)洋山港高效運(yùn)作的保障[J]. 華東科技，2007（12）：64-65.

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（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2014-11-26）

3 集裝箱碼頭智能閘口配置設(shè)計(jì)

根據(jù)集裝箱碼頭實(shí)際需要和布局特點(diǎn)進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)是智能閘口建設(shè)面臨的實(shí)際問題。為實(shí)現(xiàn)智能閘口配置設(shè)計(jì)的科學(xué)化和合理化，對(duì)智能閘口配置進(jìn)行差異性分析顯得尤為必要。

3.1 智能閘口差異性分析

目前世界上已建成的集裝箱碼頭智能閘口雖然基本功能類似，但存在可選配置的差異性。這些差異性是制約智能閘口效率的關(guān)鍵因素，因此是智能閘口設(shè)計(jì)的核心。本文選擇我國(guó)應(yīng)用智能閘口集裝箱碼頭的典型代表上海港洋山深水港區(qū)集裝箱碼頭（以下簡(jiǎn)稱洋山碼頭）、太平洋國(guó)際碼頭以及國(guó)際上成熟的自動(dòng)化集裝箱碼頭（如釜山新集裝箱碼頭、Euromax碼頭和TTI碼頭）進(jìn)行智能閘口配置差異性分析。

3.1.1 閘口職能分配差異性

智能閘口按照閘口承擔(dān)的業(yè)務(wù)類型可以分為集港閘口和提箱閘口，按照車流的方向可以分為進(jìn)場(chǎng)閘口和出場(chǎng)閘口；因此，綜合來看，按照職能的不同，智能閘口可分為集港進(jìn)場(chǎng)閘口、集港出場(chǎng)閘口、提箱進(jìn)場(chǎng)閘口和提箱出場(chǎng)閘口。閘口職能分配設(shè)計(jì)指閘口職能的物理分布設(shè)計(jì)，即每個(gè)閘口承擔(dān)的職能劃分。如表1所示：太平洋國(guó)際碼頭進(jìn)場(chǎng)閘口將集港集卡和提箱集卡分流，因此集港進(jìn)場(chǎng)閘口與提箱進(jìn)場(chǎng)閘口門架區(qū)的功能有所不同；洋山碼頭的進(jìn)場(chǎng)閘口是集港集卡和提箱集卡通用的，其需要具備區(qū)分來車屬性的功能；Euromax碼頭的進(jìn)場(chǎng)閘口與出場(chǎng)閘口完全合并。閘口布局及職能分配直接影響閘口的技術(shù)配置方案。例如，在進(jìn)場(chǎng)閘口合并的模式下，閘口系統(tǒng)必須配置紅外系統(tǒng)，以檢測(cè)集卡是否帶箱，從而作出集港集卡或提箱集卡的判斷（見圖2）。

表1 多個(gè)典型集裝箱碼頭智能閘口布局

圖2 進(jìn)場(chǎng)閘口合并模式職能分配

3.1.2 緩沖區(qū)布局差異性

太平洋國(guó)際碼頭智能閘口緩沖區(qū)用于所載集裝箱未預(yù)約或場(chǎng)地?zé)o作業(yè)機(jī)械的集卡；釜山新集裝箱碼頭智能閘口緩沖區(qū)是集卡正式進(jìn)場(chǎng)前必須進(jìn)入的區(qū)域，集卡進(jìn)入緩沖區(qū)后才分流。碼頭操作系統(tǒng)的判斷時(shí)機(jī)因緩沖區(qū)布局的差異而有所不同。

3.1.3 信息交互差異性

在智能閘口應(yīng)用中一般涉及集裝箱信息預(yù)錄，即將集裝箱信息記錄到集成電路卡或RFID電子標(biāo)簽中。在信息交互方式上，當(dāng)集卡進(jìn)入閘口時(shí)，閘口系統(tǒng)可通過RFID識(shí)讀器自動(dòng)識(shí)讀集裝箱信息，或通過人機(jī)交互設(shè)備由司機(jī)刷RFID卡后識(shí)讀集裝箱信息。交互信息內(nèi)容方面：部分智能閘口需要集卡司機(jī)自助輸入集裝箱預(yù)約號(hào)、鉛封號(hào)信息；部分智能閘口轉(zhuǎn)由碼頭操作系統(tǒng)或出場(chǎng)閘口作業(yè)人員判斷、核對(duì)集裝箱相關(guān)信息。

3.1.4 閘口中控系統(tǒng)職能差異性

我國(guó)集裝箱碼頭的智能閘口中控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)驗(yàn)殘系統(tǒng)輸出的圖片進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，若發(fā)現(xiàn)集裝箱殘損，立即進(jìn)行相應(yīng)處理；國(guó)外集裝箱碼頭的智能閘口驗(yàn)殘系統(tǒng)一般直接將結(jié)果輸出到計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，在發(fā)生貨損理賠時(shí)才查詢這些數(shù)據(jù)。

3.2 智能閘口配置設(shè)計(jì)

3.2.1 設(shè)計(jì)影響因素

（1）RFID電子標(biāo)簽容量 除必須記錄基本的箱號(hào)、船名、航次等信息外，還需要確認(rèn)一些輔助信息是否需要記錄于RFID電子標(biāo)簽中。如果需要的信息未能記錄在電子標(biāo)簽中，那么只能通過人機(jī)交互方式實(shí)現(xiàn)信息的讀取。

（2）信號(hào)識(shí)讀水平 碼頭環(huán)境和識(shí)讀設(shè)備等級(jí)是影響閘口RFID識(shí)讀方式和水平的關(guān)鍵因素。當(dāng)遠(yuǎn)距離信號(hào)讀取率高時(shí)，可以采用系統(tǒng)直接讀取信息方式；否則，需要集卡司機(jī)刷RFID卡后由系統(tǒng)讀取相關(guān)信息。

（3）碼頭布局 碼頭布局（尤其是閘口位置與周圍道路的距離及其交通組織的規(guī)劃等）影響閘口職能分配。當(dāng)碼頭地理位置具有一定局限性時(shí)，閘口職能分配相對(duì)集中。

（4）閘口作業(yè)流程 閘口集裝箱分流作業(yè)流程（即集港集卡在進(jìn)入緩沖區(qū)之前分流還是進(jìn)入緩沖區(qū)后分流）是影響閘口配置設(shè)計(jì)的重要因素之一。

（5）功能的實(shí)時(shí)性需求 需要實(shí)時(shí)執(zhí)行的功能通過閘口中控系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作；反之，可以采取事后調(diào)用方案。

（6）碼頭裝卸工藝 碼頭裝卸工藝的差異會(huì)導(dǎo)致集卡從閘口進(jìn)場(chǎng)后的運(yùn)行路徑不同。

3.2.2 設(shè)計(jì)方案

集裝箱碼頭智能閘口差異性及相應(yīng)配置設(shè)計(jì)見表2。

表2 集裝箱碼頭智能閘口差異性及相應(yīng)配置設(shè)計(jì)

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[5] 戴江紅，張紹明. 智能閘口系統(tǒng)在集裝箱碼頭業(yè)務(wù)中應(yīng)用的研究[J]. 中國(guó)電子商務(wù)，2012 （20）：86-87.

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[9] 劉旭. 集裝箱碼頭智能閘口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 濟(jì)南：山東大學(xué)，2012.

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[11]陳健. 基于OPOS技術(shù)的集裝箱碼頭智能閘口系統(tǒng)構(gòu)建[D]. 上海：復(fù)旦大學(xué)，2011.

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2014-11-26）