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综合可视化GPS控制系统在大型集装箱港口的应用

作者:关涛 徐晓卉 发布时间:2007-01-12 浏览量:3860

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综合可视化GPS控制系统在大型集装箱港口的应用

摘要 : 介绍了全球卫星定位系统 (GPS) 在国际先进集装箱港口轮胎吊上的应用情况 , 以及其可以实现的基本功能 , 并对其与港口其他运行子系统融合后所构成的综合可视 , GPS 控制系统进行了分析和介绍。

1 背景介绍

香港集装箱码头 , 以高效率著称于全球 , 其集装箱码头每台吊机的平均速度是每小时 40 吊。高效率的港口离不开高效率的机械设备和高新技术的应用 , 这其中也包括 GES(Global Positioning System) 控制系统在香港多个码头的轮胎吊上的应用。

轮胎吊作为集装箱码头的重要作业工具 , 它的效率关系到集装箱运输供应链是否畅通。而提高轮胎吊的效率可从两个方面入手 : 自动纠偏和箱位自动检测。

实现轮胎吊的纠偏 , 仅仅用人工来进行控制是非常困难的 , 因为这些设备非常庞大 , 并且需要让这些庞大的机械设备在集装箱堆场非常窄的空间中进行长距离完全的直线行走。同时 , 要实现轮胎吊的箱位检测 , 靠人工确认和输入是一个非常费时且容易出错的过程。如能通过高精度 GPS 定位技术 , 实现集装箱箱位的自动检测 , 将极大地提高效率和减 轻司机的劳动强度。

2 综合可视化 GES 控制系统及解决方案

在香港 HIT MTLRTTCOSCO-HIT等多家码头采用的 GPS 控制系统是一种新颖的自动驾驶和定位系统。这个系统充分利用高精度 GPS 定位技术 , 大大提高轮胎吊的工作效率。同时 , 如果能结合港口其他的运行子系统 , 例如 CMS/RCMS( 远程控制管理系统 ) 以及码头作业管理系统 ( 数据库 ) , 并进行可视化的管理和监控 , 这就构成了全新的综合可视化 GPS 控制系统 , 该系统不仅包含了直接使用GPS 技术的 PDS AGSS, 而且溶入了作业计划管理、堆场集装箱管理、集装箱作业监控系统、集卡调度管理等涉及多个部门、多种业务的综合功能 , 对提高码头作业效率产生了巨大的影响。

3 综合可视化 GPS 控制系统的主要功能

3.1PDS(Position Detecting System) 系统能自动实现集装箱位置的侦测和位置数据的传输。使用该系统后可显著提高工作效率和工作的准确性 , 使用该系统后 , 司机可以实时知道当前吊具在 BLOCK STACK LANE 场地地图中的位置 , 并快速确认 , 同时该系统通过无线数据系统将轮胎吊的位置信息实时传回控制中心。安装该系统可使相应过程小于 5 秒。在国外 , 该系统已逐步成为轮胎吊的标准配置。

3.2AGSS(Automatic Gantry Steering System) 系统实现了轮胎吊沿基准线自动行走的功能 , 从而减轻司机的劳动强度 , 避免事故的发生。同时由于系统会自动检测轮胎吊行驶轨迹是否超出警戒范围并迅速给出声光提示 , 从而可以最大限度地减少撞箱事故的发生。

3.3 作业计划管理系统将 GPS 系统的数据与作业系统的数据有机地结合起来 , 对设备计划、作业计划、人员安排等实现最优化处理 , 并通过可视化的界面直观地显示出来。

3.4 集装箱作业过程监控系统是将著名的港口系统集成商 PORTEK研发的并在国内外集装箱码头应用广泛的 RCMS 系统纳入本系统 , 共享其重要的设备运行数据 , 使操作者能对码头的全部设备实施远程状态监控。

3.5 车辆跟踪管理系统对于运行于集装箱码头的各种车辆 , 能自动跟踪显示其位置 , 并对其进行管理 , 将大大提高车辆调度的自动化水平 , 并提高工作效率。

港口用户既可单独实施 PDS 系统和 AGSS 系统 , 又可一起实施 PDS&AGSS系统。其系统架构分别如图 12:

4 综合可视化 GPS 控制系统主要软件工具

4.1 Smart Yardmap Developing Tool

它基于地理信息系统 (GIS) 平台开发而成。采用可视视图界面 , 显示场地的测量点位坐标 , 并根据这些坐标经过相关的空间编辑操作 , 生成和实际情况一致的集装箱堆场数据 (BlockStack Lane), 最后输出合格的 Yardmap 文件。同时可对 Yardmap 进行维护修改。

4.2 通讯线路测试工具

当用户系统进入正式运行后 , 为了对系统中通讯线路故障进行方便地维护 , 可以使用相应的测试工具 , 包括测试头和软件。使用此测试工具 , 可以很方便地定位通讯线路的故障段和故障点。

4.3Yardmap 格式检查工具

当用户以文本或其它方式提供Yardmap数据库文件时 , 可能由于使用非图形化方式进行编辑而生成 , 可能会隐藏着数据错误 , 这样的数据文件如果不进行检查 , 而直接用于系统 , 则会产生运行过程中的故障。而使用Yardmap格式检查工具软件可以对Yardmap数据库文件进行检查和维护。

4.4 AGSS 维护软件

AGSS 维护软件可进行静态和动态数据采集 , 并提供实时监控界面。 ( 3)

4.5AGSS 控制曲线

实际控制曲线如下 , 由图 4 可以看出 ,RTGC 的实际控制轨迹在± 10cm 以内。

4.6PDS 应用软件

PDS 应用软件包含 6 个用户界面 Main Screen Status Display DGPS Status Sys Config Set config AGSS Debug Data, 如图 5 所示 :

4.7 三维可视化软件

基于 OPENGL 开发的三维可视化控制软件 , 可方便灵活地监控码头情况。

4.8GMS/RCMS 监控软件

使操作者能对码头的全部设备实施远程状态监控。

5 结语

集装箱港口作业工具效率的提高是经济效益提高和服务水平提高的标志。正是基于以上认识 , 用于轮胎吊的 GPS 控制系统 , 正逐渐在世界范围内普遍被采用。我国香港、台湾及韩国、东南亚、中东等地的港口运营商 (HIT ATL MTL PTPDIJBAI ) 已普遍采用这些技术来提高效率。

相对而言 , 中国内地的港口运营商虽然认识到提高港口机械效率的重要性 , 但目前轮胎吊高精度 GPS 控制系统的使用还处于起步阶段 , 并正在谋划中。因此综合可视化 GPS 控制系统具有广阔的市场空间和应用环境。

 

 

 

来源:中国海运信息网