基于3G 网络的散货码头无线电子理货系统建设及应用

摘要：无线电子理货系统是辅助港口码头生产作业管理的核心系统。本文结合港口现场作业管理的实际情况，分析了该系统按照标准化流程建设应用。该系统覆盖了营口港散货码头生产作业公司涉及的船舶、火车、汽车、皮带、管道等各项理货业务，为后续在电子理货基础上做深层次的生产系统改造提供良好的基础应用框架和模式。

关键词：3G网络；码头；理货；云计算；物联网

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9599（2013）01-0084-02

营口港作为东北地区第二大港口，年散杂货吞吐量超过2亿吨。每个工班作业时，理货员通过理货“小票”记录每车作业信息，每年的“小票”成本达几百万元。手工理货“小票”还导致现场理货信息没法及时、准确的转化为信息资源，作业调度、现场指挥和作业路线都无法明确指示，容易导致现场作业的混乱，装错货、装错船、偷货漏货等现象难以控制。这些痼疾也一直长期困扰着我港散杂货生产作业和安全监管工作。鉴于此，在充分调研国内外散杂货理货业务最近作业模式的基础上，结合港口实际情况，在云计算和物联网的成熟技术框架下，通过利用先进的3G 无线网络技术和手持终端设备，GPS跟踪定位平台，辅助可反复擦写的SD卡，实现码头现场电子理货生产作业，取代传统的理货“小票”，理货员通过手持机终端简单的按键操作，即可完成以往复杂的手工填写小票、小票校对验证等工作，有效的确保了现场理货的有序、及时、安全、可控的生产作业，每年为港口节省固定成本近500万元。

1 电子理货系统设计思想和方法

基于云计算技术，将涉及多货种的各码头生产作业数据库以云存储的形式优化改造，实现任何点随时访问存储；基于云存储和电子理货生产作业指令，针对不同公司的货种，采取web service技术搭建云服务平台，实现现场3G 网络的电子理货作业、商务平台的网上预约和查询、电子出港证和磅房计量的共享服务平台。

在此基础上，充分引进物联网成熟技术和工业级的终端设备，通过3G 宽带无线网络和RFID射频技术，搭建码头生产作业现场的物联网平台。指导员通过云服务下达作业指令，理货员利用手中的手持机终端设备，生成指定车辆的理货票，并且通过3G 网络自动将该理货票信息及时传递到理货涉及的相关岗位，司机到达时，通过RFID射频采集，即可知晓当前车辆的详细作业信息。同时利用GPS技术，在每台作业集卡上安装GPS终端设备，实现司机作业状态、作业轨迹的全程监控和历史轨迹的可查。

考虑到码头现场的作业环境复杂性，在特殊情况下，现场理货可以通过RFID SD卡实现不间断的生产作业，有效保证了码头生产24小时不间断作业。

2 系统建设目标

2.1 技术目标

（1）构建云存储和云服务，实现随时按需访问和获取所需资源，降低信息资源的整理筛选成本。（2）构建物联网生产作业平台，实现自动化的信息采集和传输，减少人为干预。（3）利用GPS技术，实现作业机械的全程实时监控和历史作业轨迹的可查。（4）操作界面简单统一，易学易用。（5）详尽的日志跟踪记录和视频监控，实现现场作业状态和历史。（6）系统管理安全、灵活，分级权限管理，具备高可扩展性和可维护性。（7）支持WINCE、WINDOWS等多操作系统应用。

2.2 业务目标

（1）生产作业工艺流程改造，实行全程信息化管理。（2）节省理货作业成本。（3）精细化生产作业。（4）进一步提升客户服务水平，缩短码头装卸作业时间。（5）港存货物的动态查询。

3 系统设计与构建

港口装卸作业类型包括火车装卸作业、船舶装卸作业和汽车市出/市入作业三部分。根据每部分的作业特点，在云服务和物联网技术的基础上，采用模块化的方式设计和构建整个系统功能。

3.1 系统的组成

系统由如下部分组成，分别是：（1）云存储服务器和云服务系统；（2）基于手持机的电子理货系统；（3）磅房计量系统；（4）出港证系统；（5）日志存储服务系统；（6）GPS跟踪定位系统；（7）RFID信息采集与识别系统

3.2 流程设计

（1）根据保管队编制的出入库单，接收并形成单船/火车等作业指令信息。（2）流机车队完成当前作业指令的配工后，现场指导员根据实际作业车辆调配作业指令和作业机械。（3）现场理货员使用手持机下载作业指令和配工信息，到达指定作业地点，准备理货。（4）作业机械抵达理货地点时，理货员录入作业机械号模糊查询当前机械是否允许装车理货作业。手持机通过云服务平台自动检测当前车辆的作业状态信息，针对异常作业，通知手持机异常原因并告知司机。（5）手持机检测当前机械允许继续作业时，执行完装货确认后，通过手持机按键，一键即可完成当前理货作业指令的生成，并通过云服务上传到云存储端，供其他各关联环节下载使用。（6）司机在理货员确认开票后，根据作业指令指示，抵达指定磅房区间，等待过重计量作业。（7）磅房通过RFID采集系统，自动采集事先已经安装到作业机械的RFID卡信息，识别当前作业机械号，并通过云服务获取当前机械的作业指令。完成计量作业，上传计量数据到云服务端，同时放心作业机械。（8）作业机械根据作业指令，抵达指定的卸货地点，卸货段理货员根据机械号，在手持机端录入车号信息，通过云服务实现已经提供并下载到本地手持机的作业指令数据，完成卸货确认操作。（9）作业卸货确认后，作业机械再次通过磅房，进行过空计量，磅房根据先后两次计量差，自动计算当前车次理货数量。（10）当前车次作业完成后，重复步骤（4）到（9）。针对汽车市入/市出部分，执行完（9）后，通过出港证系统出港，完成本次作业。当前工班作业结束后，生产系统中即时体现实际作业数量和明细。理货员根据实际装卸车情况修订理货票吨数，然后进行检算复核，核对无误后上图，形成港存。

3.3 数据结构设计

电子理货数据源主要包括作业指令类信息和配工信息等。涉及到磅房系统，生产系统配工、出门证和网上预约系统等的信息交互。

指令类数据包括作业指令数据和电子理货小票数据两种。

根据火车到发车登记帐，生成电子理货指令表。分别有指令表头，指令表体和指令关联工票号信息表。

3.4 业务流转过程中的数据限制

发卡：本指令号下本车，上一环节必须完成，即必须完成空车过磅、重车过磅和收卡，才能再次进行发卡。

磅房重车过磅：本指令下本车，必须有发卡数据。过磅成功，更新过重车时间，磅号，吨数，操作人和状态。

收卡：本指令下本车，必须有发卡数据和过磅数据。更新收卡状态

磅房空车过磅：本指令下本车，必须有发卡数据。过磅成功，返写过空车时间，磅号，吨数，操作人和状态。

4 结论

文中提出了一种基于云存储和云服务，通过3G 网络、GPS和RFID射频技术搭建码头现场生产作业物联网平台，实现散杂货电子理货系统。实现了港口作业管理中灵活、即时、高效的作业组合。本系统的应用提高了港口装卸生产的效率，减少了工作中人为因素的影响，各部门之间步调一致，简化了工作手续。该系统也是将现代信息技术应用于港口业务的一个典型案例，走在了全国沿海港口的前列。本文在撰写过程中得到了营口港生产作业公司的配合，在此一并表示谢意。

参考文献：

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