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[摘要]本文从散杂货码头生产管理调度现状的角度出发，结合散杂货码头各个业务的自身特点，对基于物联网的散杂货码头生产管理调度系统结构进行研究，提出基于物联网的港口散货码头生产管理调度系统组成的设计方案。
[关键词]港口物联网生产调度管理
中图分类号：U644.35 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）31―0514―01
0 引言
水路运输是现代综合运输体系的核心组成部分，以其成本低、效益高、能耗低、污染轻等独特优势，对地区及流域经济社会发展的带动优势和继续发展的潜在优势日益凸显。随着以物联网技术引领的产业升级在各个领域内相继展开，港口企业必须充分利用这一历史机遇，以物联网技术为推动力，不断提高水运信息化、集约化程度，在节能减排与支撑国家经济又好又快发展方面起到更大的作用。
1 研究背景和必要性
加快发展水路运输事业，是建设现代综合运输体系，深入贯彻落实科学发展观，促进经济社会发展的重要举措，然而，由于种种原因造成目前我国水路运输相对于航空、铁路、公路运输存在着基础设施建设薄弱，专业化、信息化、集约化程度有待进一步提高，支持保障体系不够完善等多种问题，在一定程度上制约了水路运输的发展。温家宝总理曾几次对物联网的建设提出指示，并将物联网列入5大必争产业制高点之一，随即以物联网技术引领的产业升级在各个领域内相继展开。
在当前港口企业，尤其是国际大型港口企业的激烈竞争中，信息化建设水平已成为衡量港口企业竞争力的一个重要指标，信息化建设水平也成为港口运营提高生产效率、降低生产成本的关键。目前我国国内大多数港口信息化建设整体水平不断提高，码头作业基本实现电子信息化，尤其是集装箱码头，信息化水平普遍较高。但有一个突出问题就是散杂货码头货物管理、跟踪监控、生产管理调度等环节还存在信息缺失问题，无法自动的、实时的获取所需的信息。物联网技术在散杂货港口码头的生产调度管理中的应用，从一定程度上可以解决这些问题。物联网是由具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络，这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动，为人们提供智慧和集约的服务。由于散杂货物料的不规则性，所以物料具有不可追踪性，利用物联网技术将作业流程延伸到流机设备甚至理货人员，通过作业流程来定位货物，实现货物的全程追踪。物联网作为下一代互联网，在港口生产运营中的建设发展所承担的角色，必将对港航业产生极其深远的影响。
2 系统设计目标
系统的设计目标是利用先进的计算机技术、网络技术、通信技术、地理信息技术，提出一套基于物联网的港口散货码头生产管理调度系统的设计方案，填补目前物联网技术在港口散货码头生产行业的空白。
3系统架构设计
本系统在体系架构上主要由传感器终端、数据网络传输、数据存储和处理中心、生产调度管理应用四部分组成，分别承载于感知层、传输层、表示层和应用层。如下图2-1所示。
图2-1基于物联网的港口散货码头生产管理调度系统架构
感知层：即传感器终端部分。负责把传感器网络网域内所有实体的活动情况，利用信号接收装置探知出来，转化为数字信号，完成信息的采集、转换和收集工作。
传输层：即数据网络传输部分。把从感知层获得的数据汇聚起来，采用有线或者无线的方式发送到数据处理中心，完成信息的传送工作。
表示层：即数据存储和处理中心部分。数据处理中心接收到的数据是利用各种传输方式发送的多源异构数据，数据中心对这些数据进行融合，转换为统一数据格式存储在数据库中，再利用数据挖掘技术生产出新的数据，从而为港口生产提供决策依据。
应用层：即生产调度管理应用部分。主要实现物联网技术与生产管理相结合，使散杂货码头管理实现各种远程服务、信息交互、物联感知，从而提升港口管理水平，提高生产效率，降低管理运营成本，为港口企业向规模化、集约化发展提供全方位的技术支撑。
4 系统功能设计
（1）港口智能闸口管理
通过发卡管理系统事先写入车辆基本信息并将数据存储在后台数据库中，港口智能闸口安装车辆识别系统利用无线射频技术捕获过往车辆信息以及该车来港作业信息。例如：车辆所属公司、预装货种、作业地点、预装量等等。在车辆不停车的情况下与后台数据库中的信息进行校验，完成闸口进出车辆控制，从而提高车辆进出闸口速度，避免由传统人工校验信息造成的闸口拥堵情况发生。系统结合车辆来港作业地点信息，规划车辆在港区内的行驶路线，通过闸口入口处的大屏幕显示车牌号码以及相应的行驶线路。
（2）散货港口提货车辆调度管理
在港口园区路口、堆场入口安装车辆识别系统，采集车辆来港作业信息，系统对车辆当前位置信息与系统规划路线进行校验。发现不符合要求的车辆，通过广播系统进行引导，指示其按照规划路线行驶前往正确的作业区。符合要求的车辆则进入指定作业区进行提货作业。
（3）散货港口流动机械调度管理
利用无线射频技术结合GPS定位系统，对流动机械进行高效有序的调度管理，不仅能够提高生产效率，同时对降低能耗，节约成本具有显著的效果。散货港口装卸生产的主要流动机械设备有翻斗车、装载机、叉车等，在流动机械上安装接收端设备，调度员通过图形化的界面调度港区内每一台流机设备，再将指令传达给驾驶员，引导驾驶员按照指定地点进行装卸作业。
（4）港口生产作业管理
港口生产作业管理主要包括卸船与装船过程、卸车与装车过程、库场作业过程。卸船与装船过程通过无线射频技术结合GPRS技术实时获取船舶到达泊位的信息以及船舶的属性和货运信息。卸车与装车过程利用无线射频技术读取车辆信息和该车作业计划信息，自动装车站和汽车衡系统记录实际作业信息，待车辆出闸口时系统对库存量进行盘点校正。库场作业过程中以RFID技术，无线传感网络技术为核心，通过对靠泊船舶的自动识别结合皮带机、岸桥、场桥等库场作业机械的流程来确定货物的堆存货位。
（5）生产调度管理
通过图形化管理平台实时监控整个码头堆场区域内的设备运行情况，实现设备资源的实时调配。港区内所有车辆和机械均安装有射频标签，在闸口、道口、库场入口、汽车衡、码头泊位等生产作业的关键节点处设置读取射频标签数据的阅读器。一整套的数据采集系统，记录了一单货物的完整周期，用户通过系统可以完成货物追踪、报表统计等功能。
（6）港口设备管理
利用电子标签、GPS定位等技术，完成港口机械设备的自动识别、维修保养记录、安全控制、集中化管理，实现对设备全生命周期的管理。
5结束语
中国港口发展日新月异，基于物联网技术的港口散货码头生产管理调度系统的应用，不仅能提高港口本身作业效率，降低经营成本，发挥预测与调度职能，提高自身竞争力，更能吸引更多的相关方加入到物联网系统平台上，发挥集群优势，抢占市场份额，在激烈的市场竞争中取得更高的收益和利润。但是物联网的建设是一个具有规模性、涉及多用户的系统工程，只有综合解决了物联网体系建设中的各项关键技术问题，物联网才能得到快速发展，才能在航运物流中发挥其现实作用。
参考文献
[1] 宋昕，黄磊．基于物联网技术的散杂货港口汽车提货业务流程优化与系统设计[J]．物流技术．2012，3．
[2] 俞灵．港口口岸物联网体系结构规划设想[J]．经济物流．2010，5．
[3] 徐小凤．物联网在港口运营中的应用探析[J]．中国水运．2011.1．
[关键词]港口物联网生产调度管理
中图分类号：U644.35 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）31―0514―01
0 引言
水路运输是现代综合运输体系的核心组成部分，以其成本低、效益高、能耗低、污染轻等独特优势，对地区及流域经济社会发展的带动优势和继续发展的潜在优势日益凸显。随着以物联网技术引领的产业升级在各个领域内相继展开，港口企业必须充分利用这一历史机遇，以物联网技术为推动力，不断提高水运信息化、集约化程度，在节能减排与支撑国家经济又好又快发展方面起到更大的作用。
1 研究背景和必要性
加快发展水路运输事业，是建设现代综合运输体系，深入贯彻落实科学发展观，促进经济社会发展的重要举措，然而，由于种种原因造成目前我国水路运输相对于航空、铁路、公路运输存在着基础设施建设薄弱，专业化、信息化、集约化程度有待进一步提高，支持保障体系不够完善等多种问题，在一定程度上制约了水路运输的发展。温家宝总理曾几次对物联网的建设提出指示，并将物联网列入5大必争产业制高点之一，随即以物联网技术引领的产业升级在各个领域内相继展开。
在当前港口企业，尤其是国际大型港口企业的激烈竞争中，信息化建设水平已成为衡量港口企业竞争力的一个重要指标，信息化建设水平也成为港口运营提高生产效率、降低生产成本的关键。目前我国国内大多数港口信息化建设整体水平不断提高，码头作业基本实现电子信息化，尤其是集装箱码头，信息化水平普遍较高。但有一个突出问题就是散杂货码头货物管理、跟踪监控、生产管理调度等环节还存在信息缺失问题，无法自动的、实时的获取所需的信息。物联网技术在散杂货港口码头的生产调度管理中的应用，从一定程度上可以解决这些问题。物联网是由具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络，这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动，为人们提供智慧和集约的服务。由于散杂货物料的不规则性，所以物料具有不可追踪性，利用物联网技术将作业流程延伸到流机设备甚至理货人员，通过作业流程来定位货物，实现货物的全程追踪。物联网作为下一代互联网，在港口生产运营中的建设发展所承担的角色，必将对港航业产生极其深远的影响。
2 系统设计目标
系统的设计目标是利用先进的计算机技术、网络技术、通信技术、地理信息技术，提出一套基于物联网的港口散货码头生产管理调度系统的设计方案，填补目前物联网技术在港口散货码头生产行业的空白。
3系统架构设计
本系统在体系架构上主要由传感器终端、数据网络传输、数据存储和处理中心、生产调度管理应用四部分组成，分别承载于感知层、传输层、表示层和应用层。如下图2-1所示。
图2-1基于物联网的港口散货码头生产管理调度系统架构
感知层：即传感器终端部分。负责把传感器网络网域内所有实体的活动情况，利用信号接收装置探知出来，转化为数字信号，完成信息的采集、转换和收集工作。
传输层：即数据网络传输部分。把从感知层获得的数据汇聚起来，采用有线或者无线的方式发送到数据处理中心，完成信息的传送工作。
表示层：即数据存储和处理中心部分。数据处理中心接收到的数据是利用各种传输方式发送的多源异构数据，数据中心对这些数据进行融合，转换为统一数据格式存储在数据库中，再利用数据挖掘技术生产出新的数据，从而为港口生产提供决策依据。
应用层：即生产调度管理应用部分。主要实现物联网技术与生产管理相结合，使散杂货码头管理实现各种远程服务、信息交互、物联感知，从而提升港口管理水平，提高生产效率，降低管理运营成本，为港口企业向规模化、集约化发展提供全方位的技术支撑。
4 系统功能设计
（1）港口智能闸口管理
通过发卡管理系统事先写入车辆基本信息并将数据存储在后台数据库中，港口智能闸口安装车辆识别系统利用无线射频技术捕获过往车辆信息以及该车来港作业信息。例如：车辆所属公司、预装货种、作业地点、预装量等等。在车辆不停车的情况下与后台数据库中的信息进行校验，完成闸口进出车辆控制，从而提高车辆进出闸口速度，避免由传统人工校验信息造成的闸口拥堵情况发生。系统结合车辆来港作业地点信息，规划车辆在港区内的行驶路线，通过闸口入口处的大屏幕显示车牌号码以及相应的行驶线路。
（2）散货港口提货车辆调度管理
在港口园区路口、堆场入口安装车辆识别系统，采集车辆来港作业信息，系统对车辆当前位置信息与系统规划路线进行校验。发现不符合要求的车辆，通过广播系统进行引导，指示其按照规划路线行驶前往正确的作业区。符合要求的车辆则进入指定作业区进行提货作业。
（3）散货港口流动机械调度管理
利用无线射频技术结合GPS定位系统，对流动机械进行高效有序的调度管理，不仅能够提高生产效率，同时对降低能耗，节约成本具有显著的效果。散货港口装卸生产的主要流动机械设备有翻斗车、装载机、叉车等，在流动机械上安装接收端设备，调度员通过图形化的界面调度港区内每一台流机设备，再将指令传达给驾驶员，引导驾驶员按照指定地点进行装卸作业。
（4）港口生产作业管理
港口生产作业管理主要包括卸船与装船过程、卸车与装车过程、库场作业过程。卸船与装船过程通过无线射频技术结合GPRS技术实时获取船舶到达泊位的信息以及船舶的属性和货运信息。卸车与装车过程利用无线射频技术读取车辆信息和该车作业计划信息，自动装车站和汽车衡系统记录实际作业信息，待车辆出闸口时系统对库存量进行盘点校正。库场作业过程中以RFID技术，无线传感网络技术为核心，通过对靠泊船舶的自动识别结合皮带机、岸桥、场桥等库场作业机械的流程来确定货物的堆存货位。
（5）生产调度管理
通过图形化管理平台实时监控整个码头堆场区域内的设备运行情况，实现设备资源的实时调配。港区内所有车辆和机械均安装有射频标签，在闸口、道口、库场入口、汽车衡、码头泊位等生产作业的关键节点处设置读取射频标签数据的阅读器。一整套的数据采集系统，记录了一单货物的完整周期，用户通过系统可以完成货物追踪、报表统计等功能。
（6）港口设备管理
利用电子标签、GPS定位等技术，完成港口机械设备的自动识别、维修保养记录、安全控制、集中化管理，实现对设备全生命周期的管理。
5结束语
中国港口发展日新月异，基于物联网技术的港口散货码头生产管理调度系统的应用，不仅能提高港口本身作业效率，降低经营成本，发挥预测与调度职能，提高自身竞争力，更能吸引更多的相关方加入到物联网系统平台上，发挥集群优势，抢占市场份额，在激烈的市场竞争中取得更高的收益和利润。但是物联网的建设是一个具有规模性、涉及多用户的系统工程，只有综合解决了物联网体系建设中的各项关键技术问题，物联网才能得到快速发展，才能在航运物流中发挥其现实作用。
参考文献
[1] 宋昕，黄磊．基于物联网技术的散杂货港口汽车提货业务流程优化与系统设计[J]．物流技术．2012，3．
[2] 俞灵．港口口岸物联网体系结构规划设想[J]．经济物流．2010，5．
[3] 徐小凤．物联网在港口运营中的应用探析[J]．中国水运．2011.1．