内贸集装箱码头集卡智能调度实现方案Word文件下载.doc
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不过，受作业模式、人员操作水平等因素影响，多数中小型内贸集装箱码头未能有效利用TPS实现集卡智能调度。
本文结合TPS工作原理及内贸集装箱码头作业特点，提出内贸集装箱码头集卡智能调度实现方案。
1TPS工作原理
TPS是集装箱码头生产管理系统中的子系统，其以中央控制室为指挥中心，以集卡上装配的无线终端为通信手段，通过无线集群打包传送控制信号，根据码头生产对集卡的需求自动向相关集卡发送作业指令。
[1]TPS构成示意如图1所示。
利用TPS实现集卡智能调度须解决2个关键问题：
（1）各作业集卡的均衡分配问题，系统可运用规划论、排队论和模糊控制理论等数学模型根据作业需要自动均衡分配集卡；
（2）岸边与堆场作业任务的匹配问题，这需要通过业务操作来实现。
在卸船作业时，进口箱装到集卡上后，系统根据箱型、目的港（中转箱）识别堆场计划，并结合各堆场计划等待作业的集卡数量来分配堆场堆存位置，从而实现卸船过程的集卡智能调度；
在装船作业时，通过制订配载计划，使堆场出口箱与船上箱位一一对应，系统根据各岸桥等待作业的集卡数量分配集卡场地作业任务。
装船作业实现集卡智能调度的关键因素在于码头实配作业，但我国多数内贸集装箱码头尚未实现实配操作，这是当前内贸集装箱码头不能有效利用TPS进行集卡智能调度的重要原因。
由于当前卸船作业集卡智能调度业已实现，本文重点探讨装船作业集卡智能调度实现方案。
2内贸集装箱码头集卡智能调度实现方案
2.1内贸集装箱船舶配载特点
由于内贸集装箱船舶配载要求相对较低，多数内贸集装箱码头省去实配环节，仅根据船舶大副的预配图进行装船作业。
内贸集装箱普遍偏重且质量相差不大，一般按照船舶大副预配图的箱型、目的港、空重要求等装船即可满足稳心高度、强度、剪力、弯矩等船舶安全参数要求，吃水差可通过预留机动箱来调整。
2.2集卡智能调度解决方案
针对内贸集装箱船舶配载特点，参考卸船作业集卡智能调度实现原理，制订装船作业集卡智能调度实现流程（如图2所示），通过创新设计船舶装载计划，使出口箱与装载计划相匹配，实现装船作业过程中的集卡智能调度。
与实配模式不同，船舶装载计划是按照集装箱码头生产管理系统中的船舶配载过程来制订的，其仅定义船上各箱位集装箱的类型（箱型、目的港、空重），并不实际分配出口箱的具体装载位置。
岸桥作业区域既可在制订装载计划的环节划分，也可在装载计划激活环节根据实际作业情况灵活分配。
出口箱与船舶装载计划相匹配的关键在于根据装船进度激活装载计划并实时发送场地发箱指令。
为确保匹配的有效性，系统不识别待激活的装载计划，只识别当前正在作业的已激活的装载计划，进而分配作业集卡。
堆场内集卡根据装船作业任务指令均衡分配；
场桥将出口箱确认到集卡后，系统根据箱型、目的港指定集卡装船岸桥。
当多台岸桥作业该类型集装箱时，系统根据各岸桥下等待作业的集卡数量均衡分配集卡。
内贸集装箱码头集卡智能调度的实现离不开信息系统的支持，因此，有必要改进和优化TPS程序；
此外，装船控制方式也应作相应调整，码头中央控制室的工作人员必须根据船舶作业进度激活装载计划，并实时发送场地作业指令，每条作业线发送指令数量应控制在20～30个集装箱为宜。
本解决方案的创新点在于将实配过程分解为制订装载计划、分配装载位置这2个过程，既实现装船过程中的集卡智能调度，又降低装船操作难度，符合内贸集装箱码头作业需求。
3内贸集装箱码头实现集卡智能调度的优势
集卡智能调度的实现使内贸集装箱码头生产组织模式发生巨大改变，初步实现生产组织的信息化、标准化，突破传统生产组织模式的瓶颈，提高码头作业综合效率，从而确保内贸集装箱码头良性发展。
3.1实现集卡动态调度，大幅提升集卡利用率
如图3所示，传统集卡调度采用集卡绑定岸桥的模式，每台岸桥绑定多辆集卡，绑定的集卡仅为固定的岸桥服务。
此种模式操作简单，便于管理，但具有以下缺点：
由于各作业线进度不一，往往出现有的作业线集卡不足而有的作业线集卡闲置的现象；
各作业线配比失衡情况通常由调度员调整，这种解决方案严重滞后于现场作业，使集卡作业资源不能得到有效利用，对船舶作业效率产生负面影响。
在集卡智能调度模式下，通过设备组设置来实现各作业线集卡资源共享，系统根据各作业线或场地发箱任务的忙闲程度为集卡分配作业指令，在集卡使用方面打破固定作业线的限制，从而大大提高集卡利用率。
单船动态集卡调度模式如图4所示。
随着码头生产组织水平的提高，还可通过多船间集卡资源共享实现多船动态集卡调度模式。
3.2为装卸工艺优化提供技术支持
在传统作业线模式下，由于信息化水平低，为保证作业准确率，集卡在某时间段内仅进行装船或卸船作业，集卡空载率高达50%以上。
TPS的应用为作业面生产模式提供技术支持：
可通过绑定设备组、设定任务分配方式等实现单船甚至多船边装边卸作业，使装卸工艺由作业线模式转变为作业面模式。
在作业面模式下，集卡在1个运行周期内既进行装船作业又进行卸船作业（见图5），从而实现水平运输的重去重回，使集卡空车运行时间大幅缩短。
3.3解决生产过程中信息传递不畅的问题
在传统作业模式下，各作业工种间的信息传递通过对讲机来实现。
当在泊船舶数量较多时，对讲机频道拥堵问题较为突出，尤其是集卡司机与场桥司机间的沟通问题对生产影响较大。
TPS通过无线数据网络下达集卡调度指令，使作业信息的传递通过系统指令传递的方式自动实现，各工种按照指令作业即可。
场桥司机按照场地发箱指令发箱，集卡司机根据车载终端指令进行水平运输，从而大大降低对对讲机的依赖，彻底改变语音传输系统不能及时、准确、清晰地下达调度指令以及指令下达和执行不可追溯等问题。
3.4实现中央控制室对场地和船舶作业的实时监控
中央控制室是集装箱码头的指挥中枢和生产作业信息的交汇点，中央控制室发出的作业指令是否合理直接影响码头作业效率和生产成本。
目前，我国绝大多数内贸集装箱码头的标准化操作水平不高，生产组织模式粗放，突出表现为中央控制室对现场设备和作业的掌控不够，对生产过程的控制不到位，未能有效发挥生产指挥中心的功能。
为保障TPS顺畅运行，中央控制室须掌控现场设备动态，分配设备作业任务，根据生产需要灵活地进行设备组绑定；
现场作业人员应与中央控制室工作人员密切沟通，严格按照中央控制室的作业指令有条不紊地作业，从而提升中央控制室对作业现场的控制能力。
3.5打破装船过程中指挥工要箱的局限性
指挥工要箱意味着工班控制作业线的作业次序，其优点在于指挥工对船舶情况比较了解；
其缺点在于指挥工了解的信息局限于船舶，而其对场地情况、其他船舶作业进度的了解有限，无法从场地与船舶作业协调配合的全局角度来组织作业。
中央控制室实现对船舶和场地的实时监控后，由船舶控制员根据船舶和场地的实际情况安排桥吊作业贝位，由此逐步改变指挥工要箱的作业模式，实现码头整体作业效率最优化。
3.6提升码头作业效率
码头场桥司机、集卡司机、工班人员多为临时工或外包劳务工，其业务能力参差不齐且流动性较大，码头生产作业对其依赖过大必然影响生产组织结构的稳定性，不利于作业效率的持续提高。
码头实现集卡智能调度后，上述人员基本不参与码头生产组织活动，其仅须按照中央控制室的作业指令做好具体工作即可，人员更替不会对码头生产造成很大影响。
4结束语
上述集卡智能调度实现方案能初步实现集卡动态调度、集卡作业任务的均衡分配及指令传递的信息化，但未考虑集卡调度过程中集卡运行路径优化问题。
在中小型内贸集装箱码头堆场面积有限、作业量不大的情况下，集卡运行路径问题并不突出，对效率和成本的影响较小。
随着内贸集装箱码头规模的扩展，可应用全球定位系统和地理信息系统技术，优化集卡运行路径，缩短水平运输距离，进一步提高码头作业效率，降低码头作业成本。
参考文献：
[1]曹志伟.集卡调度系统（TPS）在集装箱码头上的应用及优化[J].水运管理，2003，25（12）：
2-6.
（编辑：
曹莉琼收稿日期：
2015-12-04）
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