码头智能调度系统信息化建设分析

码头 智能调度系统信息化建设分析

泽仁多吉 罗飞跃

1. 中电建安徽长九新材料股份有限公司,安徽 池州 ，247100

摘要：智能化管理在码头管理中被广泛应用，基于智能调度系统的建设，可以实现对码头相关工作的综合调度管理，使得管理工作更加规范、效率更高。本文探讨智能调度系统的建设，并对其应用范围、应用方式以及应用流程等进行分析，探讨智能调度系统在码头业务管理中的实际应用。

关键词：调度系统；信息化建设；物联网；智能调度

引言：智能调度系统在设备管理、业务管理中被广泛应用，该系统建设以完善的基础设施为保障，以综合管理系统为核心，充分发挥硬件与网络通信之间的数据传输功能，通过节点算法和逻辑算法，在不断迭代计算过程中选择最优的调度方式，减少业务管理的成本要素，提高业务管理的效率与质量。

1智能调度系统分析

1.1框架结构

智慧码头建设基于智能调度系统建立实现对整个业务流程的综合管理，按照智能调度管理的实际需求，建立三大智能调度模块。分别为运输装货模块、船舶智能管理模块和骨料堆放模块。由于码头的业务工作具有计划性特点，但受环境等其他因素影响较大，计划可能会存在不确定性。考虑到变化因素对具体的调度工作会造成相应的影响，对具体的船舶运行规律进行预测，应用大数据技术和智能算法，对影响因素进行判断，为智能调度系统的应用奠定基础，提高码头的货物运输和装卸效率。长九砂石骨料码头在智慧化建设之后，码头的年吞吐量达到4064万吨，效率比预计高出16%。

按照业务功能和业务流程，对具体的智能调度系统结构进行分析，设计应用“五维一体”的调度管理框架，实现对调度系统的功能实现。按照系统管理层级可以将其划分为服务层、应用层、组件层、数据层和硬件设施层，基于上述结构的构建，建立安全管理措施，提高其业务调度功能，具体结构框架如图1所示。

图 1 码头智能调度系统结构框架图

1.2功能结构

码头智能调度系统建设应用按照实际业务需求，对其功能结构进行优化设计。基于码头的实际业务流程按照模块内容将其分为销售管理模块、计划管理模块、提货计划及跟踪管理模块等。同时建设操作中心，通过编码管理APP软件，将通信数据装置与船舶装置连接，并与其他部门开展合作，确保系统功能完善，为码头的实际调度管理工作奠定基础^[1]。

2智能调度信息化应用思路及系统架构

根据调度业务打造了一体化、可视化协同调度系统，系统高度信息化、智能化和网络化，以滨海港调度业务部为应用核心，以已投入设备和系统为基础、以提高作业效率为目的而设计，服务于码头公司等业务单位以及相关客户。

一体化、可视化调度系统的建设提高调度业务部门的工作协调能力和默契程度，整合内部资源， 实现各码头、引航站调度业务部门之间的信息互动、协作统一，使港口内部调度管理精准、科学、合理，提升调度效益。

从系统总体架构来看，系统所涉及的内容比较广。从数据的角度来说，系统收集了从船代申请到港区各部门计划调度作业、拖轮、引航、港区内船舶动态数据等，同时，还需要考虑未来其他业务系统对数据的需要。

从信息展现手段包括 PC 电脑、手机等。从系统功能来说，信息发布，数据采集，数据分析，数据存储，电子海图，动态船舶数据库等。随着系统使用的不断深入，未来可能还会有其他功能需要不断增加。

3智能调度系统实践应用

3.1建设流程

由于码头的业务环境处于动态变化之中，其业务节拍可能出现异步性特点，具有不确定性。按照码头的现场设施和现场环境的布设情况，结合码头平面布置图对具体的装卸技术、设备、人员等进行明确。基于人工智能算法的实际应用，对变化性因素进行非线性分析。智能调度系统建设根据装卸和运输的船舶规则进行构建，建立计划优化模型，使用遗传算法对外层的结构进行设计，嵌入仿真模型，对其进行求解。基于大数据技术的应用，对现场装运等业务进行建模。基于硬件设备采集业务数据，由于数据不同业务的数据类型存在差异，应用统计分析原理建立预测引擎，建立信息化管理平台，实现对整个码头设备及业务的智能调度。信息管理平台中的各项参数进行明确，考虑到水文环境、天气、船舶情况、仓储情况等对平台功能产生的影响，建立多维度管理模型。为避免在装卸高峰期出现资源浪费情况，采用快速决策系统进行优化设计。同时，为了提高货物装卸效率，以中转时间为节点建立仿真调度模型，提高码头资源利用效率^[2]。

3.2算法应用

采用优化算法时，对骨料堆场的承载能力、货物数等进行分析，通过调度系统实现对堆场的空间优化管理。应用入库堆场优化算法，对所有的可变性因素间分析，计算远近输入端距离，计算库存需求与实际库存空间，在变量约束的条件下，对变量进行复制，对约束效果指标进行优化设计。应用BP启发式的算法，辅助应用约束算法，以智能近似值计算方式对系统算法进行优化求解，为满足所有的约束条件，对变量进行合理取值。装船和卸船分别应用不同的分配算法。

装船算法应用按照船舶进场顺序，将第一艘船作为样本，按照数量进行多个类型转化。垛位的分配则根据堆场计划方案和实际垛位容量，采用集合优化算法进行分配计算。垛位的信息也需定期进行更新，并对垛位刻度参数进行明确，对其进行优化设计，直到所有的船舶分配完毕之后，终止算法进程。

智能卸船系统应用根据船舶的需求，将其转化为计划进行操作，系统自动采集需求参数，对应卸船垛位，对卸船容量等进行分析。垛位的优化计算根据实际容量与需求容量内容，采用减法计算方式，选择差值较小的垛位进行组合优化。

3.3智能装卸优化

智能调度系统基于智能装卸技术的优化应用，根据码头的实际布局，对功能布局进行划分。为满足智能化装卸的实际要求，采用远程智能控制系统对现场进行操控，辅助应用传感器装置，对需要装卸的箱体数据、货物结构数据进行分析，基于大数据技术的应用，对应相应的数据模块。智能调度系统具备强大的智能控制功能，硬件装置应用西门子研发生产的控制器，对卸料小车的停留时间、停留区域等进行控制。智能调度系统将地面PLC技术和装卸车上PLC技术结合，通过组合控制的方式，对现场的料位区域、位置等进行检测，辅助应用远程监控系统，对其他设备在现场的实际状况进行分析。PLC技术应用STEP7 V5.2进行逻辑语言编程，采用模块化、组织化的编程方式，对数据进行调用和转化，可以完成一些比较复杂的控制工作。码头的智能调度系统建设应用PLC技术编程，程序结构简单，功能较为较大，其所开发的程序具备卸料车以及其他设备的调度功能。考虑到智能装卸系统的应用，在智能调度系统设计上采用综合设计理念，结合实际情况对调度系统进行优化设计。

结论：综上所述，基于智能调度系统的应用，可以实现对船舶的装运调度、运输调度，根据实际需求对码头的装卸和运输业务进行优化管理。基础设施在调度系统中发挥着数据采集的重要作用，为保障码头业务管理可以实现智能化、信息化，需要建立完善的调度管理模块，采用仿真模型对具体的业务流程进行优化，使其可以满足码头业务管理的客观需要。

(1) 数据集成，提升企业管控能力

通过调度系统的建设，实现船航运相关单位的业务数据的全面整合和集成应 用，完成港区调度业务全过程的数据采集、数据跟踪、数据呈现，有效地消除业务数据之间相互孤立，无法互联互通的现象，对各相关监控数据实现展现和可视化直观追踪，并对业务数据结合大数据技术进行挖掘、清洗、统计和分析，提升整体业务分析能力和业务管控能力。

(2) 业务贯通，提升企业经营能力

调度系统通过建设调度一体化平台，实现各业务系统数据的高度融合，完成调度业务全过程的跟踪、节点提醒和业务处理，达到管控流、信息流和业务流的统一，实现调度业务全生命周期管理，实现一体化管理。

参考文献：

[1]王晓彬.公交智能调度系统与公交线路智能化管理水平的提升[J].城市公共交通,2022,(01):31-32.

[2]魏安东.基于物联网的工厂废水排放智能调度系统设计与实现[J].现代信息科技,2021,5(09):170-174.