集装箱运输信息系统

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什么是集装箱运输信息系统

  集装箱运输涉及面广、环节多,具有信息量大、效率要求高的特点。码头、船公司、货主、陆路承运人以及口岸相关部门联系紧密而广泛。没有信息系统的有力支撑,现代集装箱运输体系就无法有效运转和管理。

  集装箱运输信息系统是特指以提供集装箱运输信息为主要目的的数据密集型、人机交互式的计算机应用系统。

集装箱运输信息系统的分类

  集装箱运输信息系统按业务环节分类,主要分为集装箱运输电子数据交换信息系统、集装箱运输口岸信息系统、集装箱码头信息系统(国际上通称为“集装箱码头操作系统”)、集装箱场站信息系统、集装箱铁路中心站信息系统、集装箱海运公司信息系统、货代信息系统等。这些信息系统围绕着集装箱运输链条共同运作,既分工独立,又密切配合,通过计算机网络将遍布在各个节点的信息有机衔接起来,以确保整个运输过程中信息的准确、通畅。

集装箱运输信息系统的建设

  集装箱运输信息系统的建设,就是通过信息技术信息产品的应用,达到在更高层面支撑集装箱运输业务运作的目的。从信息系统的角度来看,业务就是集装箱运输的专业知识与操作流程,而技术则是实现集装箱运输信息系统的基础,是服务于信息化全过程的所有可能的IT手段。

集装箱运输信息系统的设计原则

  在信息系统建设过程中,基于对业务的充分理解和对新技术的合理使用,以业务驱动技术,以技术带动业务,可以改进和优化业务操作模式与业务操作流程,使得技术这个平台基础能够真正对业务的发展起到推动作用,避免单纯的纸面单据电子化、手工作业自动化这种低层次的信息系统应用。

  集装箱运输信息系统设计的总体目标,是利用先进的计算机技术和网络通信技术,建设高质量、高效率的集装箱运输信息系统网络,以促使集装箱运输链条内各个节点的信息系统互通互联,最大限度地实现信息资源共享,同时汇集各业务系统的信息,服务于各级管理指挥和科学决策,通过各种业务信息的综合分析,提供最佳决策支持,从而推动集装箱运输领域更好地组织运输生产和进行经营管理

  集装箱信息系统的设计原则主要体现在以下几个方面:实用性、可靠性、安全性、先进性、标准性、可扩展性、开放性、实时性、便捷性、经济性。

集装箱运输信息系统的发展趋势

  近年来随着国际贸易的快速发展,世界各大集装箱运输海运公司纷纷结盟,国际集装箱运输向着进一步缩短运输周期、降低运输成本、提高服务质量的趋势发展,促使了干线船舶的大型化,推动了港口装卸机械的高效化,同时多式联运体系日趋完善,因此对集装箱运输信息系统提出了智能化、自动化和协同化的发展要求。

  1.智能化

  世界上航运业发达的国家和地区,经过多年的发展,集装箱运输的智能化水平较高,近年来我国对此也开始十分重视,并取得了快速发展。

  集装箱运输智能化系统的关键,是综合应用运筹学专家系统、流程模拟和各种信息技术,建立一套完善、优化、合理的管理模式及算法,使各种运输资源根据不同的作业条件和操作环境,得以最有效、最合理的分配和调度,减少人工处理直至无人化,提高作业效率,优化作业流程,稳定、持久、可靠地提高资源的利用率。

  (1)智能集装箱卡口

  智能集装箱卡口系统是将信息技术、电子技术和自动控制技术与集装箱运输业务予以有机整合,通过RFID、OCR(Optical Character Recognition)、DVR(Digital Video Recorder)、Internet实时控制等技术的有机集成,自动识别车号和箱号,由核心控制模块根据业务过程需求控制各个部分运作,通过视频完成箱体残损的远程检测,对识别和检测出来的信息按监控及操作需求进行转换,并通过与电子商务系统和码头(场站)操作系统的实时交互,完成集装箱卡口管理和监控的智能化,从而实现集装箱卡口管理无人化,大大提高集装箱车辆的通过效率。

  (2)自动配载

  码头集装箱配载,就是按照船舶的运输要求和码头的实际状况,编制预定装载于既定船舶集装箱的具体装载计划。配载工作是集装箱运输中的重要环节,直接影响码头装卸作业的效率和班轮的船期准点率。在同样的船舶、箱量和堆场条件下,不同技术能力和业务素质的配载人员,工作质量有较大的差异。集装箱自动配载系统,实际上是一个具有帮能特点的集装箱配载专家系统,它包含集装箱运输领域的大量知识和配载专家的实战经验,拥有专家思维的推理能力,能够针对集装箱船舶配载数据处理量大、计算要求高、限制条件多和编制时间紧等特点,根据船舶的静态资料、堆场箱区和箱位的实际分布、本航次备箱情况和船公司预配要求(包括挂靠港、中装港和目的港),自动完成符合船舶稳性和负载强度、减少堆场翻箱量的船舶积载图的制作。这对于集装箱船舶的快速装载、安全营运和码头合理有序、高效优质地组织生产非常有利。

  (3)堆场车辆调度

  堆场车辆调度就是根据堆场道路网络、箱区分布、泊位排列和建筑单体的分布,分析移动车辆与固定设施的空间关系,计算空间距离,利用交通量预测模型和交通流分析模型,预测车辆行走时间,提出车辆路径引导和车辆与码头机械的组合分配,并根据泊位计划和装卸船计划为作业船舶分配集拖。作业时,系统根据当前分配集拖的状态、作业船舶各作业线的繁忙程度,以及待装卸集装箱的堆场箱位,实时进行计算和调整,动态指挥车辆前往最适合的场位和岸桥,使车辆在不同的时间段为不同的作业线服务,避免车辆空等和聚堆而造成的忙闲不均,使车辆运行的整体效率最优。

  (4)船舶调度

  运用运筹学和优化论的方法,计算航线和船舶航速的最佳结合点,将理论计算和调度人员的工作经验相结合,构建数学模型,建立船舶航线数据库,并通过图形化的手段,制定船舶航行调度方案。在内河运输方面,通过对当前船舶过闸的技术分析,根据现有船型条件下的过闸船舶连接技术、靠船技术以及船舶捆扎技术等,对船舶成组后的船组稳性等进行分析,提出船舶成组过闸技术方案。

  2.自动化

  集装箱码头是整个集装箱运输链中非常重要的一个环节,是集装箱水上运输和陆上运输的连接点和中转点,是集装箱的换装和转运枢纽。面对客户对作业质量和作业效率要求的不断提高,码头承担着提高服务质量和降低运营成本的双重压力。随着现代自动控制理论、方法和手段的不断发展,以及信息系统的普及应用,综合利用信息技术、通信技术、系统工程人工智能等成果,实现信息系统指令与码头机械设备控制功能的无缝衔接,完成集装箱码头部分或全部的自动化运转已成为可能。

  局部的,码头信息系统与场桥自控系统相连接,直接将集装箱的操作指令发送到场桥的控制单元,控制设备的跑位及对集装箱的自动定位,然后人工完成集装箱从集拖卸到堆场,或从堆场装到集拖的操作。

  全局的,通过码头作业组织和操作流程的规范化,使集装箱码头实现无人化操作,如荷兰鹿特丹港ECT(Europe Container Terminal)码头和德国汉堡港CTA(Container Terminal of Altenwerder)码头。其自动化装卸运输系统主要由岸桥自动导向车AGV(Automatic Guided Vehicle)和轨道式集装箱门式起重机(简称为轨道式场桥、RMG)组成。岸桥采用双小车方式,海侧小车负责船舶和设在岸桥门架高处的转载平台之间的集装箱作业,陆侧小车负责转载平台与AGV之间的集装箱转接。水平运输由AGV完成,AGV根据作业信息,按照预先设定的路径运行。堆场操作是由RMG来完成。整个过程,除了海侧集装箱的起吊和放置外,完全由信息系统控制,实现了自动化操作。通过自动化的操作,可以在有限的场地条件下,使码头有较高的通过能力,提高船舶的装卸效率,保证码头营运和服务质量的可靠性。目前,自动化码头正在向着投资少、效率高、性价比优的经济型方向发展。

  3.协同化

  目前,多式联运已成为国际集装箱运输业的发展趋势。多式联运是指将水路、公路、铁路、航空等不同的运输方式有机地整合在一起,实行一次托运,一份单证,一次计费,一次保险和全程运输的一种“门到门”的高级货运组织形式,涉及码头、船公司、铁路、公路、查验机关和货运代理等众多单位,由此催生了对集装箱运输信息系统的协同化应用要求。集装箱运输信息系统的协同化,主要体现在以下3个方面:

  (1)信息的高度共享

  不同的信息以不同的结构存在于不同单位的不同数据库系统上,而这些系统缺乏相互连接的信息渠道,数据被封存并缺乏应有的关联,从而给整个业务体系获取有用信息带来很大障碍。信息共享是为了最大限度地发挥信息本身的价值,使协同操作的各部分,都可以很方便地查找到相关的信息以支持各自事务的处理,并利用信息创造新的价值。

  (2)业务的有效整合

  集装箱运输各单位已针对自身的业务需求建立了各种应用系统,在单个业务领域的管理上发挥作用,但由于它们无法面向整个业务过程,各个应用系统之间难以紧密集成,使得“环环相扣”的多式联运业务被这些分散的系统“分隔”开来,不得不在不同的应用系统之间频繁切换,造成运营效率低下和反应迟缓。实际上,集装箱运输业务虽然从属于不同部门,但本质上却是紧密关联的。通过信息系统的协同化,可以对各个业务进行充分有效的整合,以使整个业务流程能够协调、顺畅地运作。

  (3)资源的合理调配与优化

  当实现了信息共享业务整合后,就可使各种资源突破各种壁垒和障碍,实现合理调配和优化,在统一协调下为共同的目标而服务。

  实际上,不仅在多式联运方面,在口岸操作,在业务单位内部集装箱生产业务系统与人力资源财务物资、设备、车辆管理等方面都存在着系统协同化的要求。

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