集裝箱運輸信息系統

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　　集裝箱運輸涉及面廣、環節多，具有信息量大、效率要求高的特點。碼頭、船公司、貨主、陸路承運人以及口岸相關部門聯繫緊密而廣泛。沒有信息系統的有力支撐，現代集裝箱運輸體系就無法有效運轉和管理。

　　集裝箱運輸信息系統是特指以提供集裝箱運輸信息為主要目的的數據密集型、人機交互式的電腦應用系統。

　　集裝箱運輸信息系統按業務環節分類，主要分為集裝箱運輸電子數據交換信息系統、集裝箱運輸口岸信息系統、集裝箱碼頭信息系統(國際上通稱為“集裝箱碼頭操作系統”)、集裝箱場站信息系統、集裝箱鐵路中心站信息系統、集裝箱海運公司信息系統、貨代信息系統等。這些信息系統圍繞著集裝箱運輸鏈條共同運作，既分工獨立，又密切配合，通過電腦網路將遍佈在各個節點的信息有機銜接起來，以確保整個運輸過程中信息的準確、通暢。

　　集裝箱運輸信息系統的建設，就是通過信息技術和信息產品的應用，達到在更高層面支撐集裝箱運輸業務運作的目的。從信息系統的角度來看，業務就是集裝箱運輸的專業知識與操作流程，而技術則是實現集裝箱運輸信息系統的基礎，是服務於信息化全過程的所有可能的IT手段。

　　在信息系統建設過程中，基於對業務的充分理解和對新技術的合理使用，以業務驅動技術，以技術帶動業務，可以改進和優化業務操作模式與業務操作流程，使得技術這個平臺基礎能夠真正對業務的發展起到推動作用，避免單純的紙面單據電子化、手工作業自動化這種低層次的信息系統應用。

　　集裝箱運輸信息系統設計的總體目標，是利用先進的電腦技術和網路通信技術，建設高質量、高效率的集裝箱運輸信息系統網路，以促使集裝箱運輸鏈條內各個節點的信息系統互通互聯，最大限度地實現信息資源共用，同時彙集各業務系統的信息，服務於各級管理指揮和科學決策，通過各種業務信息的綜合分析，提供最佳決策支持，從而推動集裝箱運輸領域更好地組織運輸生產和進行經營管理。

　　集裝箱信息系統的設計原則主要體現在以下幾個方面：實用性、可靠性、安全性、先進性、標準性、可擴展性、開放性、實時性、便捷性、經濟性。

　　近年來隨著國際貿易的快速發展，世界各大集裝箱運輸海運公司紛紛結盟，國際集裝箱運輸向著進一步縮短運輸周期、降低運輸成本、提高服務質量的趨勢發展，促使了幹線船舶的大型化，推動了港口裝卸機械的高效化，同時多式聯運體系日趨完善，因此對集裝箱運輸信息系統提出了智能化、自動化和協同化的發展要求。

　　1.智能化

　　世界上航運業發達的國家和地區，經過多年的發展，集裝箱運輸的智能化水平較高，近年來我國對此也開始十分重視，並取得了快速發展。

　　集裝箱運輸智能化系統的關鍵，是綜合應用運籌學、專家系統、流程模擬和各種信息技術，建立一套完善、優化、合理的管理模式及演算法，使各種運輸資源根據不同的作業條件和操作環境，得以最有效、最合理的分配和調度，減少人工處理直至無人化，提高作業效率，優化作業流程，穩定、持久、可靠地提高資源的利用率。

　　(1)智能集裝箱卡口

　　智能集裝箱卡口系統是將信息技術、電子技術和自動控制技術與集裝箱運輸業務予以有機整合，通過RFID、OCR(Optical Character Recognition)、DVR(Digital Video Recorder)、Internet和實時控制等技術的有機集成，自動識別車號和箱號，由核心控制模塊根據業務過程需求控制各個部分運作，通過視頻完成箱體殘損的遠程檢測，對識別和檢測出來的信息按監控及操作需求進行轉換，並通過與電子商務系統和碼頭(場站)操作系統的實時交互，完成集裝箱卡口管理和監控的智能化，從而實現集裝箱卡口管理無人化，大大提高集裝箱車輛的通過效率。

　　(2)自動配載

　　碼頭集裝箱配載，就是按照船舶的運輸要求和碼頭的實際狀況，編製預定裝載於既定船舶集裝箱的具體裝載計劃。配載工作是集裝箱運輸中的重要環節，直接影響碼頭裝卸作業的效率和班輪的船期準點率。在同樣的船舶、箱量和堆場條件下，不同技術能力和業務素質的配載人員，工作質量有較大的差異。集裝箱自動配載系統，實際上是一個具有幫能特點的集裝箱配載專家系統，它包含集裝箱運輸領域的大量知識和配載專家的實戰經驗，擁有專家思維的推理能力，能夠針對集裝箱船舶配載數據處理量大、計算要求高、限制條件多和編製時間緊等特點，根據船舶的靜態資料、堆場箱區和箱位的實際分佈、本航次備箱情況和船公司預配要求(包括掛靠港、中裝港和目的港)，自動完成符合船舶穩性和負載強度、減少堆場翻箱量的船舶積載圖的製作。這對於集裝箱船舶的快速裝載、安全營運和碼頭合理有序、高效優質地組織生產非常有利。

　　(3)堆場車輛調度

　　堆場車輛調度就是根據堆場道路網路、箱區分佈、泊位排列和建築單體的分佈，分析移動車輛與固定設施的空間關係，計算空間距離，利用交通量預測模型和交通流分析模型，預測車輛行走時間，提出車輛路徑引導和車輛與碼頭機械的組合分配，並根據泊位計劃和裝卸船計劃為作業船舶分配集拖。作業時，系統根據當前分配集拖的狀態、作業船舶各作業線的繁忙程度，以及待裝卸集裝箱的堆場箱位，實時進行計算和調整，動態指揮車輛前往最適合的場位和岸橋，使車輛在不同的時間段為不同的作業線服務，避免車輛空等和聚堆而造成的忙閑不均，使車輛運行的整體效率最優。

　　(4)船舶調度

　　運用運籌學和優化論的方法，計算航線和船舶航速的最佳結合點，將理論計算和調度人員的工作經驗相結合，構建數學模型，建立船舶航線資料庫，並通過圖形化的手段，制定船舶航行調度方案。在內河運輸方面，通過對當前船舶過閘的技術分析，根據現有船型條件下的過閘船舶連接技術、靠船技術以及船舶捆扎技術等，對船舶成組後的船組穩性等進行分析，提出船舶成組過閘技術方案。

　　2.自動化

　　集裝箱碼頭是整個集裝箱運輸鏈中非常重要的一個環節，是集裝箱水上運輸和陸上運輸的連接點和中轉點，是集裝箱的換裝和轉運樞紐。面對客戶對作業質量和作業效率要求的不斷提高，碼頭承擔著提高服務質量和降低運營成本的雙重壓力。隨著現代自動控制理論、方法和手段的不斷發展，以及信息系統的普及應用，綜合利用信息技術、通信技術、系統工程和人工智慧等成果，實現信息系統指令與碼頭機械設備控制功能的無縫銜接，完成集裝箱碼頭部分或全部的自動化運轉已成為可能。

　　局部的，碼頭信息系統與場橋自控系統相連接，直接將集裝箱的操作指令發送到場橋的控制單元，控制設備的跑位及對集裝箱的自動定位，然後人工完成集裝箱從集拖卸到堆場，或從堆場裝到集拖的操作。

　　全局的，通過碼頭作業組織和操作流程的規範化，使集裝箱碼頭實現無人化操作，如荷蘭鹿特丹港ECT(Europe Container Terminal)碼頭和德國漢堡港CTA(Container Terminal of Altenwerder)碼頭。其自動化裝卸運輸系統主要由岸橋、自動導向車AGV(Automatic Guided Vehicle)和軌道式集裝箱門式起重機(簡稱為軌道式場橋、RMG)組成。岸橋採用雙小車方式，海側小車負責船舶和設在岸橋門架高處的轉載平臺之間的集裝箱作業，陸側小車負責轉載平臺與AGV之間的集裝箱轉接。水平運輸由AGV完成，AGV根據作業信息，按照預先設定的路徑運行。堆場操作是由RMG來完成。整個過程，除了海側集裝箱的起吊和放置外，完全由信息系統控制，實現了自動化操作。通過自動化的操作，可以在有限的場地條件下，使碼頭有較高的通過能力，提高船舶的裝卸效率，保證碼頭營運和服務質量的可靠性。目前，自動化碼頭正在向著投資少、效率高、性價比優的經濟型方向發展。

　　3.協同化

　　目前，多式聯運已成為國際集裝箱運輸業的發展趨勢。多式聯運是指將水路、公路、鐵路、航空等不同的運輸方式有機地整合在一起，實行一次托運，一份單證，一次計費，一次保險和全程運輸的一種“門到門”的高級貨運組織形式，涉及碼頭、船公司、鐵路、公路、查驗機關和貨運代理等眾多單位，由此催生了對集裝箱運輸信息系統的協同化應用要求。集裝箱運輸信息系統的協同化，主要體現在以下3個方面：

　　(1)信息的高度共用

　　不同的信息以不同的結構存在於不同單位的不同資料庫系統上，而這些系統缺乏相互連接的信息渠道，數據被封存並缺乏應有的關聯，從而給整個業務體系獲取有用信息帶來很大障礙。信息共用是為了最大限度地發揮信息本身的價值，使協同操作的各部分，都可以很方便地查找到相關的信息以支持各自事務的處理，並利用信息創造新的價值。

　　(2)業務的有效整合

　　集裝箱運輸各單位已針對自身的業務需求建立了各種應用系統，在單個業務領域的管理上發揮作用，但由於它們無法面向整個業務過程，各個應用系統之間難以緊密集成，使得“環環相扣”的多式聯運業務被這些分散的系統“分隔”開來，不得不在不同的應用系統之間頻繁切換，造成運營效率低下和反應遲緩。實際上，集裝箱運輸業務雖然從屬於不同部門，但本質上卻是緊密關聯的。通過信息系統的協同化，可以對各個業務進行充分有效的整合，以使整個業務流程能夠協調、順暢地運作。

　　(3)資源的合理調配與優化

　　當實現了信息共用和業務整合後，就可使各種資源突破各種壁壘和障礙，實現合理調配和優化，在統一協調下為共同的目標而服務。

　　實際上，不僅在多式聯運方面，在口岸操作，在業務單位內部集裝箱生產業務系統與人力資源、財務、物資、設備、車輛管理等方面都存在著系統協同化的要求。