CN107765594A - 一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法及定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法及定位系统，所述的定位方法包括集装箱堆放定位方法和集装箱起运定位方法，其中集装箱起运定位方法利用龙门吊起运集装箱，包括起运后台指定的集装箱方法或者起运龙门吊指定的集装箱的方法。所述的位定位系统，对堆放在集装箱堆场上的集装箱定位，包括天线设置在龙门吊壁上的全球定位系统终端、龙门吊上与集装箱进行通信的RFID通信装置、堆场坐标查询系统、指示龙门吊移动距离的导航系统、实现龙门吊与后台通信的通信系统。本发明中采用在堆放集装箱时龙门吊上设置定位系统直接获得卸下集装箱的地理位置，然后发送到后台，后台记录。直接在后台记录集装箱堆场和集装箱的信息，不会出现人工现场记录失误所造成的差错。

Description

一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法及定位系统

技术领域

本发明涉及一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法及定位系统。

背景技术

集装箱运输是一种快速、安全、低成本的货运手段,集装箱货运在全球货运中起着十分重要的作用,国际货运的90％由集装箱完成。射频识别技术(RadioFrequencyIdentification)由于其速度快、效率高、可全天候工作、不怕灰尘污染、传输距离远等特点,现在被广泛应用到集装箱管理中,极大的提高了港口的管理的水平和效率。借助于RFID技术,每个集装箱的登入、转移和登出都可以通过射频读卡器获知,再将读卡器的获得的集装箱标识码、货物内容、公司等信息纳入港口的管理系统中,便可实现港口集装箱的自动化管理。然而在龙门吊集装箱堆场进行集装箱的转移、登出时，龙门吊司机只能用VMT的手工模式来操作，即龙司机需要在每个段位和间位，司机要靠手工输入段位和间位信息才可完成操作；龙司机采用用VMT(VMT是码头生产调度作业系统中的一部份，用于提供给龙门吊司机使用的前端显示和输入无线终端电脑装置)的手工模式来操作时，司机需要眼睛来识别判断每个箱位位置(间位和行位)，如果司机判断失误或出差错，码头作业生产系统(nGen系统)就记录了错误的箱位信息，即nGen系统里箱位信息是错误的且系统无法发现和纠正这种错误，导致箱子在系统中“失踪”；龙门吊在码头作业监控系统(OMS系统)中的位置显示无法做到及时更新，一定需要司机手工输入位置信息后才能更新，港口的吊装设备龙门吊不可避免的难以快速主动的到达工作位置,需要地面人员的现场管理和指挥,这无疑增加了人工干预的程度,降低了工作效率,影响了港口管理的自动化水平。

发明内容

本发明针对目前集装箱龙门吊堆场的上述不足，提供一种集装箱龙门吊堆场箱位定位方法及定位系统(PDS)。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法，该方法包括集装箱堆放定位方法和集装箱起运定位方法；

所述的集装箱堆放定位方法中，龙门吊将集装箱堆放到集装箱堆场，包括以下步骤：

步骤A01、获取集装箱本身的信息；

步骤A02、获取集装箱堆放地理位置；

步骤A03利用集装箱堆放地理位置和堆场坐标查询系统结合获得集装箱堆放堆场位置；

步骤A04、将取集装箱本身的信息、集装箱堆放地理位置和集装箱堆放堆场位置上传后台；

所述的集装箱起运定位方法利用龙门吊起运集装箱，包括起运后台指定的集装箱方法或者起运龙门吊指定的集装箱的方法；

所述的起运后台指定的集装箱方法包括以下步骤：

步骤B01、后台下发起运的集装箱的信息到龙门吊；

步骤B02、龙门吊找到起运的集装箱；

步骤B03、龙门吊起运集装箱；

所述的起运龙门吊指定的集装箱的方法包括以下步骤：

步骤B11、获得起运的集装箱本身的信息；

步骤B12、将起运的集装箱信息上传后台；

步骤B13、后台更新堆场信息。

本发明中采用在堆放集装箱时龙门吊上设置定位系统直接获得卸下集装箱的地理位置，然后利用堆场坐标查询系统查询集装箱的集装箱堆放堆场位置，利用RFID通信系统与集装箱定位PDS控制器(箱位定位系统)进行通信获得集装箱本身的信息，并将三者发送到后台，后台记录。在起运集装箱时，后台下发起运的集装箱信息下发到龙门吊，龙门吊根据接收到的信息找到起运的集装箱起运。直接在后台记录集装箱堆场和集装箱的信息，不会出现人工现场记录失误所造成的差错。

进一步的，上述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法中：所述的步骤A01、步骤B11中，是通过RFID通信模块与集装箱定位PDS控制器(箱位定位系统)通信获得集装箱的信息的。

进一步的，上述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法中：所述的集装箱堆放地理位置是在龙门吊放下集装箱以后，采用全球定位系统或其它位置计算系统对在堆场摆放好的集装箱进行定位测量获得。

进一步的，上述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法中：后台下发起运的集装箱的信息包括集装箱本身的信息、集装箱堆放地理位置和集装箱堆放堆场位置。

进一步的，上述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法中：龙门吊找到起运的集装箱的步骤包括：

龙门吊利用集装箱堆放地理位置进行导航运动到起运的集装箱跟前；

龙门吊利用集装箱堆放堆场位置找到起运的集装箱，同时通过RFID通信系统与集装箱定位PDS控制器(箱位定位系统)通信确定起运的集装箱。

本发明还提供了一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统，对堆放在集装箱堆场上的集装箱定位，包括天线设置在龙门吊壁上的全球定位系统终端、龙门吊上与集装箱进行通信的RFID通信装置与集装箱定位PDS控制器(箱位定位系统)、堆场坐标查询系统、指示龙门吊移动距离的导航系统、实现龙门吊与后台通信的通信系统。

本发明中采用现有技术中的模块组合实现对堆场中的集装箱自动定位记录。

进一步的，上述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统中：全球定位系统终端为GPS或者北斗定位系统终端，以及根据编码器或激光测距等位置测量系统。

进一步的，上述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统中：实现龙门吊与后台通信的通信系统采用无线或有线通信网络系统。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1是本发明流程图1。

图2是本发明流程图2。

图3是本发明流程图3。

图4是本发明的系统框图。

具体实施方式

本实施例是一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统PDS，对加入堆放到集装箱堆场里的集装箱定位并记录，对指定起运的集装箱起运后更新堆场记录。如图4所示，本实施例中，集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统PDS，对堆放在集装箱堆场上的集装箱定位，包括天线设置在龙门吊壁上的全球定位系统终端、龙门吊上与集装箱进行通信的RFID通信装置与集装箱定位PDS控制器(箱位定位系统)、堆场坐标查询系统、指示龙门吊移动距离的导航系统、实现龙门吊与后台通信的通信系统。

本实施例中，集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统PDS是由龙门吊上安装的位置检测系统、龙门吊与集装箱通信的RFID系统、龙门吊堆场坐标查询系统、以及与码头生产调度系统的对接通讯，共四大部分组成。位置检测系统将龙门吊大车和小车的行走位移传送给位置计算和校验系统，位置计算和校验系统通过对比RFID系统进行校验，用校验后的位置到堆场坐标查询系统查询坐标位置，最后将坐标位置传送给码头生产调度系统。上述四大部分的核心部分是PDS控制器(包含了位置计算和校验系统、龙门吊堆场坐标查询系统、与码头生产调度系统的对接通讯)。

利用本实施例的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统PDS工作流程如图1、2、3所示。

本实施例中，三种方式使用集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统PDS。

龙门吊将集装箱堆放到集装箱堆场如图1所示，包括以下步骤：

步骤A01、获取集装箱本身的信息；

步骤A02、获取集装箱堆放地理位置；

步骤A03利用集装箱堆放地理位置和堆场坐标查询系统结合获得集装箱堆放堆场位置；

步骤A04、将取集装箱本身的信息、集装箱堆放地理位置和集装箱堆放堆场位置上传后台；

集装箱起运定位方法利用龙门吊起运集装箱，包括起运后台指定的集装箱方法或者起运龙门吊指定的集装箱的方法。

起运后台指定的集装箱方法如图2所示包括以下步骤：

步骤B01、后台下发起运的集装箱的信息到龙门吊；

步骤B02、龙门吊找到起运的集装箱；

步骤B03、龙门吊起运集装箱；

起运龙门吊指定的集装箱的方法如图3所示，包括以下步骤：

步骤B11、获得起运的集装箱本身的信息；

步骤B12、将起运的集装箱信息上传后台；

步骤B13、后台更新堆场信息。

本实施例中，本方案中RFID启到位置校准的作用，对消除PDS位置综合累积误差(轮胎磨损、大车传动机构间隙、地面不平、龙门吊走偏等导致起到至关重要的作用。PDS控制器利用RFID信号来进行有效的位置校准，这就对RFID本身的检测扫描精度提出很高的要求(扫描范围越小，定位精度越高)。

针对堆场频繁的龙位/鹰为转换或堆场调整，必须克服RFID受外界震动、电气干扰、雨水或天气潮湿等的影响，寻求适合于堆场环境使用的RFID产品。

VMT是码头生产调度作业系统中的一部份，用于提供给龙门吊司机使用的前端显示和输入无线终端电脑装置，本项目所指的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统，通过与VMT通讯来实现与码头生产调度作业系统的对接。

本实施例中选择用光纤作为通信介质，很好的解决了长距离传输线易受到复杂电磁环境干扰的弊端。但必须解决光线穿过小车拖缆机构时的抗弯折和抗扭曲的问题，以确保光纤使用寿命。

PDS控制器必须具有如下特点：

1.性能强劲且稳定，适合于码头全天候潮湿高温高盐分高震动的堆场作业环境；

2.支持至少3路编码器信号的输入和采集；

3.两个100M的网口和一个无线网卡，组网灵活；

4.开关量、模拟量、串行口、CAN等多种输入输出接口，方便应对现场采集控制需求；

5.采用无线缆装配工艺，全部采用工业级元件，适合有长期振动的环境使用；

6.可以对每个PDS控制器进行现场观测和维护；

7.可以通过无线系统对每个PDS控制器进行远程观测和维护；

PDS控制器的开放性：虽然本项目采用的PDS控制器集成度很高，但它是一个开放的硬件系统，它可以用市场上性能优良的X86架构的工控机替代，如研华的UNO-2174。但工控机如果要应对系统结构二的话，则还需要加上一个小PLC(如西门子的200系列)来采集开关量，由此会带来通讯不稳定的问题。

通过RCMS网络，把所有龙的位置和状态信息收集到数据库。客户端可以根据数据库中龙的位置信息和状态信息做一些桌面应用和报表，比如：

●实时显示龙的分部图。

●实时显示单个龙的具本信息。

●显示所有龙的PDS上线比例。

●做出所有龙在一段时间内的PDS使用率的报表。

PDS的正常运行，必须依赖正确的电子地图。堆场发生改变时，必须对电子地图(YARDMAP)进行维护，以确保YARDMAP与堆场实际情况保持一致。用户可根据YARDMAP规范自行修改。为方便YARDMAP的日常维护，需要为用户开发易用的维护界面，使YARDMAP可以通过远端服务器智能分发，用户只要将最新的YARDMAP导入远端服务器，服务器会自动根据各PDS版本升级更新。

PDS的可靠运行，还依赖堆场地面所埋装的RFID电子标签里储存的电子段位/间位标识。如果堆场的间位结构发生改变(例如20尺/40尺/45尺间位发生了改变)，就需要对RFID电子标签里的数据进行更新。

Claims (8)

1.一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法，其特征在于：该方法包括集装箱堆放定位方法和集装箱起运定位方法；

所述的集装箱堆放定位方法中，龙门吊将集装箱堆放到集装箱堆场，包括以下步骤：

步骤A01、获取集装箱本身的信息；

步骤A02、获取集装箱堆放地理位置；

步骤A03利用集装箱堆放地理位置和堆场坐标查询系统结合获得集装箱堆放堆场位置；

步骤A04、将取集装箱本身的信息、集装箱堆放地理位置和集装箱堆放堆场位置上传后台；

所述的集装箱起运定位方法利用龙门吊起运集装箱，包括起运后台指定的集装箱方法或者起运龙门吊指定的集装箱的方法；

所述的起运后台指定的集装箱方法包括以下步骤：

步骤B01、后台下发起运的集装箱的信息到龙门吊；

步骤B02、龙门吊找到起运的集装箱；

步骤B03、龙门吊起运集装箱；

所述的起运龙门吊指定的集装箱的方法包括以下步骤：

步骤B11、获得起运的集装箱本身的信息；

步骤B12、将起运的集装箱信息上传后台；

步骤B13、后台更新堆场信息。

2.根据权利要求1所述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法，其特征在于：所述的步骤A01、步骤B11中，是通过RFID通信模块与集装箱PDS控制器通信获得集装箱的信息的。

3.根据权利要求1所述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法，其特征在于：所述的集装箱堆放地理位置是在龙门吊放下集装箱以后，采用全球定位系统或其它位置计算系统对在堆场摆放好的集装箱进行定位测量获得。

4.根据权利要求2所述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法，其特征在于：后台下发起运的集装箱的信息包括集装箱本身的信息、集装箱堆放地理位置和集装箱堆放堆场位置。

5.根据权利要求4所述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位方法，其特征在于：龙门吊找到起运的集装箱的步骤包括：

龙门吊利用集装箱堆放地理位置进行导航运动到起运的集装箱跟前；

龙门吊利用集装箱堆放堆场管理系统，同时通过RFID通信系统与集装箱定位PDS控制器通信确定起运的集装箱。

6.一种集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统，对堆放在集装箱堆场上的集装箱定位，其特征在于：包括天线设置在龙门吊壁上的全球定位系统终端、龙门吊上与集装箱进行通信的RFID通信装置与集装箱定位PDS控制器、堆场坐标查询系统、指示龙门吊移动距离的导航系统、实现龙门吊与后台通信的通信系统。

7.根据权利要求6所述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统，其特征在于：全球定位系统终端为GPS或者北斗定位系统终端。

8.根据权利要求6所述的集装箱码头龙门吊堆场箱位定位系统，其特征在于：实现龙门吊与后台通信的通信系统采用无线或有线通信网络系统。