CN108469749A - 一种集装箱物流系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱物流系统及其控制方法，该系统包括智能装卸车系统、智能集装箱、智能平移系统、智能门吊系统、智能无人车系统、智能集装箱管理系统和人机交互装置；人机交互装置用于输入用户请求，人机交互装置包括中控室PC端和移动APP端；智能集装箱管理系统用于获取用户请求，并对用户请求进行分析判断，以得到请求类型，并根据请求类型和用户请求的不同来源，发布不同的调度命令，并将调度命令分别发送至智能装卸车系统、智能集装箱、智能平移系统、智能门吊系统和智能无人车系统；其效果是：通过各系统与智能集装箱管理系统的互联互通，显著提高货场集装箱运转效率，大幅降低贸易成本；显著降低货场工人工作强度，降低人工成本。

Description

一种集装箱物流系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及集装箱转运技术领域，具体涉及到一种集装箱物流系统及其控制方法。

背景技术

作为一种清洁、高效的优质能源，天然气在大多数发达国家得到了普遍应用，随着“西气东输”等工程相继投产，天然气在我国能源结构乃至整个国民经济中的地位不断提高，运输是天然气供应链中的重要环节，在很大程度上影响着天然气的供应和消费的经济性。

由于天然气在常温常压下为气体、可压缩性强及流动性好，这些特点决定了管道运输是陆上长距离天然气最合适的运输方式。然而，随着我国国民经济的持续快速发展和人民生活水平的不断提高，社会公众对城市大气环境质量的要求越来越高，对清洁能源的需求日益迫切，这在很大程度上推动了我国天然气需求量的增长，而现有的天然气运输管道已基本满负荷运行，天然气使用缺口巨大，远不能满足日益增长的天然气使用需求，而要解决天然气的需求问题就需要提高天然气的供应能力，显然，再一次的“西气东输”天然气的管道运输工程由于建设工期长、初期投入成本大已不是最佳选择，而利用现有铁路物流网络将气态天然气运输变成液态天然气(LNG)运输是投入少、见效快的最佳方式。

但在现有技术中，其集装箱的运转为人工操作、调运的方式，存在集装箱运转效率低下，无法匹配持续增长的消费需求，因此亟需对集装箱物流运转效率进行提升。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种集装箱物流系统及其控制方法，解决现有技术中集装箱物流运转效率低的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供了一种集装箱物流系统，包括智能装卸车系统、智能集装箱、智能平移系统、智能门吊系统、智能无人车系统、智能集装箱管理系统和人机交互装置；

所述人机交互装置用于输入用户请求，所述人机交互装置包括中控室PC端和移动APP端；

所述智能集装箱管理系统用于获取所述用户请求，并对所述用户请求进行分析判断，以得到请求类型，并根据请求类型和用户请求的不同来源，发布不同的调度命令，并将所述调度命令分别发送至智能装卸车系统、智能集装箱、智能平移系统、智能门吊系统和智能无人车系统；

所述智能无人车系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱运送至货场或机车的指定位置处；

所述智能门吊系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；将智能集装箱码放在货场的指定位置；将智能集装箱从智能装卸车系统中的智能装卸车进行抓取，放置在机车的指定位置上；

所述智能平移系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱通过导轨传输至所述智能装卸车系统的智能装卸车上；

所述智能集装箱用于根据所述调度命令，通过自身的动力系统对其集装箱本体进行升降，便于智能平移系统和智能装卸车系统的运输；

所述智能装卸车系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱运输至终端用户；将智能集装箱运送至机车处。

优选的，所述请求类型包括货场转运类型和集装箱转运类型，所述货场转运类型时包括储仓类型和配送类型。

优选的，所述指定位置包括指定的货场位置、指定的机车位置、指定的智能集装箱位置和终端用户位置中的一个或多个。

优选的，所述调度命令包括储仓转运类型时发布的第一命令，配送转运类型时发布的第二命令，用户请求来源移动APP端时发布的第三命令和用户请求来源中控室PC端时发布的第四命令。

优选的，所述第一命令、第二命令、第三命令和第四命令均包括待转运智能集装箱的数据信息、存储位置、码放位置、路线信息和各执行设备的编号。

第二方面，本发明实施例提供了一种集装箱物流系统的控制方法，应用于第一方面所述的一种集装箱物流系统，所述方法包括：

智能集装箱管理系统获取客户端的用户请求，并对所述用户请求进行分析判断，以得到请求类型，所述请求类型包括货场转运类型和集装箱转运类型，所述客户端包括中控室PC端和移动APP端；

货场转运类型时，智能集装箱管理系统获取待转运的智能集装箱的状态信息，并对所述状态信息进行处理，以得到装卸命令，所述装卸命令包括储仓命令和配送命令；

储仓命令时，智能集装箱管理系统发布第一命令，并分别传输至所述智能集装箱、智能门吊系统和智能无人车系统；

智能门吊系统和智能无人车系统根据所述第一命令，移动至第一指定位置；

智能门吊系统将所述智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；

智能无人车系统根据所述第一命令，将其运送至货场的指定位置，并通过智能门吊系统进行抓取、码放；

配送命令时，智能集装箱管理系统发布第二命令，并分别传输至所述智能装卸车系统、智能集装箱和智能平移系统；

所述智能装卸车系统和智能平移系统根据所述第二命令，移动至第二指定位置；

智能平移系统根据所述第二命令，将智能集装箱通过导轨传输至所述智能装卸车系统的智能装卸车上；

所述智能装卸车系统根据所述第二命令中的物流数据信息，将智能集装箱运输至终端用户。

优选的，集装箱转运类型时，智能集装箱管理系统根据所述用户请求的不同来源和待转运的智能集装箱的状态信息进行处理，所述用户请求为移动APP端时，发布第三命令，所述用户请求为中控室PC端时，发布第四命令；

移动APP端时，智能集装箱管理系统将所述第三命令，分别传输至所述智能装卸车系统、智能集装箱和智能门吊系统系统；

智能装卸车系统和智能门吊系统系统根据所述第三命令，移动至第三指定位置，且智能装卸车系统将智能集装箱运送至机车处；

智能门吊系统系统根据所述第三命令，将智能集装箱放置在机车上，由机车进行转运；

中控室PC端时，智能集装箱管理系统将所述第四命令，分别传输至所述智能集装箱、智能门吊系统和智能无人车系统；

智能门吊系统和智能无人车系统根据所述第四命令，移动至第四指定位置；

智能门吊系统对所述智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；

智能无人车系统将智能集装箱运送至机车处；

智能门吊系统将智能无人车上的智能集装箱抓取，放置在机车上，由机车进行转运；

智能集装箱管理系统将机车的物流信息发送至外部的物流平台系统。

通过实施本发明实施例的方案，与现有技术相比，具有以下优点：

通过各系统与智能集装箱管理系统的互联互通，与建设管道运输工程相比，固定投入成本少，建设工期短，市场见效快；

显著提高货场集装箱运转效率，进而使整个铁路物流运输效率提升；

大幅降低贸易成本(无需LNG船、LNG码头及停泊等费用)；

显著降低货场工人工作强度，降低人工成本；

集装箱直接从货场通过智能装卸车运输，实现“门到门”服务，减少集装箱在货场的占用空间，减少集装箱运转费用。

附图说明

图1为本发明实施例的系统组成框图；

图2为本发明实施例中的一种信号流程示意图；

图3为本发明实施例中的另一种信号流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。

参考图1至图3所示，一种集装箱物流系统，包括智能装卸车系统、智能集装箱、智能平移系统、智能门吊系统、智能无人车系统、智能集装箱管理系统和人机交互装置；

所述人机交互装置用于输入用户请求，所述人机交互装置包括中控室PC端和移动APP端；

所述智能集装箱管理系统用于获取所述用户请求，并对所述用户请求进行分析判断，以得到请求类型，并根据请求类型和用户请求的不同来源，发布不同的调度命令，并将所述调度命令分别发送至智能装卸车系统、智能集装箱、智能平移系统、智能门吊系统和智能无人车系统；

所述智能无人车系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱运送至货场或机车的指定位置处；

所述智能门吊系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；将智能集装箱码放在货场的指定位置；将智能集装箱从智能装卸车系统中的智能装卸车进行抓取，放置在机车的指定位置上；

所述智能平移系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱通过导轨传输至所述智能装卸车系统的智能装卸车上；

所述智能集装箱用于根据所述调度命令，通过自身的动力系统对其集装箱本体进行升降，便于智能平移系统和智能装卸车系统的运输；

所述智能装卸车系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱运输至终端用户；将智能集装箱运送至机车处。

具体应用时，智能装卸车系统应用无人驾驶技术与智能控制技术相结合，实现在货场从机车车厢自动装载集装箱，并自动行驶、运输至设定目的地后自动卸载集装箱。其驾驶室采用无人驾驶技术和设置无线通讯控制模块，拖箱采用挂式拖箱结构，挂式拖箱安装有快速相互转接平移机构。

智能集装箱由自动化支架和LNG运输罐构成，LNG是即液化天然气(liquefiednatural gas)的缩写，LNG运输罐为标准产品，其安装、固定在自动化支架内，自动化支架能接受外部控制信息自主动作及反馈实时状态数据；其中自动化支架由支架结构本体、移动电源，液压站、控制模块，顶升油缸，伸展油缸和位置传感器组成。移动电源为液压站及控制模块提供电源，在控制模块的控制下液压站启动并通过液压胶管按需提供动力使8个伸展油缸伸展和4个顶升油缸顶升，使智能集装箱可以“站”起来，此时运输车可以倒入智能集装箱下面。当位置传感器检测到运输车位置到位后，控制模块通过控制信号驱使液压站使4个顶升油缸缩回和8个伸展油缸缩回，使智能自动化装卸LNG集装箱落在运输车托架上，此时完成智能自动化装卸LNG集装箱的自动装载功能。而需要卸载智能自动化装卸LNG集装箱时，其过程与装载过程相反，这里的运输车包括智能装卸车和智能无人车。

智能平移系统包括智能机车/轮船/汽车快速互相转接平移系统，均由电液控制系统、起升油缸、平移支架组件、摆臂组件，摆臂、摆臂油缸、拖动平移系统及控制系统组成，该平移系统集成在智能装卸货车拖箱平台上，动力取自货车底盘传动分动箱。其主要用途是在货场将智能集装箱从机车上平移至智能装卸货车拖箱平台上，实现智能集装箱从铁路运输到公路运输的快速转移。

智能门吊系统，由龙门吊、传感器及控制系统组成。其中龙门吊采用传统的龙门吊结构及电力拖动单元，传感器安装于龙门吊夹具上，用于自动与机车上的智能集装箱进行数据交换，对正位置，控制系统则接收智能集装箱管理系统的指令准确的将智能集装箱从机车上吊运至智能无人车(AGV)上。在能自动化装卸集装箱仓储区，集装箱门吊系统通过传感器与被智能无人车(AGV)卸载的智能集装箱进行数据交换，对正位置，并将智能集装箱自动码放整齐。

智能无人车系统包括港口/货场大型智能无人车系统，由地面感应网络、智能无人车(AGV)和控制系统组成。地面感应网络由大量磁铁传感器埋在路面构成，为智能无人车(AGV)的运行轨迹提供参考点。当智能无人车(AGV)接收了智能集装箱时，控制系统接收LNG智能集装箱管理系统关于智能集装箱的数据信息，该信息包括智能集装箱的质量、存储物料类别和目的地等，智能集装箱管理系统根据地面感应网络的实时反馈信息，自动计算智能无人车(AGV)的运输最佳路线，通过与控制系统3的实时数据交换，指引智能无人车(AGV)将智能集装箱运送至目标存储区。当需要将货场仓储区的智能集装箱装上机车时，港口货车大型集装箱无人车系统的实施过程与上述过程一致。

智能集装箱管理系统主要分为两部分，是集装箱智能物流安全、有序运行的关键。第一部分为机车-货车智能物流控制管理系统，主要负责智能装卸车系统、智能集装箱及智能平移系统之间的协调运作；第二部分为货场智能物流控制管理系统，主要负责智能AGV(无人车)系统、智能门吊系统及地面智能仓储系统之间的协调运作。智能集装箱管理系统能对系统内各部分模块的实时位置、运行时间、运行次数等工作状态数据进行收集，并对其进行大数据管理和分析，为管理者的运营决策提供数据支持。

人机交互装置是对智能集装箱管理系统进行实时调度、监控和应急处理的有效手段，该界面包括中央控制台的监控单元和移动端监控单元。

进一步地，所述请求类型包括货场转运类型和集装箱转运类型，所述货场转运类型时包括储仓转运类型和配送转运类型。

进一步地，所述指定位置包括指定的货场位置、指定的机车位置、指定的智能集装箱位置和终端用户位置中的一个或多个。

进一步地，所述调度命令包括储仓转运类型时发布的第一命令，配送转运类型时发布的第二命令，用户请求来源移动APP端时发布的第三命令和用户请求来源中控室PC端时发布的第四命令。

进一步地，所述第一命令、第二命令、第三命令和第四命令均包括待转运智能集装箱的数据信息、存储位置、码放位置、路线信息和各执行设备的编号。

本发明还提供了一种应用于上述物流系统的控制方法，所述方法包括：

智能集装箱管理系统获取客户端的用户请求，并对所述用户请求进行分析判断，以得到请求类型，所述请求类型包括货场转运类型和集装箱转运类型，所述客户端包括中控室PC端和移动APP端；

货场转运类型时，智能集装箱管理系统获取待转运的智能集装箱的状态信息，并对所述状态信息进行处理，以得到装卸命令，所述装卸命令包括储仓命令和配送命令；

储仓命令时，智能集装箱管理系统发布第一命令，并分别传输至所述智能集装箱、智能门吊系统和智能无人车系统；

智能门吊系统和智能无人车系统根据所述第一命令，移动至第一指定位置；

智能门吊系统将所述智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；

智能无人车系统根据所述第一命令，将其运送至货场的指定位置，并通过智能门吊系统进行抓取、码放；

配送命令时，智能集装箱管理系统发布第二命令，并分别传输至所述智能装卸车系统、智能集装箱和智能平移系统；

所述智能装卸车系统和智能平移系统根据所述第二命令，移动至第二指定位置；

智能平移系统根据所述第二命令，将智能集装箱通过导轨传输至所述智能装卸车系统的智能装卸车上；

所述智能装卸车系统根据所述第二命令中的物流数据信息，将智能集装箱运输至终端用户。

进一步地，集装箱转运类型时，智能集装箱管理系统根据所述用户请求的不同来源和待转运的智能集装箱的状态信息进行处理，所述用户请求为移动APP端时，发布第三命令，所述用户请求为中控室PC端时，发布第四命令；

移动APP端时，智能集装箱管理系统将所述第三命令，分别传输至所述智能装卸车系统、智能集装箱和智能门吊系统系统；

智能装卸车系统和智能门吊系统系统根据所述第三命令，移动至第三指定位置，且智能装卸车系统将智能集装箱运送至机车处；

智能门吊系统系统根据所述第三命令，将智能集装箱放置在机车上，由机车进行转运；

中控室PC端时，智能集装箱管理系统将所述第四命令，分别传输至所述智能集装箱、智能门吊系统和智能无人车系统；

智能门吊系统和智能无人车系统根据所述第四命令，移动至第四指定位置；

智能门吊系统对所述智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；

智能无人车系统将智能集装箱运送至机车处；

智能门吊系统将智能无人车上的智能集装箱抓取，放置在机车上，由机车进行转运；

智能集装箱管理系统将机车的物流信息发送至外部的物流平台系统。

其中，涉及的第一、第二、第三和第四指定位置，包括指定的货场位置、指定的机车位置、指定的智能集装箱位置和终端用户位置中的一个或多个。

本发明实施例通过各系统与智能集装箱管理系统的互联互通，与建设管道运输工程相比，固定投入成本少，建设工期短，市场见效快；显著提高货场集装箱运转效率，进而使整个铁路物流运输效率提升；大幅降低贸易成本(无需LNG船、LNG码头及停泊等费用)；显著降低货场工人工作强度，降低人工成本；集装箱直接从货场通过智能装卸车运输，实现“门到门”服务，减少集装箱在货场的占用空间，减少集装箱运转费用。

应用时，可将本发明应用于冷藏集装箱及特种危化品集装箱的转运中，将现有技术中其未涉及集装箱在机车上的运输进行了弥补，实现在机车货场转运时，实现集装箱的自动化转运。

最后需要说明的是，上述描述为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种集装箱物流系统，其特征在于，包括智能装卸车系统、智能集装箱、智能平移系统、智能门吊系统、智能无人车系统、智能集装箱管理系统和人机交互装置；

所述人机交互装置用于输入用户请求，所述人机交互装置包括中控室PC端和移动APP端；

所述智能集装箱管理系统用于获取所述用户请求，并对所述用户请求进行分析判断，以得到请求类型，并根据请求类型和用户请求的不同来源，发布不同的调度命令，并将所述调度命令分别发送至智能装卸车系统、智能集装箱、智能平移系统、智能门吊系统和智能无人车系统；

所述智能无人车系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱运送至货场或机车的指定位置处；

所述智能门吊系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；将智能集装箱码放在货场的指定位置；将智能集装箱从智能装卸车系统中的智能装卸车进行抓取，放置在机车的指定位置上；

所述智能平移系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱通过导轨传输至所述智能装卸车系统的智能装卸车上；

所述智能集装箱用于根据所述调度命令，通过自身的动力系统对其集装箱本体进行升降，便于智能平移系统和智能装卸车系统的运输；

所述智能装卸车系统用于根据所述调度命令，移动至指定位置；将智能集装箱运输至终端用户；将智能集装箱运送至机车处。

2.根据权利要求1所述的一种集装箱物流系统，其特征在于，所述请求类型包括货场转运类型和集装箱转运类型，所述货场转运类型时包括储仓转运类型和配送转运类型。

3.根据权利要求2所述的一种集装箱物流系统，其特征在于，所述指定位置包括指定的货场位置、指定的机车位置、指定的智能集装箱位置和终端用户位置中的一个或多个。

4.根据权利要求3所述的一种集装箱物流系统，其特征在于，所述调度命令包括储仓转运类型时发布的第一命令，配送转运类型时发布的第二命令，用户请求来源移动APP端时发布的第三命令和用户请求来源中控室PC端时发布的第四命令。

5.根据权利要求4所述的一种集装箱物流系统，其特征在于，所述第一命令、第二命令、第三命令和第四命令均包括待转运智能集装箱的数据信息、存储位置、码放位置、路线信息和各执行设备的编号。

6.一种集装箱物流系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求5中所述的一种集装箱物流系统，所述方法包括：

智能集装箱管理系统获取客户端的用户请求，并对所述用户请求进行分析判断，以得到请求类型，所述请求类型包括货场转运类型和集装箱转运类型，所述客户端包括中控室PC端和移动APP端；

货场转运类型时，智能集装箱管理系统获取待转运的智能集装箱的状态信息，并对所述状态信息进行处理，以得到装卸命令，所述装卸命令包括储仓命令和配送命令；

储仓命令时，智能集装箱管理系统发布第一命令，并分别传输至所述智能集装箱、智能门吊系统和智能无人车系统；

智能门吊系统和智能无人车系统根据所述第一命令，移动至第一指定位置；

智能门吊系统将所述智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；

智能无人车系统根据所述第一命令，将其运送至货场的指定位置，并通过智能门吊系统进行抓取、码放；

配送命令时，智能集装箱管理系统发布第二命令，并分别传输至所述智能装卸车系统、智能集装箱和智能平移系统；

所述智能装卸车系统和智能平移系统根据所述第二命令，移动至第二指定位置；

智能平移系统根据所述第二命令，将智能集装箱通过导轨传输至所述智能装卸车系统的智能装卸车上；

所述智能装卸车系统根据所述第二命令中的物流数据信息，将智能集装箱运输至终端用户。

7.根据权利要求6所述的一种集装箱物流系统的控制方法，其特征在于，集装箱转运类型时，智能集装箱管理系统根据所述用户请求的不同来源和待转运的智能集装箱的状态信息进行处理，所述用户请求为移动APP端时，发布第三命令，所述用户请求为中控室PC端时，发布第四命令；

移动APP端时，智能集装箱管理系统将所述第三命令，分别传输至所述智能装卸车系统、智能集装箱和智能门吊系统系统；

智能装卸车系统和智能门吊系统系统根据所述第三命令，移动至第三指定位置，且智能装卸车系统将智能集装箱运送至机车处；

智能门吊系统系统根据所述第三命令，将智能集装箱放置在机车上，由机车进行转运；

中控室PC端时，智能集装箱管理系统将所述第四命令，分别传输至所述智能集装箱、智能门吊系统和智能无人车系统；

智能门吊系统和智能无人车系统根据所述第四命令，移动至第四指定位置；

智能门吊系统对所述智能集装箱进行抓取，并放置在所述智能无人车系统中的智能无人车上；

智能无人车系统将智能集装箱运送至机车处；

智能门吊系统将智能无人车上的智能集装箱抓取，放置在机车上，由机车进行转运；

智能集装箱管理系统将机车的物流信息发送至外部的物流平台系统。