TW201409402A - 貨櫃場作業自動化架構 - Google Patents

Abstract

一種使用被動式UHF RFID卡與Kiosk驅動貨櫃場貨櫃裝卸自動化作業架構，其用於碼頭管制站車道自動化與貨櫃場裝卸作業自動化；自動化車道含車輛感知器、貨櫃感知器、OCR車牌號碼或貨櫃號碼辨識、Kiosk與UHF RFID讀取器，拖車進入自動化車道，由Kiosk以IVR語音導引拖車司機操作，並向TOS詢問後，自動吐出可識別車牌號碼之「被動式UHF RFID卡」與標明裝卸儲位之「吊櫃單」，拖車憑卡或單開進貨櫃場作業；拖車至櫃場，指定貨櫃儲區感應被動式UHF RFID卡，進行ARMG自動化裝卸作業；裝卸貨櫃完畢，至管制站出口自動化車道，由出站車道Kiosk以語音導引司機操作回收RFID卡片並印出單據。

Description

貨櫃場作業自動化架構

本發明係為於貨櫃場自動化架構，依台灣之貨櫃碼頭作業環境以及海關需求，係用被動式UHF RFID長距離感應技術以及首創係適用於碼頭之Kiosk操作功能設計，配合貨櫃場ARMG作業需求，以達成貨櫃場自動化作業之目標。

習知使用RFID技術，在565802專利技術中有提及將無線射頻讀取器安裝於車內，係用以追蹤車外貼有無線射頻標籤之物件，並設計讀取功率，以追蹤單一物件，該技術主要係以行進車輛來追蹤之物件，而非針對車輛之通行進行引導，且該專利並無描述如何進行櫃場作業之程序。

專利號M388706主要係陳述停車場之應用，其係以自動指派車位方式或識別固定車位，顯示取車位置與路徑，接著由LED導引路徑停車，在繳費之時透過自動繳費機收取費用後自動顯示在螢幕上汽車停車位置、樓層以及路徑，或以LED燈引導駕駛人取車，本發明應用於櫃場之作業方式以及流程之不同。

專利號M383256只陳述一種RFID驅動全自動語音播放導覽裝置，其適用於搭配至少一個安裝於一項展覽品並可發射一無線射頻訊號之電子標籤使用，該處理單元接收來自展覽品附近之該電子標籤所發射之無線射頻訊號，並能夠自動播放相對應該展覽品之語音內容，而達到自動語音播放導覽之效果，其應用方式以及裝置之功能與本發明應用於櫃場之作業方式以及流程皆不同。

本案發明人鑑於上述習用方式皆非適用於貨櫃碼頭或櫃場作業，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究 驗證後，終於成功研發完成本件貨櫃場作業自動化架構。

達成上述發明目的之貨櫃場作業自動化架構係包含車道上之OCR(Optical Character Recognition，光學影像字元辨識)系統、Kiosk(自動櫃員機)與櫃場內之被動式UHF(Ultra High Frequency，超高頻)RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻標籤)卡、讀取器、天線以及LED燈號等組成；當拖車進入管制站自動化車道時，經由該OCR辨識出車號以及貨櫃號碼後，辨識資料會送給該Kiosk，該Kiosk利用IVR(Interactive Voice Response，互動式語音系統)主動詢問拖車司機車牌號碼是否正確，然後要求司機掃描相關交/領櫃單條碼以及身分證條碼；該Kiosk取得相關資料後即可詢問櫃場作業架構，取得貨櫃儲位，將車號以及工作指令寫入該被動式UHF RFID卡，並印出有貨櫃儲位之吊櫃單。

拖車司機持該被動式UHF RFID卡開進櫃場後，依照路標指示開至儲區報到處由該UHF RFID讀取器感應該被動式UHF RFID卡，感應後系統會詢問TOS(Terminal Operation System，櫃場作業系統)該拖車報到之儲區是否正確，正確則LED亮綠燈，並將工作排入工作佇列；錯誤則亮紅燈請司機駛離；拖車開至指定之作業位置，該儲區之ARMG(Auto Rail Mounted Gantry，自動化軌道門式裝卸機)欲執行該工作指令裝卸貨櫃前，系統需再次感應該拖車之該被動式UHF RFID卡確認該拖車以及該ARMG之工作指令相符合。

拖車載運貨櫃出站時亦利用該OCR以及該Kiosk IVR流程導引拖車司機出站時回收RFID卡，該Kiosk讀取RFID之工作指令，詢問該TOS並比對櫃號與工作指令無誤後，該Kiosk列印該貨櫃出站單據；拖車空板出站時，亦需回收該 RFID卡，柵欄機才會開啟放行。

一種貨櫃場作業自動化架構，其中係包括：管制站自動化入口車道，係設有感應器以及語音導引設備Kiosk，以導引拖車進站免下車作業；感應自動化櫃場，其包含有櫃場儲區感應拖車到達設備以及貨櫃裝卸之自動化設備；以及管制站自動化出口車道，其包含有感應器以及語音導引自助式操作設備，以達到出站作業自動化。

其中該管制站自動化入口車道，係包含有拖車感應器、貨櫃感應器、OCR以及Kiosk，該Kiosk係具有互動式語音導引，以確認拖車車號以及掃描交領櫃單據之一維條碼以及身分證之一維條碼，該管制站自動化入口車道，係由該Kiosk自動產生櫃場吊櫃單以及被動式UHF RFID卡，該感應自動化櫃場設備，係設有櫃場RFID報到處以及ARMG作業區，該櫃場RFID報到處，係包含該被動式UHF RFID卡、UHF RFID讀取器、UHF RFID天線以及RFID LED，該櫃場RFID報到處，將以該UHF RFID天線讀取拖車上之該被動式UHF RFID卡，並將卡片內容傳送至後端TOS，比對是否該RFID LED應顯示綠燈放行或顯示紅燈禁入，該ARMG作業區，其包含該ARMG、該被動式UHF RFID卡、該UHF RFID讀取器、該UHF RFID天線以及該RFID LED，該ARMG作業區，將以該UHF RFID讀取器經由該UHF RFID天線讀取拖車上之該被動式UHF RFID卡內容，並依規定顯示燈號後作業，該管制站自動化出口車道，其組成包含該拖車感應器、該貨櫃感應器、該OCR以及該Kiosk組成，該管制站自動化出口車道，係由該Kiosk回收該被動式UHF RFID卡以及自動印出貨櫃出站單據。

本發明所提供之使用管制站自動化車道與被動式UHF RFID系統，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.本發明提供司機於管制站自動化車道與櫃場作業區免下車之系統，符合勞工安全規定亦減少拖車滯留櫃場的時間(Turn Round Time)。

2.本發明之管制站車道係包含車輛感知器、貨櫃感知器、OCR與Kiosk組成，當拖車進入車道時，以各項設備之功能取得「人」、「車」與「櫃」之資訊，提供Kiosk進行IVR導引司機操作後，自動出卡/收卡與出單據，提升拖車於自動化車道之作業效率。

3.本發明可提供智慧型Kiosk，IVR導引司機操作時會根據車牌號碼、有無貨櫃、貨櫃號碼與拖車板架長短，進行不同的IVR流程，減少拖車司機於自動化車道之滯留時間。

4.本發明櫃場RFID感應驅動ARMG裝卸方式，包括儲區報到處之RFID感應與ARMG側邊之RFID感應再確認。

請參閱圖一所示係為本發明使用之管制站自動化車道架構圖，其係由自動化車道100、拖車101、車輛感知器102、貨櫃感知器103、車牌攝影機104、貨櫃前照攝影機105、貨櫃頂照攝影機106、貨櫃後照攝影機107、地磅108、Kiosk 109與柵欄機110組成。

該拖車101進入該自動化車道100時，需先通過OCR區，該拖車101經該車輛感知器102時，觸動該車牌攝影機104取車牌相片並識別出車號；該拖車101繼續前進，經該貨櫃感知器103時，會陸續觸發該前照攝影機105取貨櫃前照，該貨櫃頂照攝影機106取貨櫃前頂照以及後頂照，該貨櫃後 照攝影機107取貨櫃後照，該OCR經由這些照片分別解析貨櫃號碼亦識別出拖車板架之長短；該拖車101經過該OCR區繼續往前開至該地磅108以及該Kiosk 109前停車；此時該OCR識別之車牌號碼、貨櫃號碼以及拖車板架長短，已經透過網路送至Kiosk；該Kiosk根據該OCR提供是否載運貨櫃之資訊，以IVR導引拖車司機確認車號及操作掃描交/領櫃單條碼與身分證條碼，並根據TOS回報之儲位與地磅資料列印吊櫃單與寫入被動式UHF RFID卡後該柵欄機110開啟，司機取出卡片與吊櫃單後將拖車開進櫃場；拖車進入管制站車道之流程圖如圖五所示，粗線係為系統動作，細線係為司機動作以及中線係為語音，Kiosk偵測器偵測到拖車進入進站車道501時根據貨櫃偵測器判斷該拖車是否載櫃502，有載櫃時IVR會先引導司機掃描交櫃單據(三聯單或交櫃移櫃單)上之一維條碼503；司機作業504結束後，IVR接著問司機是否領櫃505，Kiosk以IVR引導司機掃描領櫃單據506，最後請司機掃描身分證條碼507，結束司機之交領櫃操作後，Kiosk將相關資料送至後端向TOS詢問工作儲位509，TOS回覆該車次資料是否有誤510，無誤時Kiosk即會印出吊櫃單與寫入RFID卡511並以IVR引導司機抽取單據與卡片512，此時Kisok會開啟柵欄513讓拖車進場作業514，如果TOS回覆錯誤，則只印含錯誤內容之吊櫃單515，以IVR請司機抽取單據至人工窗口憑辦516，此時Kiosk亦啟動柵欄機517，讓拖車開至人工窗口518續辦。

請參閱圖二所示係為本發明使用之櫃場相關設備位置圖，其係由海港車專用車道201、外車專用車道202、海港車報到處203、外車報到處204、ARMG海港車感應側205、ARMG外車感應側206、海港車207、外車208、海港車UHF RFID卡209與外車UHF RFID卡210所組成；海港車207是指負責 船邊以及儲區216間裝卸貨櫃之拖車，該拖車僅於櫃場內作業不經過管制站車道，故海港車207是配發事先寫入拖車代號(如YT025)之被動式UHF RFID卡片209做為識別；而外車208是指受貨主或報關行委託，經管制站車道作業程序進入櫃場送交貨櫃或提領貨櫃之拖車，其外車卡是由Kiosk配發；每一儲區216有分海港車207與外車208之專用作業車道，故海港車報到處203與外車報到處204各位於專用車道海港車專用車道201與外車專用車道202之最前端；拖車於櫃場內，需依圖二櫃場設備位置圖所示之動線行駛，並根據工作指令(外車係列印於吊櫃單；海港車係由TOS傳送至配發給司機之3G手機)之貨櫃儲位，依櫃場動線開至儲區報到處報到；報到時拖車司機需以海港車卡209或外車卡210感應，然後開至該儲區指定裝卸位置等候作業；ARMG開始作業前位於ARMG海港車感應側205或ARMG外車感應側206之RFID讀取器301會接受TOS指令再做確認拖車之動作。

圖三所示為本發明使用之儲區216報到處之立桿相關設備位置圖，其係由RFID讀取器301、UHF RFID天線302與RFID LED 303組成；報到處作業流程為報到處之RFID讀取器301透過UHF RFID天線302感應到海港車卡209或外車卡210後，立即經由網路向後端TOS查詢該拖車是否應於此區報到，正確時RFID LED 303亮綠燈，否則亮紅燈，其詳細流程如圖六所示，報到處之RFID Reader感應到UHF RFID卡601，判斷是否為櫃場發之有效卡602，不是則記錄為Error Code：951並亮紅燈611，若為有效卡則判斷車別603，是海車之卡號則判斷是否感應位置是儲區海車側604，不是則亮紅燈608，否則即送至Server Program處理605，TOS判斷為工作佇列中有之海港車代號606，則亮綠燈607，否則亮紅燈609，系統異常時610記錄為Error Code：952存查；若為外車卡之卡 號則判斷是否感應位置是儲區外車側612，不是則亮紅燈617，否則判斷是否含儲區工作指令613，有即送至Server Program處理614，TOS判斷為工作佇列中有且工作順序正確之車牌號碼615，則亮綠燈616，否則亮紅燈618，系統異常時610記錄為Error Code：952存查；感應成功後TOS即會將該拖車之裝櫃或卸櫃工作指令排入該作業儲區之工作佇列。

圖四所示為本發明使用之ARMG相關設備位置圖，其係由RFID讀取器301、UHF RFID天線302與RFID LED 303組成；TOS欲驅動ARMG執行該工作指令時，ARMG裝卸機具401會再做一次確認，要求ARMG RFID讀取器301感應該拖車之海港車卡209或外車卡210；拖車司機持RFID卡感應，RFID讀取器301藉由RFID天線302感應確認，若資料符合則RFID LED 303亮綠燈，其詳細流程如圖七所示，TOS欲於某儲區裝卸該貨櫃之工作指令時會先要求該儲區之Reader感應UHF RFID卡701確認該拖車已就位，Reader感應到RFID卡702後，判斷是否為有效卡片703，無效則亮紅燈712，有效卡則將資料送給RFID Server處理704，並於ARMG處亮綠燈705讓司機知道已經感應到RFID卡了，TOS收到該儲區RFID卡號後視需要送Server Query 706，系統異常時710記錄Error Code：955，未送Server Query則清除RFID卡資料表713，有則繼續感應RFID卡707，感應到卡片時708判斷與前一次感應到之卡片相同就回報Server 709，不同卡片時則更新RFID卡資料表714再回報Server，若一直感應不到卡片711則記錄Error Code：954；待裝卸作業完畢即可進行下一個工作指令，拖車每次最多可執行四個工作指令，即卸兩個20呎短櫃與裝兩個20呎短櫃。

海港車207於儲區作業完成後，將回到船邊繼續等待下一工作指令；而外車208待工作指令皆完成後，即可開回管 制站進行出站作業，參照圖八之作業流程，Kiosk偵測器偵測到拖車進入出站車道801時，以IVR請司機插入RFID卡802，司機將卡片插入Kiosk803後，Kiosk比對該車道OCR送過來之車牌與RFID卡裡面之車牌號碼相同，且貨櫃號碼可辨識時會將資料送交AGS程式處理805，若車牌不同或櫃號無法識別，則以IVR請司機按對講機808請值班室處理，值班室人員處理完809請司機按Kiosk上確認鍵810送交AGS程式繼續處理；若TOS回覆錯誤時，Kiosk會將資料正確之貨櫃印出完整單據，資料錯誤之貨櫃將錯誤訊息印於單據上811，然後以IVR請司機抽取單據交由保全處理812，Gate保全人員會進行後續作業；Kiosk判斷是無載櫃之空板車806時，以IVR通知司機作業完成814，並啟動柵欄機818，結束作業819；若不是空板車會等AGS程式詢問TOS完畢807，然後作業正常結束時IVR會提醒正印出該貨櫃之單據中815，Kiosk啟動印表機列印單據完成816，IVR會提醒司機將單據交給保全蓋章817，此時Kiosk會啟動柵欄機818，結束作業819；其粗線係為系統動作，細線係為司機動作以及中線係為語音，出站車道行經OCR區後依Kiosk之IVR導引操作，司機將外車卡210插入Kiosk 109回收卡槽，Kiosk 109將資料送TOS Check工作指令是否皆完成，若無領櫃則直接放行出站；若有載運貨櫃則自動列印貨櫃運送單(CCR)與貨櫃交接單(EIR)。

100‧‧‧自動化車道

101‧‧‧拖車

102‧‧‧車輛感知器

103‧‧‧貨櫃感知器

104‧‧‧車牌攝影機

105‧‧‧前照攝影機

106‧‧‧頂照攝影機

107‧‧‧後照攝影機

108‧‧‧地磅

109‧‧‧Kiosk

110‧‧‧柵欄機

201‧‧‧海港車專用車道

202‧‧‧外車專用車道

203‧‧‧海港車報到處

204‧‧‧外車報到處

205‧‧‧ARMG海港車裝卸作業區

206‧‧‧ARMG外車裝卸作業區

207‧‧‧海港車

208‧‧‧外車

209‧‧‧海港車被動式UHF RFID卡

210‧‧‧外車被動式UHF RFID卡

211‧‧‧報到處RFID感應設備

212‧‧‧報到處立桿

213‧‧‧RFID感應設備ARMG RFID感應設備

214‧‧‧海港車動線

215‧‧‧外車動線

216‧‧‧儲區

301‧‧‧RFID讀取器

302‧‧‧RFID天線

303‧‧‧RFID LED燈

304‧‧‧儲區報到處立桿

400‧‧‧ARMG起重機

401‧‧‧ARMG裝卸機具

501-518‧‧‧管制站自動化車道進站Kiosk流程

601-618‧‧‧儲區報到處RFID流程

701-714‧‧‧櫃場ARMG RFID流程

801-819‧‧‧管制站自動化車道出站Kiosk流程

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：圖一係為貨櫃場作業自動化架構之管制站自動化車道架 構圖；圖二係為貨櫃場作業自動化架構之櫃場相關設備位置圖；圖三係為貨櫃場作業自動化架構之櫃場儲區報到處立桿相關設備位置圖；圖四係為貨櫃場作業自動化架構之ARMG RFID設備位置圖；圖五係為貨櫃場作業自動化架構之管制站自動化車道進站Kiosk流程圖；圖六係為貨櫃場作業自動化架構之儲區報到處RFID流程圖；圖七係為貨櫃場作業自動化架構之櫃場ARMG RFID流程；以及圖八係為貨櫃場作業自動化架構之管制站自動化車道出站Kiosk流程圖。

100‧‧‧自動化車道

101‧‧‧拖車

102‧‧‧車輛感知器

103‧‧‧貨櫃感知器

104‧‧‧車牌攝影機

105‧‧‧前照攝影機

106‧‧‧頂照攝影機

107‧‧‧後照攝影機

108‧‧‧地磅

109‧‧‧Kiosk

110‧‧‧柵欄機

Claims (11)

1. 一種貨櫃場作業自動化架構，其中係包括：管制站自動化入口車道，係設有感應器以及語音導引設備Kiosk，以導引拖車進站免下車作業；感應自動化櫃場，其包含有櫃場儲區感應拖車到達設備以及貨櫃裝卸之自動化設備；以及管制站自動化出口車道，其包含有感應器以及語音導引自助式操作設備，以達到出站作業自動化。
2. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該管制站自動化入口車道，其包含有拖車感應器、貨櫃感應器、OCR以及Kiosk。
3. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中之該Kiosk係具有互動式語音導引，以確認拖車車號以及掃描交領櫃單據之一維條碼以及身分證之一維條碼。
4. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該管制站自動化入口車道，係由該Kiosk自動產生櫃場吊櫃單以及被動式UHF RFID卡。
5. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該感應自動化櫃場設備，係設有櫃場RFID報到處以及ARMG作業區。
6. 如申請專利範圍第5項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該櫃場RFID報到處，係包含該被動式UHF RFID卡、UHF RFID讀取器、UHF RFID天線以及RFID LED。
7. 如申請專利範圍第5項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該櫃場RFID報到處，將以該UHF RFID天線讀取拖車 上之該被動式UHF RFID卡，並將卡片內容傳送至後端TOS，比對是否該RFID LED應顯示綠燈放行或顯示紅燈禁入。
8. 如申請專利範圍第5項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該ARMG作業區，其包含該ARMG、該被動式UHF RFID卡、該UHF RFID讀取器、該UHF RFID天線以及該RFID LED。
9. 如申請專利範圍第8項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該ARMG作業區，將以該UHF RFID讀取器經由該UHF RFID天線讀取拖車上之該被動式UHF RFID卡內容，並依規定顯示燈號後作業。
10. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該管制站自動化出口車道，其組成包含該拖車感應器、該貨櫃感應器、該OCR以及該Kiosk組成。
11. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃場作業自動化架構，其中該管制站自動化出口車道，係由該Kiosk回收該被動式UHF RFID卡以及自動印出貨櫃出站單據。