ＧＰＳ技術在集裝箱碼頭的應用

王　彤

0引言

隨著國際航運市場競爭日益激烈，遠洋集裝箱船舶日趨大型化，對集裝箱碼頭裝卸技術的要求也越來越高。當前全球正經歷百年不遇的金融危機，國際航運市場進入萎縮期，港口企業應該以此為機遇，從技術和管理創新上增強企業核心競爭力。

1RTG作業中存在的問題

目前國內集裝箱碼頭較多使用龍門起重機（RTG）。

RTG的作業高度由早先的“堆三過四”和“堆四過五”發展到“堆五過六”和“堆六過七”，起升速度由15~/min提高到20~/min，吊具下起升重量從增加到，作業能力顯著提升，但由于其自身機械結構的限制，一直存在如下問題難以解決。

1.1無法探測堆場吊具的實時位置

RTG沒有探測吊具位置的裝置，司機作業時，需要手工輸入集裝箱位置，影響裝卸效率，有時，由于場位地標的磨損或污損，司機會因為看不清場位號而裝錯箱或卸錯位。

1.2不具備防碰撞功能

在碼頭作業繁忙時，常常需要幾臺RTG近距離工作，在這個過程中，要防止RTG相互碰撞只能依靠司機加強注意，在司機勞累過度或麻痹大意時很容易造成機械和人員傷害。此外，RTG吊具起升高度無法自動控制，一旦刮碰周圍的集裝箱，很可能造成嚴重損失。

1.3無法自動糾偏

RTG沒有固定的運行軌道，如果行駛時輪壓不對稱，就很容易偏離跑道，司機必須不斷調整方向以糾正偏差，作業難度因此加大，裝卸效率隨之降低。此外，當作業堆箱層數增加時，集裝箱可能阻擋司機的視線，特別是雨霧雪天和黃昏無燈照時操作更加困難。

1.4難以準確定位作業箱

由于無法監控RTG的吊具位置，不能檢查實際作業與系統指令的箱位是否相符，誤操作難以避免。

2集裝箱碼頭應用GPS輔助RTG作業

近幾年，全球定位技術（GPS）發展迅速，已在許多領域得到廣泛使用。

如何既保證RTG運行穩定、安全可靠，又準確定位集裝箱?GPS精確定位技術是一種較為理想的解決方案。

2.1運用GPS偵測箱位

箱位偵測系統（Position Detecting System，PDS）可以探測RTG吊具相對于場地的精確三維立體坐標并將坐標數據換算為集裝箱生產管理系統的箱位代碼，與指令進行核對。

2.2防止機械碰撞

當幾臺RTG同時近距離作業時，GPS可通過偵測各自場位計算出彼此間距，如果兩車間距接近設定的安全距離，RTG發出聲光警報；如果兩車間距小于安全距離，RTG自動減速停車，避免相撞。

2.3提高RTG行駛準確性

GPS輔助RTG沿著跑道基準線行駛，使其如同RMG一樣安全穩定。自動糾偏系統能根據采集的數據進行輪壓和方向的微調，保證行駛穩定，司機不必耗費時間低頭目測進行手動糾偏，勞動強度大大降低。

2.4避免吊箱誤操作

RTG通過PDS獲取吊具的實時三維立體坐標，再換算為系統箱位代碼，如果吊具不在作業指令描述的箱位，司機不能開閉鎖進行提放箱，這能解決因RTG沒有位置監控裝置而造成的提錯箱和放錯位的問題。

3集裝箱生產管理系統與GPS的結合

GPS技術不但能強化集裝箱RTG的安全運行和自動控制，而且能完善集裝箱生產管理系統的自動化管理功能。

3.1裝卸作業指令的自動選擇

以前，RTG司機必須肉眼觀測需要作業的集裝箱，然后選定系統作業指令，在裝卸完成后，還需要手動確認；司機不僅要操作機械吊箱，還要觀察箱號、車號、場位等，在雨霧雪天氣中很容易發生裝卸錯誤。PDS能隨時探測吊具的位置，將其換算成箱位代碼傳送至集裝箱生產管理系統，系統據此查出所在場位的作業指令，幫助RTG司機選定待作業指令。如果當時場位有多個待作業指令，生產管理系統能按場地作業規則作出選擇。卸箱入場的規則是先遠后近（距集卡車道）、先低后高；裝箱出場反之。如果RTG在行駛過程中，那就要等PDS確定其位置后，系統才選定作業指令，否則，系統不會響應。

3.2裝卸作業指令的自動確認

以前，RTG司機在裝卸集裝箱時，只能通過對講機獲得中控調度室的作業指令，包括船名、航次、車號、箱號和場位等。隨著無線網絡的推廣，RTG的無線終端（Radio Data Terminal，RDT）可以顯示中控員分配的裝卸箱計劃，在實際作業完成后，再將數據傳回中控室，達到RTG及調度室雙方系統作業指令的無線傳輸和交互確認。隨著吊具的開閉鎖，集裝箱生產管理系統相應的指令也自動確認完成。司機只需專心操縱機械，無須點擊終端。

3.3吊具位置的實時預測

以前，為了保證作業準確性，RTG司機都是裝卸完集裝箱后才確認指令。如果他們事后點錯指令或忘記確認指令，那么中控室監控會顯示錯誤的堆存信息，誤導調度員，并且影響以后的提箱和裝船作業，增加不必要的翻搗。有了GPS的支持以后，其PDS系統隨時偵測吊具所在的行、列、高，與集裝箱生產管理系統作業指令的場位核對一致，才能開閉吊具的轉鎖，完成裝卸工作。

3.4調度監控界面的實時顯示

以前，中控室調度員通過集裝箱生產管理系統監控界面得到的RTG位置，其實是RTG司機登錄無線終端確認集裝箱裝卸指令后傳回系統的指令位置，不一定能準確地反映RTG的實際位置。利用PDS，能實時獲得RTG二維坐標，換算成場位代碼傳回集裝箱生產管理系統，調度員就能對場地所有作業機械進行統籌管理和科學分配，調用最近的空閑機械，減少空車行駛，降低生產成本。

綜上所述，GPS精確定位技術成功應用于集裝箱碼頭的裝卸作業過程后，不僅使機械作業更加安全、穩定和高效，促進集裝箱自動化裝卸的發展，而且提高集裝箱生產管理系統監控和管理的準確性，完善碼頭生產體系，提高服務水平和市場競爭力，提升企業形象。

參考文獻：

[1] 李明峰,馮寶紅,劉三枝. GPS定位技術及其應用. 北京: 國防工業出版社,2006.

[2] 楊茅甄. 國際集裝箱港口管理實務. 上海: 上海人民出版社,2007.

[3] 李谷音. 港口起重機械. 北京:人民交通出版社,2007.

（編輯：吳磊明收稿日期：2009-01-24）