滾裝船智能汽車理貨信息系統監測方法

張若夢等

摘 要：本文論述滾裝船裝卸汽車理貨信息系統監測方法研究成果的主要內容、實施方法及步驟，闡述了滾裝船理貨信息監測系統結構、硬件系統組成、通信方式的實現方法，建立了滾裝船舶汽車理貨一系列的數學模型，借助C#編程實現了算法軟件化，構建了智能圖形化理貨信息系統，利用計算機系統實現滾裝船裝卸汽車智能理貨信息圖形化，自動生成滾裝船總積載圖和分艙積載圖，實現了港口、海關、商檢、船代、貨代、汽車運輸客戶端等汽車物流供應鏈實體之間的信息共享與交換等功能，商品汽車物流滾裝船全球衛星定位與車損照片自動檢索等多項實用功能。

關鍵詞：水路運輸 智能汽車理貨 圖形化信息技術 信息系統監測方法 滾裝船舶 自動生成船舶積載圖

港口傳統的滾裝汽車船舶卸船理貨流程中，主要依靠人工清點數量，對汽車的車架號進行手工抄錄，并貼上一個號碼標簽來表示已理貨，時常出現錯卸或漏清點等情況。裝船理貨主要依靠人工抄寫記錄位置，滾裝汽車船舶的裝船積載圖均需由手工制作（見圖1），很容易出現混裝錯裝等情況，直接導致積載錯誤；其理貨方式未能實現滾裝船汽車理貨信息聯網和數據共享，不能完成汽車物流信息的實時采集和追蹤；由于均為手工理貨作業，勞動強度大、作業時間就長，嚴重影響滾裝船和商品汽車物流運轉效率，大大增加了物流成本。

本研究是要通過研發一種滾裝船裝卸汽車理貨信息監測系統及其監測方法，利用計算機系統實現滾裝船裝卸汽車智能圖形化理貨，自動生成滾裝船總積載圖和分艙積載圖；實現航運公司、汽車生產商、港口、海關、商檢、船代、貨代、汽車客戶端等汽車物流供應鏈實體之間的信息共享與交換等功能。滾裝船裝卸汽車理貨信息監測系統實現方式

1、滾裝船裝卸汽車理貨信息監測系統主要設備

主要硬件設備包括：企業網關、數據服務器、圖片儲存服務器、Web Service業務服務器、PDA手持理貨終端、滾裝船理貨終端計算機、理貨監測中心終端計算機等。

2、滾裝船裝卸汽車理貨信息監測系統主要通信方式

PDA手持理貨終端均通過無線網經企業網關連接Web Service業務服務器，和數據服務器與圖片儲存服務器通信；滾裝船理貨終端計算機通過無線網經企業網關連接Web Service業務服務器，和數據服務器與圖片儲存服務器通信；理貨監測中心終端計算機通過以太網連接Web Service業務服務器，和數據服務器與圖片儲存服務器通信。

3、滾裝船裝卸汽車理貨信息監測系統實現方式

滾裝船裝卸汽車理貨信息監測系統（見圖2），其特征在于：

企業網關，接入以太網、無線網、海關和港口專用局域網、因特網，提供企業網站服務器、Web Service業務服務器和API接口服務器訪問網絡服務。

企業網站服務器，接入以太網并通過企業網關接入因特網，處理代理、貨主、船公司等企業客戶實時查詢當前理貨業務信息。

API接口服務器，接入以太網并通過企業網關接入海關和港口專用局域網，處理海關、港口等系統的業務信息。

Web Service業務服務器，接入以太網，處理各終端請求的業務邏輯，與數據服務器通信，在數據服務器的數據庫中讀取和儲存相應的數據，并與圖片儲存服務器通信，在圖片儲存服務器的存儲器中讀取和儲存相應的殘損圖片數據。

圖片儲存服務器，接入以太網，存儲車輛殘損照片。

數據服務器，接入以太網，通過數據庫的方式存儲車輛信息、車輛殘損信息、車輛位置信息、船舶規范、船舶航次信息、代理公司信息、單證信息等。

每一部PDA手持理貨終端均通過無線網絡接入企業網關，用于采集商品車一維或二維碼信息，將采集到的商品車信息與自身內部數據庫的車輛信息進行核對校驗、理清數量、分清殘損、分清提單號、裝船圖形化等，并將該理貨信息通過企業網關發送到Web Service業務服務器，Web Service業務服務器將PDA手持理貨終端發送的理貨數據進行處理后更新到數據服務器的相對應的數據庫中。

滾裝船理貨終端計算機，通過無線網絡接入企業網關連接Web Service業務服務器。理貨組長帶滾裝船理貨終端計算機到船上的理貨專用辦公室進行理貨作業事務處理。在理貨作業的過程中，Web Service業務服務器始終與滾裝船理貨終端計算機保持聯機，當任何一方數據發生變化時都會進行數據相互同步，保證本系統對滾裝船理貨實時監測、殘損信息處理、裝船車輛圖形化實時監測、待時記錄處理、溢短處理、單證處理、艙單管理等。

滾裝船理貨監測中心終端計算機，接入以太網連接到Web Service業務服務器，實時將要處理的數據發送到Web Service業務服務器，Web Service業務服務器根據滾裝船理貨監測中心終端計算機請求的數據處理后轉發到數據服務器或圖片服務器進行數據處理。

企業客戶終端計算機通過因特網訪問企業網關，企業網關將請求數據轉發到企業網站服務器，企業網站服務器將請求信息分解處理后轉發到Web Service業務服務器進行處理并讀寫數據庫服務器和圖片服務器并將處理后的結果返回給企業網站服務器，企業網站服務器再將Web Service返回的數據進行封裝處理后通過企業網關以HTML文件返回給企業客戶終端計算機。

海關、港口業務系統通過專用網絡接入企業網關訪問API服務器，API服務器根據海關、港口業務系統的請求數據進行處理并轉發到Web Service業務服務器進行處理并讀寫數據服務器和圖片儲存服務器的數據，Web Service業務服務器處理完畢后將數據返回給API接口服務器，API接口服務器將Web Service業務服務器返回的數據以海關、港口業務系統約定的格式返回請求報文。

滾裝船裝卸汽車理貨信息監測方法

滾裝船裝卸汽車理貨信息監測方法研究構建了一系列的數學模型，并根據模型設計了解決滾裝船理貨難題的算法；在此基礎上，借助C#編程實現了算法軟件化，構建了智能圖形化理貨信息系統，實現計算機自動生成的總積載圖和分艙積載圖；對于滾裝車輛理貨作業，采用手持終端對條形碼或二維碼數據進行采集，理清殘損，分清票號，通過系統終端進行數據校驗，實現了商品汽車物流滾裝船全球衛星定位、車損照片自動檢索等多項實用功能。為便于表達，下將實施滾裝船裝卸汽車理貨信息監測方法分為A、B、C、D步驟進行表述：endprint

1、理貨監測中心終端計算機錄入理貨信息

理貨監測中心終端計算機經以太網將錄入的理貨信息按約定的步驟，按照以太網IEEE802.3通信協議在以太網中傳輸，自動路由后傳送到Web Service業務服務器，Web Service業務服務器將接收到的理貨信息處理后存儲到數據服務器。值班主任錄入的理貨信息包括船舶信息、航次信息、船舶艙層結構規范、提單信息和車輛信息。A步驟包含如下：

A1、理貨監測中心終端計算機將錄入的船舶信息通過Web Service業務服務器處理后存儲到數據服務器。

A2、理貨監測中心終端計算機向Web Service業務服務器查詢船舶艙層結構規范所屬的船舶信息是否存在，若存在則理貨監測中心終端計算機將繪制的船舶艙層結構規范通過Web Service業務服務器處理后存儲到數據服務器，否則返回步驟A1。

A3、理貨監測中心終端計算機向Web Service業務服務器查詢航次信息所屬的船舶信息是否存在，若存在則理貨監測中心終端計算機將錄入的航次信息通過Web Service業務服務器處理后存儲到數據服務器，否則返回步驟A1。

A4、理貨監測中心終端計算機向Web Service業務服務器查詢提單信息所屬的航次信息是否存在，若存在則理貨監測中心終端計算機將錄入的提單信息通過Web Service業務服務器處理后存儲到數據服務器，否則返回步驟A3。

A5、理貨監測中心終端計算機向Web Service業務服務器查詢車輛信息所屬的提單信息是否存在，若存在則理貨監測中心終端計算機將錄入的車輛信息通過Web Service業務服務器處理后存儲到數據服務器，否則返回步驟A4。

2、PDA手持理貨終端及滾裝船理貨終端計算機下載數據

將步驟A存儲到數據服務器數據庫的理貨信息分別下載到滾裝船理貨終端計算機和PDA手持理貨終端的數據庫，B步驟包含如下：

B1、PDA手持理貨終端經無線網絡連接企業網關向Web Service業務服務器請求步驟A存儲到數據服務器數據庫的理貨信息，并將該請求的理貨信息下載到PDA手持理貨終端內部的數據庫中，若連接企業網關或數據下載失敗，PDA手持理貨終端發出警報提示給理貨員。

B2、滾裝船理貨終端計算機經無線網絡連接企業網關向Web Service業務服務器請求步驟A存儲到數據服務器數據庫的理貨信息，并將該請求的理貨信息下載到滾裝船理貨終端計算機的數據庫中。若連接企業網關或數據下載失敗，滾裝船理貨終端計算機發出警報提示給理貨組長。

綜上所述，步驟B將步驟A存儲到數據服務器數據庫的理貨信息分別下載到滾裝船理貨終端計算機和PDA手持理貨終端的數據庫，這樣可使下面步驟C和步驟D中的數據同步信息量由37個元數據減少到15個元數據，使數據同步信息量成幾何級銳減，提高網絡利用率和理貨綜合監測質量。

3、PDA手持理貨終端上傳下載卸船理貨數據

PDA手持理貨終端對商品車的一維或二維碼信息掃描采集并與步驟B1下載到PDA手持理貨終端數據庫的理貨信息進行比對，其C步驟包含如下：

3.1 PDA手持理貨終端卸船理貨作業

C1、在卸船理貨作業中，PDA手持理貨終端對商品車車架號的一維或二維碼信息掃描采集并與步驟B1下載到PDA手持理貨終端數據庫的理貨信息中的車架號字段進行比對。若車架號比對成功，則更新該車架號在PDA手持理貨終端數據庫理貨信息表中對應車輛理貨信息的理貨標識字段為已理貨、溢短標識字段為否、理貨時間字段為當前時間、PDA標識字段為該PDA手持理貨終端唯一識別號ID，并更改同步標識字段為未上傳，若車架號比對不成功，則PDA手持理貨終端發出警報聲并提示理貨員核實此商品車是否走私車輛；若該車架號的商品車存在殘損情況，理貨員點擊PDA手持理貨終端觸摸屏啟動殘損處理模塊并輸入車輛的殘損內容，確定后更新該車架號在PDA手持理貨終端數據庫理貨信息表中對應車輛理貨信息的殘損標識字段為殘損、殘損內容字段為理貨員輸入的殘損內容，若該車架號的商品車完好無損，則更新殘損標識字段為否。

3.2手持理貨終端上傳卸船及裝船理貨數據

C2、在理貨作業過程中，PDA手持理貨終端以無線網絡連接企業網關與Web Service業務服務器保持聯機狀態，PDA手持理貨終端每隔30秒就將自身數據庫理貨信息表中同步標識字段為未上傳的理貨數據發送到Web Service業務服務器請求上傳，Web Service業務服務器將該PDA手持理貨終端請求上傳的理貨數據以汽車唯一標識字段為主索引更新到數據服務器數據庫中，汽車唯一標識與車架號存在一對一的關系；Web Service業務服務器每成功更新一條理貨信息到數據服務器都會將成功更新的信息反饋到該條成功更新的理貨信息中PDA標識字段的PDA手持理貨終端，PDA手持理貨終端接收到成功更新的反饋信息后，即更新自身數據庫該條成功上傳的理貨信息的同步標識字段為已上傳；若PDA手持理貨終端連接網關失敗或上傳理貨數據失敗，自動等候30秒后重復本步驟。

3.3PDA手持理貨終端理貨作業中下載卸船及裝船理貨數據

C3、步驟C2完成后，PDA手持理貨終端以PDA標識向Web Service業務服務器請求其他PDA手持理貨終端上傳到數據服務器的理貨數據，并下載更新到該PDA手持理貨終端的數據庫中；保證任意PDA手持理貨終端的理貨數據發生變化時都能實時進行數據相互同步，保證數據的實時性。

4、滾裝船理貨終端計算機下載卸船理貨數據

滾裝船理貨終端計算機下載PDA手持理貨終端的理貨數據處理理貨業務，D步驟包括如下：

4.1滾裝船理貨終端計算機下載及上傳理貨數據流程

D1、在理貨作業過程中，滾裝船理貨終端計算機以無線網絡連接企業網關與Web Service業務服務器保持聯機狀態，滾裝船理貨終端計算機每隔120秒向Web Service業務服務器請求步驟C2中PDA手持理貨終端上傳到數據服務器且滾裝船理貨終端計算機從未下載的理貨數據，并下載更新到滾裝船理貨終端計算機，以汽車唯一標識字段為主索引更新到自身數據庫中；若滾裝船理貨終端計算機連接企業網關失敗或下載步驟C2中的理貨數據失敗，滾裝船理貨終端計算機會在120秒后重復此步驟。endprint

4.2滾裝船理貨終端計算機上傳殘損照片

D2、滾裝船理貨終端計算機根據數碼相機拍下的殘損照片和使用殘損標識字段為殘損的條件在步驟D1下載的理貨數據中篩選殘損商品車車架號。商品車車架號和汽車唯一標識存在一對一的關系，滾裝船理貨終端計算機通過無線網絡連接企業網關向Web Service業務服務器上傳數碼相機的殘損照片和對應的汽車唯一標識的值。Web Service業務服務器進行照片壓縮處理后保存到圖片儲存服務器，并將汽車唯一標識的值和上傳的殘損照片保存到圖片儲存服務器地址的值保存到數據服務器，以便企業客戶、港口和海關用戶查詢調用。

4.3滾裝船理貨終端計算機上傳單證信息

D3、滾裝船理貨終端計算機根據步驟D1下載的數據生成業務憑證、殘損證明、日報表、溢短證明等單證信息。

D4、滾裝船理貨終端計算機每隔360秒向Web Service業務服務器上傳步驟D3生成的業務憑證、殘損證明、日報表、溢短證明等單證信息，并保存到數據服務器。

5、計算機自動生成的總積載圖和分艙積載圖

Service業務服務器將該積載圖所屬的船名、航次和總積載圖和分艙積載圖保存的路徑值插入到數據服務器的積載圖信息庫，以便企業客戶、港口和海關用戶查詢調用。理貨監測中心終端計算機每隔120秒向Web Service業務服務器請求步驟C2中PDA手持理貨終端上傳的理貨數據；理貨監測中心終端計算機根據向Web Service業務服務器請求的理貨數據中的艙層字段、艙層名稱字段、船艙字段、朝向字段、X坐標點字段、Y坐標點字段、船艙左右、船艙前后和橫豎排列號字段的值自動動態生成理貨滾裝船總積載圖和分艙積載圖（見圖3、圖4），并將生成的理貨滾裝船總積載圖和分艙積載圖通過Web Service業務服務器保存到圖片存儲服務器；理貨滾裝船總積載圖和分艙積載圖保存完畢后，Web Service業務服務器將該積載圖所屬的船名、航次和總積載圖和分艙積載圖保存的路徑值插入到數據服務器的積載圖信息庫，以便企業客戶、港口和海關用戶查詢調用。

結論

滾裝船裝卸汽車理貨信息監測方法研究，構建了15項數學模型，借助C#編程實現了算法軟件化，編寫10余萬條計算機語言，構建了智能圖形化理貨信息系統；對于滾裝船舶滾裝車輛理貨作業，采用手持終端對條形碼或二維碼數據進行采集，理清殘損，分清票號，并通過系統終端進行數據校驗。實現滾裝船商品車的信息采集和追蹤，實現基于物聯網技術的滾裝船裝卸理貨作業管理、船舶信息管理、艙單信息管理、理貨信息管理、殘損信息管理、殘損照片管理、單證打印管理、船公司、代理公司、港口信息管理，實現了港口、海關、商檢、船代、貨代、汽車運輸客戶端等汽車物流供應鏈實體之間的信息共享與交換等功能；實現了商品汽車物流滾裝船全球衛星定位與車損照片自動檢索等多項實用功能。利用計算機系統實現滾裝船汽車裝卸智能圖形化理貨，自動生成滾裝船總積載圖和分艙積載圖；解決了滾裝船舶理貨圖形化這一世界性難題。

滾裝船裝卸汽車理貨信息監測方法的研究成功，實現了滾裝汽車理貨由勞動密集型向技術先進型的轉型升級，提高理貨效率，降低人工成本，實現裝卸汽車理貨數據“零誤差”，實現了滾裝船舶理貨完畢零時間可簽證。

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基金項目：國家工業和信息化部物聯網發展專項資金科技研發項目（2011.--）

（第一作者單位：北京交通大學）endprint