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宁波港三期集装箱码头信息技术应用现状浅析
<P align=center><FONT size=4><STRONG>宁波港北仑第二集装箱有限公司 陈进</STRONG></FONT></P>
<P> 宁波港三期集装箱码头（即宁波港北仑第二集装箱有限公司）,是宁波港集团有限公司下属的全资子公司，位于宁波北仑深水港区，码头岸线总长1258米，前沿水深－15.5米，拥有4个大型集装箱专用泊位。公司自2001年3月1日投产以来，生产和经营规模得到了跨越式的发展。投产当年完成31万标准箱，此后年年攀升，2004年完成190万标准箱，2005年完成231万标箱，2006年计划目标更是高达290万标准箱。在既定的泊位岸线，堆场面积等条件下，完成的吞吐量能有如此飞速的发展，先进的集装箱作业设备与高素质的员工队伍无疑是重要因素，但是，信息技术的应用更是起到了科技推动的重要作用。科技就是生产力，各种信息技术在三期码头的综合应用极大的促进了码头作业效率的提高，从而为三期码头加快车船周转、完成更多船舶装卸任务奠定了坚实的基础。本文旨在通过对三期码头当前应用的信息技术的分析，在肯定现在应用的信息技术给生产带来巨大发展的同时，发掘码头为了满足日益增长的吞吐量需求，在信息技术的引进、运用方面还可有哪些有益的作为。<BR><STRONG>一 、用于码头生产方面的信息技术</STRONG><BR> 1 码头操作系统(Terminal Operating System , 简称TOS)<BR> 目前多数国内码头公司基于自身研发能力有限、单独开发成本过高等因素直接采购国外先进的TOS系统，主流的有美国Navis公司的Sparcs/Express, 比利时的COSMOS, 韩国的 TBS系统。这些系统依托国外知名公司强大的科研力量，通过不断运用于码头生产实践，现在以其卓越的先进性在码头生产管理中备受各大码头公司的青睐。宁波港三期码头现在使用的码头操作系统即为从美国 Navis公司引进的Sparcs系统，该系统是Navis公司在码头操作系统软件方面的顶尖产品，具有很好的同步计划与实时控制性。就三期购买的Sparcs版本来讲，其可进行码头集装箱装、卸、进、提、移作业各个环节的计划、控制。船舶计划、配载计划、堆场安排、作业控制、工班安排、效率设定等各业务环节均可通过Sparcs操作完成，功能十分强大。<BR> 先进的Sparcs系统改变了传统码头手工处理数据、人工调度指挥的局面，给三期码头集装箱作业带来了先进的科技生产力。三期码头作业效率由当初平均单机效率26moves/h上升到现在的平均32moves/h.<BR> 三期码头应用Sparcs系统已有几年的时间,大部分系统功能得到了很好的应用, 但是鉴于人员素质及某些功能需要精确的参数设定等原因,一些高级功能至今为止并未得到很好运用, 如自动配载Autostow,专家定位Expert decking功能等。 这些功能有待加大利用, 也是不断挖掘Sparcs系统功能, 提高信息技术利用程度来服务生产的要求。<BR> 为与引进的SPARCS系统配套，宁波港与IBM公司合作开发了集装箱码头数据处理系统（CTOS）。此系统为中文字符，具有友好的视窗化界面，主要负责数据的录入、更改、传送、永久存储。SPARCS作为计划与控制系统，CTOS作为数据库，两者功能互补，配合良好，目前在我码头的应用已比较成熟。 <BR> 2 无线终端(Radio Data Terminal , 简称RDT)<BR> 三期码头目前使用的无线终端主要应用于与码头操作系统(Sparcs)相配合,完成箱子的指派确认等操作。安装有无线终端的堆场作业机械龙门吊、水平运输机械内部集卡以及持用无线终端的码头理货员共同配合,完成一个箱子某个完整的操作流程。无线终端与Sparcs系统配合使用，从SPARCS系统获得工作指令并将操作结果传回SPARCS系统。采用无线终端技术彻底改变了通过对讲机指挥生产的传统调度模式，通过司机的操作达到实时确认集装箱的箱位变化和装卸状态。<BR> 3、电子数据交换系统(Electric Data Interchange,简称EDI)<BR> EDI主要用于集装箱码头与外界的数据交换，即数据采用标准格式在海关、商检、班轮公司、场站、外轮理货、船代、码头之间流转。省去了非标准格式数据在各个单位之间传输为了适应各自系统而不停转化格式的步骤，极大的节省了时间，大大方便了数据流转。三期码头目前使用的EDI功能主要通过与IBM公司合作开发的CTOS系统实现，主要有进口船舶积载图（ＢＡＹＰＬＡＮ）、舱单（MANIFEST）、船舶预配图（MOVINS）的接收与出口积载图的发送，运行情况良好，功能比较稳定。<BR><STRONG>二、用于码头管理方面的信息技术</STRONG><BR> 三期码头除了在码头作业方面大量采用前沿的信息技术，对整个码头的管理上也走在科技的前沿。这方面采用的信息技术主要有: <BR> 1、视频监控 （Closed Circuit Television， 简称CCTV）<BR> 随着三期码头二期堆场建设的完工,堆场总面积达70万平方米, 利用目测方式已不能掌控场地作业情况，同时为了配合公司将来要上马的内集卡多路共享项目，视频监控在三期码头的使用范围越来越大，利用率越来越高。现有视频监控探头53个。视频监控的采用，达到了管理人员可以直观地了解作业和场地情况、及时解决作业冲突、合理科学地进行作业安排的效果。实现了对整个集装箱码头的集中监控。<BR> 2、网站动态查询系统<BR> 集装箱码头网站的开发使用作为码头信息化技术应用的一个重要方面，其在三期集装箱码头也得到了比较好的利用。三期码头公司网站不仅是公司对外宣传的窗口，更是码头为客户提供及时、便利、优质服务的窗口。目前，三期集装箱码头公司网站栏目丰富、功能齐全、界面友好、图文并茂。是客户了解公司概况、企业文化、新闻动态、服务功能、口岸环境等的良好渠道。能为客户提供查询操作的业务项目包括：业务流程、岗位查询，船期信息查询，进箱船舶查询，温控巡查记录查询，放行截单时间查询，单箱信息查询，集卡处罚查询等。对于注册客户还能为其提供更多项服务。<BR> 3、办公自动化<BR> 当前，三期码头办公基本实现了无纸化，网络化。通过公司网站、公司自动化办公系统（OA）,公司文件精神、领导指示的传达，公文的流转，不同部门间的公务交流等均可在线实现。出差在外的领导、员工亦可通过Internet连入公司局域网参与工作，极大方便了管理，大大提高了工作效率。<BR> 4、丰富完善的部门业务系统<BR> 三期码头各部门在本部门内部为了更好的处理各自业务，分别引进或开发了针对本部门业务的业务处理系统。码头的财务、费收、人事工资、设备采购、管理等方面都采用专用软件。财务、人事、设备管理软件可谓一应俱全。<BR><STRONG>三、三期码头信息技术发展建议<BR></STRONG> 由上文,应用在三期集装箱码头的信息技术比较全面也比较先进,为三期码头年年超标准完成吞吐量作业任务起到了至关重要的作用。科技创新无止境,信息技术的发展亦是与日俱进。唯有不断改进现有技术，引进、应用更先进技术，才能使码头信息技术始终处于先进水平，为生产的发展真正起到科技推动作用。基于三期码头吞吐量还有很大增长空间、当今世界能源日益紧缺，如何应用更先进的信息技术来达到使用比较少的能源完成更多的吞吐量任务已经成为三期码头应该研究的重要课题。三期码头在信息技术建设方面还有很大的发展空间，更先进信息技术的引进也具备相当的可行性与经济性。<BR> 1、引进集卡资源多路共享技术<BR> 当前，国际、国内大部分集装箱码头装卸船作业都是采用几辆集卡固定搭配组合成一组集卡，为某个特定的桥吊装卸箱服务。一般某个特定的组合里集卡相对固定，服务的桥吊也相对固定，最多也只是在卸船作业中，可以不固定集卡和桥吊的对应关系，由集卡司机根据桥吊下卸船集卡的等待数量，自行选择等待集卡数量相对较小的桥吊进行服务，从而达到平衡作业线集卡数目、不同作业路均衡有序卸船的目的，这种有限的打破集卡作业路固定搭配关系的调度模式也是通过人工实现的。目前，非自动化作业码头其码头操作系统的集卡调度模式基本上采用事先设定好集卡与特定桥吊对应关系、过程中人工进行微调的方式，还不具备对集卡进行动态调配的功能，集卡资源多路共享技术在目前尚是一项比较新的也是比较先进的信息技术。<BR> 应用集卡资源多路共享技术实现集卡自动动态调度后，集卡不再局限于为某条作业线服务，而是实现整个码头作业，包括不同船舶的装船作业、卸船作业、场地移箱作业的集卡统一调度，某辆集卡在完成一次作业后，生产系统按照路径优化和指令优先的原则分派下一个作业，集卡服务的对象动态的与整个码头作业面进行搭配。<BR> 由于集卡服务的对象按照路径优化的原则动态地与整个码头作业面进行搭配，集卡的双向重载行驶成为可能。如集卡卸船作业将集装箱卸到堆场箱区后，不再直接返回进行下一个卸船作业，而是进入出口箱区运箱进行装船作业，实现集卡重载进入堆场，重载离开堆场。大大提高集卡的重载利用率。两种集卡应用模式的优劣比较见下表。<BR>表1 两种集卡调度模式优劣比较<BR></P> <P> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=631 border=1> <TR > <TD width=91> <P align=center>比较项目<p></p></P></TD> <TD width=252> <P align=center>现有模式<p></p></P></TD> <TD width=288> <P align=center>共享模式<p></p></P></TD></TR> <TR > <TD width=91> <P align=center>集卡重载行驶距离<p></p></P></TD> <TD width=252> <P >空载行驶距离占集卡总行驶距离的50％以上<p></p></P></TD> <TD width=288> <P >可观缩短集卡空载行驶距离<p></p></P></TD></TR> <TR > <TD width=91> <P align=center>集卡利用率<p></p></P></TD> <TD width=252> <P >作业线固定，利用率比较低<p></p></P></TD> <TD width=288> <P >整合使用，利用率比较高<p></p></P></TD></TR> <TR > <TD width=91> <P align=center>岸吊作业效率的影响<p></p></P></TD> <TD width=252> <P >岸吊效率高时，集卡不能及时到位，影响岸吊效率的充分发挥。岸吊效率低时，容易造成岸吊下和场地的交通堵塞<p></p></P></TD> <TD width=288> <P >岸吊效率高时，可以动态调度更多的集卡进行服务，岸吊效率低时，多余的集卡可以为其他作业线进行服务，整个码头作业秩序良好<p></p></P></TD></TR> <TR > <TD width=91> <P align=center>实现途径<p></p></P></TD> <TD width=252> <P >人工调度，对作业的变化反应滞后，调整比较慢<p></p></P></TD> <TD width=288> <P >系统按照路径最优化原则进行自动调度，能够对作业变化提前反应<p></p></P></TD></TR> <TR > <TD width=91> <P align=center>经济效益<p></p></P></TD> <TD width=252> <P >集卡运行能源消耗大，增加单箱成本，能源价格不断攀升的今天，集卡一半的空载运行时间大大提高了单个集装箱的作业能耗成本，经济效益很差<p></p></P></TD> <TD width=288> <P >符合码头可持续性发展和节约型社会发展的要求，是未来码头内部作业模式发展的趋势，有很高的经济性，能增强码头的综合竞争能力<p></p></P></TD></TR></TABLE></P> <P><BR> 当前，三期码头装卸船作业中集卡重载行驶通常是单向的，重载单向行驶使集卡将近一半的时间都在空车行驶，集卡的重载利用率小于50％，处于一个比较低的利用水平。见下表中2006年最近月份集卡利用情况：<BR>表2 单向作业集卡利用情况<BR></P> <P> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=587 border=1> <TR > <TD vAlign=bottom noWrap width=129> <P align=center>月份<p></p></P></TD> <TD vAlign=bottom noWrap width=76> <P align=center>1月<p></p></P></TD> <TD vAlign=bottom noWrap width=76> <P align=center>2月<p></p></P></TD> <TD vAlign=bottom noWrap width=76> <P align=center>3月<p></p></P></TD> <TD vAlign=bottom noWrap width=76> <P align=center>4月<p></p></P></TD> <TD vAlign=bottom noWrap width=76> <P align=center>5月<p></p></P></TD> <TD vAlign=bottom noWrap width=76> <P align=center>6月<p></p></P></TD></TR> <TR > <TD noWrap> <P align=center>每小时处理量<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>5.19<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>5.24<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>5.22<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>5.00<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>4.93<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>4.86<p></p></P></TD></TR> <TR > <TD noWrap> <P align=center>每个工作无效<p></p></P> <P align=center>服务时间（分钟）<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>7.20<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>7.54<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>7.24<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>7.37<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>7.65<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>7.84<p></p></P></TD></TR> <TR > <TD width=129> <P align=center>集卡重载利用率<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>37.73%<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>34.11%<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>37.03%<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>38.62%<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>37.12%<p></p></P></TD> <TD noWrap> <P align=center>36.51%<p></p></P></TD></TR></TABLE></P> <P><BR> 由表中可知，集卡每作业一个集装箱的等待时间和空载时间之和已经远远大于集卡重载的运行时间，单向作业模式不可避免的决定了集卡的低利用率水平，提高集卡的重载运行时间和减少集卡的等待吊箱/放箱时间，可以减少集卡的无效服务时间，从而提高集卡的重载利用率。<BR> 综上，三期码头现在使用的SPARCS版本还不具备集卡资源多路共享技术，没有实现集卡的自动动态调度，在进行装卸、移箱作业时，基本是单向重载作业，车辆空载比较普遍。因此，不管是从提高设备有效利用率还是从资源节约角度来讲，引进、应用集卡资源多路共享技术对于三期码头都将具有重要的现实意义，对于提高生产能力，减少资源消耗都将起到十分重要的作用。<BR> 2、加速集装箱作业监控管理系统建设<BR> 集装箱码头吞吐量的不断增长使得各大码头规模越来越大，作业设备、在场箱子数量也越来越多，设备调度、管理的难度大幅增加。当前，各大集装箱码头公司基于3C2S（Computer－计算机、Communication－通信、Control－自动控制 、GPS－全球卫星定位系统、GIS－地理信息系统）技术建立码头集装箱作业监控管理系统的趋势越来越明显。就笔者所知，国内一些码头如天津港集装箱码头有限公司就是国内首个完成港口集装箱DGPS实时定位控制系统的码头，深圳赤湾集装箱码头有限公司（CCT）也上马了集装箱作业监控管理项目。<BR> 建立港口集装箱码头3C2S（Computer－计算机、Communication－通信、Control－自动控制 、GPS－全球卫星定位系统、GIS－地理信息系统）生产作业系统，整合应用计算机、通信、自动控制、全球卫星导航定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等技术，能实现对码头生产关键要素的精确定位、动态跟踪、过程控制以及对堆场集装箱、场地作业全天候24小时可视化管理。集装箱作业监控管理系统建设将大大提高港口堆场管理作业效率、促进安全生产管理。<BR>当前，三期集装箱码头生产已基本建立了以3C技术为基础的集装箱作业系统，集装箱作业全过程基本实现3C控制，作业计划和作业任务实现了同步实时控制，但设备控制仅仅限于静态控制，对于作业设备完成作业任务前、中、后的全程实时动态，控制人员很难掌握，不能实现对作业设备和作业司机的全过程监控。基于3C+2S系统，上述目标则可以很好的实现。目前，我们分码头作业设备动态管理和控制，堆场管理和集装箱定位，数据汇总分析等三个方面已经提出了引进相关技术、设备建立基于3C2S技术的集装箱作业监控管理系统的需求。鉴于集装箱作业监控管理系统的先进性，为了更好的促进码头生产的发展，加快码头信息化水平提高，有必要加快集装箱作业监控管理系统建设步伐。项目完成后必将提高港口堆场管理作业效率以及安全生产管理，为公司的生产、计划、调度、决策提供多角度、全方位的科学数字依据。<BR><STRONG> 3、积极应对码头信息化水平的不断提高<BR></STRONG> 随着越来越多先进信息技术的应用，码头的经营管理水平、员工队伍的素质必将遇到更多更强的挑战。信息化需要经营管理的现代化与规范化，需要高素质的员工队伍。否则，即使引进了先进的技术，也会因为不会用或是用不好，使先进技术白白闲置。最简单的例子，如由于人员素质和培训欠缺，很多码头操作系统的高级功能用不上，三期码头SPARCS系统的自动配载 （AutoStow）,场地专家定位（Expert Decking）功能，当前应用就不是很理想，有待进一步提高应用水平。因此，从长远看，加大码头的硬件投资和信息技术投资固然重要，也需要码头经营者向资源、技术管理要效益、向人员培训管理要潜力。 <BR> 将来码头信息化建设的趋势必然是码头操作系统越来越智能化，相关客户、口岸单位加强信息规范化沟通合作的要求越来越高，信息技术的应用、管理越来越需要高素质的人才。所有这些都昭示着三期码头唯有不断提升现代化企业管理水平，切实加强员工培训、提高员工运用信息技术能力才能真正做到高效高质量应用信息技术，发挥信息技术带来的巨大科技推动力，使码头从信息技术的引进、应用中得到更大的效益。<BR></P> <P> <FONT face=楷体_GB2312>点评：该论文通过对宁波港三期码头当前应用的信息技术分析的基础上，在肯定现在应用的信息技术给生产带来巨大发展的同时，对如何应用更先进的信息技术提出了三个方面的建议。主题明确，语言简洁，条理清楚，对本公司的信息化建设有一定的指导意义，对其他集装箱码头企业存在启示的可能性。（本文获中国港口集装箱码头2006年高峰论坛“宁波港杯”论文竞赛优胜奖）</FONT></P> |
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