集装箱码头智能电量自动采集管理分析系统

周小峰

（天津五洲国际集装箱码头有限公司 天津 300456）

1 背景介绍

能源是人类社会赖以生存和发展的基本条件之一，是保障国民经济可持续、稳定、协调发展和提高人民生活水平的重要物质基础。中国的能源、资源储量虽然丰富，但人均资源拥有量却不到世界人均水平的1/2，并且由于目前我国用能单位管理粗放、工艺及设备等较为落后，使得单位产品的能耗过高、能源利用效率与世界先进水平相比约低10多个百分点，进一步加剧了能源的供需矛盾，从而严重制约着国民经济的发展。

在全球经济一体化、区域合作日益密切的今日，国际集装箱枢纽港对经济促进作用越来越重要，政府对建设国际集装箱枢纽港的支持力度越来越大，影响也日益增大。自2004年以来，我国港口建设高速发展，我国与周边国家既形成了市场竞争又形成了共赢发展的格局。港口之间的业务竞争日趋激烈；能源价格的上涨和国家对节能减排的要求使得港口越来越重视通过科技提高竞争力和节约能源降低成本。

2 系统简介

电量采集管理分析系统是公司自行开发的一套基于远程数字电表实时采集的信息系统，集电量采集、能耗管理、作业数据匹配和能耗情况分析为一体。本系统采用B.S.（浏览器/服务器）架构，使用一台中心服务器作为数据采集和存储设备；用户可以使用台式计算机上的IE浏览器作为客户机终端使用系统的各项功能。一方面，本系统通过局域网（Ethernet）技术采集位于远程变电所内设备电表的实时电量变化情况；另一方面，本系统通过提供一个FTP上传服务，收集来自码头操作系统的作业数据文件，监控每台场内设备（轨道桥，岸桥）的装卸作业情况。通过以上两个数据来源，本系统收集相关数据并将数据过滤、整理、分析和存储到服务器上的SQLServer数据库中。本系统在中心服务器上建立一个IIS数据服务，用户可以通过局域网中的任何一台计算机的浏览器访问此服务。

图1 系统软件结构图

3 系统功能结构

3.1 系统软件部分结构图

系统软件结构如图1所示，主要由数据采集、用电量统计和数据分析三部分组成。

数据采集：一方面包括针对岸桥、轨道桥、高杆灯和冷藏箱等耗电设备电量的不间断采集；另一方面对公司COSMOS数据库的作业人、作业类型、船名、航次、日期、箱号、箱型、尺寸、箱重、作业时间、场位等业务数据的采集。

用电量统计：针对采集数据，一方面用于与集团公司节能计量管理部门接口，按集团公司要求进行开发；另一方面把采集到的电量数据与作业数据进行筛选和计算。

数据分析：通过对公司COSMOS系统数据源和采集到电表电量数据源，计算出包括生产用能情况分类对比，包括单机、单人、单船、单班次等能耗的数据跟踪分析。

3.2 系统功能介绍

图2

系统功能模块如图2所示，主要由能耗监测、能耗统计和能耗分析三部分组成。

能耗监测：能够清晰地看到码头各耗电设备的用电情况，如图3所示。

图3

也可在此页面中分别选择岸桥、轨道桥、冷藏箱、高杆灯、低总，然后对其中一个进行单独监测，如图4所示。

图4

能耗统计：通过对设备、人员、班组、船舶的实时作业数据和电量数据进行匹配计算，设置任意时间段对设备、司机、班组和船舶的作业箱量、作业耗电量、非作业耗电量、作业单耗和总单耗进行横向对比，如图5所示。

图5

能耗分析：在能耗分析界面中通过饼图、柱图的方式分别以班组、设备、人员地选择清晰地显示指定时间段的各种能耗对比，为优化装卸工艺、轨道桥工艺研究、设备选型、能耗定额标准制定等工作提供有力的技术支撑，以能耗管理系统为基础，实施合理有效的考核与奖惩制度，激发职工节能的主动性和积极性，从而进一步提高生产管理与能源管理水平。

4 系统创新点

4.1 实现了设备能耗管理工作的一体化、智能化、数字化。

4.2 系统可扩展性强，可将系统升级为单船能耗成本分析，进一步的扩大码头信息化发展。

4.3 采集COSMOS数据库内全时段作业信息，包括作业人员、作业类型、船名、航次、日期、箱号、箱型、尺寸、箱重、作业时间、场位等数据，使其与电量数据高度整合，应用性更强。

4.4 把设备能耗统计中的非作业耗电量剔除，实现真正的设备、船舶和人员的作业单耗统计。

4.5 使用先进的WEB技术，用户可以通过局域网中的任何一台计算机的浏览器访问此服务。

5 系统功能扩展

5.1 构建单船作业分析系统模型

在国内很多集装箱装卸作业过程中，通常是凭借码头业务操作人员的经验来估算某条船舶装卸作业应该配置岸桥、场桥、拖车、叉车和正面吊的数量。为提高船舶作业效率，建立一套船舶作业成本分析系统模型对投入的机械设备、人力成本等进行系统分析，优化业务流程和装卸工艺，达到投入的机械设备、人力成本、船舶作业效率和船舶利润的最佳平衡点，为码头业务人员提供系统分析依据，实现集装箱码头装卸由传统的粗放管理手段向精细化管理战略发展的转变。

依托我公司电量采集管理分析系统、生产管理系统（COSMOS）、财务管理系统和设备管理系统等提供基础数据，建立单船作业成本分析系统模型，对集装箱码头单船作业过程进行分析，控制单船变动成本的支出，实现对码头船舶作业投入合理的机械设备和人力等。

5.2 单船作业分析系统主要指标和计算公式

港口企业不直接生产有形的物质产品，只实现货物的空间位移，即装卸作业是以服务的形式产生下效益，但企业活动的根本目的是实现利润最大化，分析的基本模式是：利润=装卸收入-（固定成本+变动成本）。

固定成本包括：工资、折旧费、财产保险费等。

变动成本包括：电费、修理费、材料费、燃料以及各类劳务费用等密切相关的费用。

6 结语

电量采集管理分析系统加强了电能与设备作业信息融合度，通过司机、设备、船舶和班组的作业能耗对比分析，能及时发现人力与机械配置上的问题，从而优化设备资源配置,改进装卸工艺，发现节能效果优异的操作流程和方法。有效的减少人、机、能耗费用的支出，以控制成本的增长；更合理的考核工作效率，促进生产发展，制定各种标准定额、评估经济效益提供可靠的数据。