自动化集装箱码头智能闸口信息采集系统设计

摘要 文章针对青岛港的自动化集装箱码头智能闸口信息采集系统项目特点，探讨码头在信息采集方面的建设工作，将自动化的信息生产工作的准确性、实时性和完整性的要求进行系统化的分析。最终结果验证自动化集装箱码头智能闸口各项监管和信息采集工作便捷，能够对OCR采集区、主闸采集区以及控制闸采集区等进行综合设计，能够达到预期设计目标，为后续自动化集装箱码头智能闸口信息采集工作提供有效的技术保障。

关键词 自动化集装箱;码头智能闸口;信息采集系统;设计流程

中图分类号 U691 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）06-0004-03

引言

集装箱码头的主要工作是将各种进出口的集装箱进行按区归置，对集装箱内部所承载的货物、集卡、司机进行信息采集、识别、校验、通放行、存储，是码头日常的信息采集工作的一个主要流程，同时也是帮助海关和相关的检验检疫部门实施信息查询和管理工作的一个重要的窗口。因此，建立良好的闸口信息采集系统是提升检测工作效率的重要手段，能够提升码头的整体影响力和服务态度。码头作为我国进出口贸易工作的一个重要的场所，一直以来都承载着非常重要的信息管理工作，但是通过调查发现，很多码头在信息采集方面的建设工作还存在一定的弊端，工作流程繁琐、信息处理时间慢、通关效率低、闸道容易拥堵、人工干预量大等都是造成整个码头的信息采集工作无法得到有效实施的原因[1]。基于此，该文从当前集装箱码头闸口信息采集系统的角度出发，探讨自动化信息采集系统的设计，全面提升集装箱码头在信息采集方面的工作效率。通过添加自动化的识别系统，引入全自动高速轨道吊，以满足不同的装箱要求，实现自动化的操作。

1 青岛港自动化集装箱码头智能闸口

青岛港是我国主要的进出口港口之一，始建于1892年，分为大港港区、中港港区、黄岛油港港区和前湾港区四大部分，业务覆盖山东周边及中亚地区，根据青岛港发布的调查数据显示，2020年青岛港完成货物总吞吐量5.4亿t，位居全国前列。如此巨大的货物吞吐量，给港口码头的信息采集工作提出了更高的要求，经过长时间的研究，青岛港建立了属于自己的自动化集装箱码头智能闸口系统。整个自动化系统的主要功能包含有OCR（光学字符识别）技术的集装箱信息与集卡信息自动识别、司机自助一体机数据采集及有效性校验，以及闸口相关系统的管控以及与其他系统。这些系统的建立为码头各部门之间的信息采集工作提供了便捷，同时也为海关和检验检疫部门实施相应的工作创造了条件[2]。智能闸口信息采集系统如图1所示。

青岛港的自动化集装箱码头智能闸口在设计时主要采用的是多站式布局的方式将不同的操作系统融合在内，能够同时处理不同的信息采集工作，例如：信息识别处理、数据处理、称重数据处理、海关信息校验等，这种多站式的采集系统能够较大地减轻码头工作人员的工作负担，呈现出来的数据也会比较准确，已经得到了广泛的使用。而多站式布局能够同时将物理信息采集和闸口业务逻辑之间进行分离处理，保证闸口的通过率同时还能节省OCR设备采购中产生的各项费用，是一项性价比较高的布局方式[3]。信息采集和校验系统主要是结合码头的日常工作形式和工作量进行设计的，比较符合青岛港的信息采集和校验流程，具体的系统使用的是集装箱码头管理系统（简称TMS）。

2 自动化集装箱码头闸口流程设计及信息采集

2.1 自动化集裝箱码头闸口流程设计

青岛港自动化集装箱码头闸口流程设计如图2所示。

2.2 自动化集装箱码头闸口信息采集

自动化集装箱码头闸口信息采集包括：码头业务校验信息、箱体验残及特殊箱型信息、海关监管信息、码头监管信息、码头作业信息和图像信息。

2.2.1 码头业务校验信息

码头校验信息包含的内容较多，基本上都是有关集装箱内商品的主要信息，其中包含集装箱编码、商品基本信息、海关编码、ISO编码等，这些信息的采集主要是用来检验入关的集装箱是否按照流程处理完所有的程序，以方便之后的海关和检验检疫部门的工作。

2.2.2 箱体验残及特殊箱型信息

对于码头来说，集装箱在经过长时间的海运之后，会出现不同程度的破损，对于这类破损件的信息采集工作是一项非常困难的事情。传统的信息采集都是通过人工采集的方式进行处理，而青岛港在加入了自动化信息采集系统之后，能够直接对这类特殊箱型的信息进行识别，通过检查残损箱的外部特征、尺寸、支架等进行信息记录，具有较好的实际效果。

2.2.3 海关监管信息

海关监管和发布的各种编码信息是这些货物通行的唯一凭证，为了保证信息采集工作的有效性，需要对集装箱内部的箱号、箱体、图片、箱质量、集卡电子车牌及物理车牌等进行系统化地信息采集[4]。通过自动化信息采集的方式，能够发现内部集装箱是否存在违规操作的现象，为码头的检验工作提供更好的帮助。

2.2.4 码头监管信息

码头监管信息的采集工作主要有集卡电子车牌、物理车牌、集卡运输司机的身份信息等，这些信息的采集，最主要的目的是核实运输司机是否存在违规操作的行为，为码头的运输工作提供安全保障。

2.2.5 码头作业信息

青岛港每天会有成百上千的集装箱车辆出入，这些集装箱都会被运输到世界各地。想要将所有的信息进行系统化的采集，需要码头结合自身集装箱的特点，确定各个集装箱在自身固定的托盘范围之内卸盘，保证集装箱运输的正常轨迹在合理的范围之内。

2.2.6 图像信息

图像作为集卡与码头责任界定最重要的依据，应具备高品质、便于查询、长期存储等特点。为码头的各项信息处理工作提供便捷，同时也方便采集工作的完成。

3 闸口信息采集设计

3.1 OCR采集区

OCR采集区是整个集装箱码头在实施信息采集工作中的一个重点内容，同时也是一个主要的场所。青岛港在OCR采集区设置时主要采用的是全程无停车的一个流程，集卡车司机在经过检验之后直接将车辆开到指定的地点进行装卸货，无须再次经过人工审核的方式处理信息采集。给青岛港的日常信息采集工作提供了更多的便捷，同时集卡车司机也不用再经过长时间的等待，整个港口的交通管理工作得到有效提升。信息采集系统主要使用的激光触发的方式实施采集，与传统信息采集有较大的区别，传统信息采集使用的方法大多数工作效率低下，随着时间的增加，信息采集闸口会因为受到红外对射或地感线圈触发，产生强烈的震动，不稳定的因素较多，一旦设备出现问题之后产生的维修费用较高、时间较长等都是不利于港口的日常信息采集工作有序进行[5]。因此，添加激光扫描仪热备，能够将主、副激光扫描仪同时运行，保障了系統整体稳定运行。

OCR采集区在实施采集工作时通过添加七台不同类型的相机，将整个集卡车的车身全部包裹住，全方位地对车身的每一个部分的信息都进行采集，其中，包含有读取集卡车主的身份信息、车辆基本信息、集装箱信息、电子车牌信息等，具有较强的实用性。

3.2 主闸采集区

主闸采集区采用多车道、停车式设计，在控制集卡司机停车刷身份证的同时对进出码头的集卡进行分流，从而提高集卡通过效率、降低拥堵风险。主闸采集区在实施采集工作的过程中能够直接将整个集卡车的信息扫描识别出来，通过对集卡车的基本信息以及集卡车司机信息的扫描工作，能够核查信息是否在合理的范围之内，为海关的监管工作提供保障，同时也为港口和码头的管理工作提供基础的信息保障[6]。

3.3 控制闸采集区

通过采集的电子车牌信息关联逻辑校验结果，判断集卡是否满足进码头作业或作业完成离开码头的条件。有的集装箱和集卡车的时间和年限较久，有的闸口在实施信息采集工作时不能准确地识别出集卡车的全部信息。因此，青岛港在这方面进行了重新设计，能够直接通过核查集卡车司机的身份证信息确定校验结果的方式，能够为集卡车的正常通行提供条件。

4 结束语

自动化集装箱码头智能闸口信息采集系统的设计为青岛港的日常的信息采集工作提供了便利，在提升信息采集工作效率的基础上节省了时间成本，已经基本实现无人化采集信息的基本要求。通过对闸口信息采集区域的自动化设计工作，实现了闸口多站式布局、信息分离式采集的闸口作业模式，为港口的工作和之后的发展指明了新的方向，同时也为港口提供更加优质的服务创造了条件，已经成为当前很多码头在实施自动化信息工作的参照依据。

参考文献

[1]杨杰敏. 自动化集装箱码头智能闸口信息采集系统设计[J]. 水运工程， 2019（7）： 23-27.

[2]翟剑峰， 岳巧红， 李巍. 跨区域深水航道建设的经济贡献研究[J].中国港口， 2018（5）： 56-58.

[3]舒帆， 宓为建， 李勋. 集装箱码头智能闸口功能分析及配置设计[J]. 集装箱化， 2018（12）： 4.

[4]陈小慧， 俞新陆. 产品设计信息采集及管理系统[J]. 机械设计与制造， 1999（3）： 35-37.

[5]陈培. 面向多级智能闸口的集装箱协同作业综合管理系统[J]. 港口科技， 2019（11）： 11-17+49.

[6]张莎莎， 庞明宝， 杜宏亮，等. 基于船期表的一种集装箱码头闸口交通需求智能预判方法[J]. 交通科技， 2018

（5）： 4.

收稿日期：2022-01-13

作者简介：陶凯（1984—），男，本科，高级工程师，研究方向：数据挖掘、人工智能、国企信息化建设发展、国企数字化转型等。