基于移动互联网思维的集装箱码头智能无人闸口解决方案研究及应用

王炳森WANG Bing-sen；张建芳ZHANG Jian-fang；孔维维KONG Wei-wei；张强ZHANG Qiang

（山东港口科技集团青岛有限公司，青岛 266000）

0 引言

随着集装箱船舶日趋大型化，对集装箱码头的岸边作业能力、堆场处理能力及闸口通过能力的要求越来越高。衡量集装箱码头闸口的直接指标为闸口通行效率，闸口通行效率直接体现了集装箱码头的作业效率以及对外服务水平。闸口的合理布置直接影响了码头的通行能力，进而直接影响到码头的综合能力以及对外服务水平。利用现代信息技术和自动化技术完成集装箱信息核查工作，实现智能无人闸口的管理是集装箱码头的必然选择。同时，以客户为出发点，通过技术手段提高集装箱码头口岸服务环境，减轻码头员工工作强度，提高码头整体综合效率是集装箱码头港口科技发展的重中之重。

1 集装箱码头闸口作业模式

集装箱码头闸口是集装箱码头的核心业务汇聚地，涉及OCR、无线射频（RFID）、读卡器、地磅等各类信息采集硬件设备，同时也涉及到集装箱码头生产管理系统、空箱查验系统、电子铅封系统、地磅系统等近10 个系统相互作用，与海关等单位实时信息交互，保障海关数据准确及相关措施及时落地。因此，为有效提高闸口通行效率，提升集装箱码头对外服务水平，合理规划闸口模式尤为重要。

研究参考国外具有代表性的鹿特丹港Euromax 码头、巴塞罗那港BEST 码头、弗吉尼亚APMT 码头等集装箱码头，几乎无一例外均采用多级闸口作业模式，其中自动化集装箱码头鹿特丹Euromax 码头闸口设计采用进港闸口为三级布置形式，出港闸口为四级闸口布置形式；美国弗吉尼亚APMT 码头、西班牙巴塞罗那港BEST 码头均设计采用进港、出港闸口均为三级闸口布置形式。以上国外自动化码头因水平布局模式问题，存在车量交叉、占地面积大或无查验场地等问题。研究国内自动化集装箱码头作业模式，其中以山东港口青岛港自动化集装箱码头为例，其码头进港、出港采用三级闸口布置模式，吸取国内外经验基础上对车辆水平运输作业模式进行特殊规划，充分利用土地资源，结合集疏运方式和港外道路条件，减轻港外道路的交通压力，提高港内作业效率。综上所述，通过四阶段法对码头车辆交通流进行了分析，为优化港区内部交通状况提供建议无人闸口布置模式的研究，推荐采用三级闸口（即多站式闸口）作业模式，根据场地进行合理布局、设置道口数量达到闸口控制最优化目的。

1.1闸口布置模式 根据集装箱码头自动化闸口特点，将闸口分为进港闸口和出港闸口。进出港闸口三级模式具体分工为：①进（出）港闸口第一道闸为信息采集闸，进行采集车辆和集装箱信息。在每个车道的左侧、右侧和顶部安装高清线阵相机等设备，保障了不同速度的集卡经过闸口时能留下高质量的图片。信息采集闸可采用不停车式设计，主要用于采集集卡物理车牌和集装箱前、后、左、右、上五个侧面进行图像抓拍和识别。同时，可通过无线射频技术（RFID）识别电子车牌信息。②进（出）港闸口第二道闸为主闸，采用多车道、停车式设计，主要用于闸口业务逻辑处理，是闸口的关键位置。多车道主要用于对车辆进行分流，降低拥堵风险，主闸道口数量较信息采集闸应2倍及以上。集卡经过该道闸口时，需要停车刷司机身份证，将集卡司机身份证号与OCR 采集信息关联进行业务口岸监管等逻辑校验如图1。③进（出）港闸口第三道闸为控制闸，是闸口的最后一道屏障。结合采集信息及数据处理结果，在该道闸进行最后验证及数据处理如图2。

图1 进（出）港闸口第二道主闸信息采集流程

图2 进（出）港闸口第三道控制闸信息采集流程

1.2闸口业务流程 集装箱码头自动化智能闸口通过设备自动采集车辆、集装箱信息通过标准协议传输到集装箱TOS 系统，由集装箱TOS 系统自动触发数据校验和数据处理，并将最终生成的抬杆、语音提示、LED 屏显示等指令通过标准化的Socket、Http 等协议发送至闸口设备。

在整个集装箱码头闸口进出闸业务自动处理流程过程中，影响自动化闸口通行效率的主要因素为车辆待检（即车辆在经过集装箱码头闸口时，因系统环境、数据等因素导致不能正常通过）。在集装箱码头一旦出现集卡待检，须进入闸口待检区或在道口等待业务人员人工处理。此时，集装箱码头闸口业务人员面对数据需要仔细信息核对及相关处理，同时集卡司机则进入较长时间的等待状态。

2 基于互联网思维的智能无人闸口业务处理模式

传统的集装箱码头闸口业务处理在出现查验、排队等待检业务时，集卡司机在待检区等待工作人员进行对应待检业务处理。该处理方式需要集卡司机集中到待检大厅处理，效率低，司机体验不够友好。

随着移动互联网的发展，更加快速、高效、友好体验的需求愈加强烈。基于互联网的思维方式，将待检业务处理从待检大厅移至手机APP，让集卡司机可以“足不出车”查看、处理待检业务。由传统的ToB（面向闸口业务人员）业务模式改变为ToC（面向闸口集卡司机）业务模式，真正实现集装箱码头服务至上的理念。

2.1待检业务传统处理模式 集装箱码头闸口业务流程经自动化改造后，已经可以自动处理80%以上经过车辆，剩余过闸车辆将会进入待检处理环节。传统待检业务处理方式为人工处理模式，需要闸口业务人员通过人为识别待检原因，经过仔细核对后，再进行放行等处理。在人工处理模式下，过闸车辆待检业务处理的效率难以提升，同时带给闸口业务人员繁重的工作压力以及集卡司机较长时间的等待。

2.2待检业务新处理模式 为彻底解决集装箱码头无人闸口一线业务人员工作压力，去除大量繁琐的重复性简单工作，提高集装箱码头闸口过闸效率，进一步缩短集卡在港时间，提升集卡司机在集装箱码头整体服务体验，将集装箱码头闸口待检业务处理模式为“互联网+闸口”模式。“互联网+闸口”模式将待检业务线上化，即根据具体的待检业务类型，将待检数据处理权限开放给对应的集卡司机。集装箱码头业务人员可以更加集中处理因海关、码头等因素导致的待检业务。集装箱码头闸口待检新模式使得集卡经过集装箱码头闸口出现待检后，集卡司机可以通过手机等移动软件APP 第一时间查询集卡待检原因，并根据待检类型和APP 提示做出相应的处理如图3。

图3 集装箱码头闸口待检新模式流程

2.3智能无人闸口应用效果 将“互联网+闸口”模式在山东港口青岛港前湾港区集装箱码头进行应用研究如下：经过对闸口待检业务近半年的过闸数据进行比对研究，待检业务中存在65%左右的数据待检原因为光线或其他原因导致的集卡卡车牌号、集装箱箱号识别错误或未识别等问题导致。该类问题有当时环境导致，非业务问题；有20%左右的数据待检原因空箱超重验箱等，需要集卡司机进行机检验箱等进一步处理。针对该类问题系统可根据需要给予适当的提示，通过智能语音播报；剩余15%左右的数据待检业务为海关未放行或锁箱等涉及具体业务层面原因导致。基于以上数据分析，在所有待检数据中存在超过80%不需要业务人员直接参与，集卡司机根据相应提示或引导即可完成待检业务处理，整体过闸效率提升约30%。

经过调研梳理，成功将山东港口青岛港前湾港区闸口待检业务中的26 类待检业务从线下的待检大厅和待检自助一体机移至云端。针对26 类待检业务，集卡司机可以通过APP 上主动进行相应的处理，无须经过业务人员介入，待检处理效率得到翻倍提升。在集装箱码头闸口待检处理APP 上，集卡司机“消费者”在待检区只需要通过手机“点一点”就可以代替之前的地上“跑一跑”，实现了集卡车司机对待检业务的自主处理，进一步压缩外集卡在港周转时间。集装箱码头发展将依托港口科技发展，不断将科技赋能港口，支撑智慧绿色港以科技创新为支点，建设更加智能化、人性化的高水平自动化码头。

3 结语

考虑集装箱码头自动闸口在集装箱码头的地域限制等因素，以及自动闸口的独特重要作用，如何在充分利用有限资源基础上，使集装箱码头闸口能发挥更大作用，是对智慧港口建设的考验。为此，在充分验证自动闸口布局基础上，合理规划闸口布局模式，采用多站式、不停歇的三级闸口作业模式，根据闸口实际作用优化道口数量，有效提高闸口通行效率，优化港区内部交通状况，提升集装箱码头对外服务水平。集装箱码头自动化闸口设计受到口岸环境、作业模式等实际情况影响，自动化智能闸口在充分考虑实际因素的情况下，结合智能集装箱码头生产管理系统（iCTMS 系统）和“互联网+闸口”思维方式，提出了集装箱码头自动化处理过程中待检业务的处理新模式，解决了自动化集装箱码头闸口待检业务处理效率低的问题，使集装箱码头自动化闸口更加高效、智能、人性化，提高集卡在港内周转效率，减少闸口集卡等待时间，同时减轻闸口一线工人工作压力。本文基于在集装箱码头自动化闸口功能基础上，深入探讨研究了引入集卡司机“消费者”后，将集装箱码头待检业务的ToB 处理模式（集装箱码头业务人员处理）变更为ToC（集卡司机处理）的处理模式。同时，将新的“互联网+闸口”模式与山东港口青岛港前湾港区自动化智能闸口进行结合，对应用过程及效果进行研究，提升整体闸口效率20%左右。基于“互联网+闸口”的集装箱码头闸口思路进一步深化了集装箱码头闸口全流程自动化一站式解决方案，也为科技智慧港口建设与“互联网+”相结合提供出了先行经验。