集装箱码头生产作业系统的计算机智能化管理

集装箱码头生产作业系统的计算机智能化管理

摘要
天津港的集装箱码头始建于1980年，经过30多年的工作实践，已经积累了丰富的集装箱装卸、疏运作业经验。
本文试以天津港集装箱码头不断引进和开发智能化的计算机生产作业系统，阐明船舶的装卸作业、进出口集装箱的集疏港、特种箱管理、航陆运杂作业等已经具备了现代化集装箱码头的管理水平。
文章通过研究天津港集装箱码头的标准作业流程，论述如何利用高效的网络通信、成熟的计算机控制、先进的程序算法、智能的业务处理等提升生产过程的重要环节，使其更加自动化和智能化，促进码头的实际生产作业。
文章基于已投产的集装箱码头生产作业系统，研究其程序内部的数据流程和业务逻辑，遵照现行的生产管理方式，全面提升软件性能，尽可能的实现自动化和智能化操作，例如：码头堆场的可视化监控、GPS辅助龙门吊装卸、模拟集卡行驶路线、智能闸口自动化收提箱、射频卡无线数据传输、出口船图的自动配载、EDI电子报文自动接收和发送等。实现减免部分人工操作，逐步自动化和智能化生产作业系统。
文章立足于标准的集装箱作业工艺和生产流程，探讨怎样通过成熟的开发模式和先进的开发工具，发挥先进的硬件设备和软件程序相结合带来的优越性，向统一的、更加智能和自动的生产操作发展。集装箱码头的生产作业系统作为港口业务的核心内容，可以提高整个港口的集装箱吞吐量和客户服务水平，进而提升港口的综合竞争实力。
最后，对生产作业系统自动化和智能化开发和应用方面进行了总结和展望。

关键词：数据库、软件开发工具、可视化、GPS定位、智能闸口、射频卡、箱号识别、EDI自动化
ABSTRACT
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Key Words: database, software development tool, visualization, GPS, auto-gate, RFID, container number auto-recognition, automated EDI

目录
第1章 引言 1
1．1 概述 1
1．2 国内外的研究现状 2
1．3 论文的主要研究内容 2
1．4 论文的章节结构 3
第2章 系统开发环境 4
2．1 CTIOS的软件开发工具 4
2．1．1 微软公司的C++开发工具 4
2．1．2 SYBASE公司的PowerBuilder开发工具 5
2．2 CTIOS的数据库平台 6
2．2．1 Oracle 10g产品的技术优势 7
2．2．2 Oracle 10g产品的安全性 7
2．2．3 Oracle的强大后台运算能力 8
2．2．4 Oracle的管理存储程序 9
2．3 集装箱码头智能化生产作业系统的应用现状和运行环境 10
2．3．1 CTIOS的自动化和智能化方面 10
2．3．2 CTIOS的运行模式和环境 10
2．3．3 CTIOS系统运行的环境拓扑图 11
第3章 系统需求分析 12
3．1 用户提出需求 13
3．1．1 集装箱码头的可视化生产控制系统 14
3．1．2 集装箱码头的闸口自动化系统 14
3．1．3 集装箱码头的自动配载系统 15
3．1．4 集装箱码头的EDI自动发送接收系统 16
3．2 可行性研究 16
3．2．1 经济可行性分析 16
3．2．2 技术可行性分析 18
3．3 需求分析 20
3．3．1 码头可视化生产控制系统的需求分析 20
3．3．2 码头闸口自动化系统的需求分析 21
3．3．3 出口集装箱自动配载系统的需求分析 23
3．3．4 EDI自动发送接收系统的需求分析 24
3．4 非功能需求 25
3．5 运行环境需求 26
3．5．1 软件环境 26
3．5．2 硬件环境 26
第4章 系统智能化模块设计 27
4．1 系统设计思路 27
4．2 系统设计目标 27
4．3 系统设计原则 27
4．4 系统开发平台、体系结构和开发模式 28
4．4．1 系统开发平台 28
4．4．2 系统体系结构 28
4．4．3 系统开发模式 29
4．5 系统模块设计 30
4．5．1 可视化生产控制系统的核心功能设计 30
4．5．2 闸口自动化系统的主要功能设计 31
4．5．3 自动配载系统关键功能的设计 33
4．5．4 EDI自动发送接收主要功能的设计 37
4．6 系统数据库设计 39
4．6．1 数据库的选择 39
4．6．2 数据库的设计规范 39
4．6．3 可视化生产控制系统核心功能的标准设计 40
4．6．4 闸口自动化系统主要功能的标准设计 42
4．6．5 自动配载系统关键功能的标准设计 44
4．6．6 EDI自动发送接收系统的标准设计 47
第5章 系统模块实现 51
5．1 可视化生产控制系统核心功能实现 51
5．1．1 堆场及集装箱分布图的数据表创建 51
5．1．2 机械运行状态的更新过程 51
5．2 闸口自动化系统主要功能实现 52
5．2．1 箱号自动识别的接口实现 52
5．2．2 系统接收箱号的代码实现 53
5．2．3 系统传送收箱数据进行找位的实现 54
5．2．4 后台实现找位 54
5．3 自动配载系统关键功能的实现 55
5．3．1 自动配载系统校验船型结构 55
5．3．2 自动配载系统校验船图 56
5．4 EDI自动发送接收系统的实现 57
5．4．1 EDI报文格式定义 57
5．4．2 EDI自动发送参数配置 57
5．4．3 EDI自动发送报文的指令生成 58
5．4．4 EDI自动接收的实现 58
第6章 系统模块测试和绩效分析 60
6．1 确定系统测试的方法和测试用例 60
6．2 可视化生产控制系统核心功能的测试 60
6．2．1 堆场集装箱分布画面 60
6．2．2 龙门起重机（RTG）定位和操作画面 61
6．2．3 集装箱拖车的分布图 62
6．2．4 GPS辅助龙门吊装卸集装箱的详细过程 62
6．2．5 可视化生产控制系统的测试结果分析 63
6．3 闸口自动化系统主要功能的测试 63
6．3．1 闸口自动化系统的前端数据采集 63
6．3．2 闸口自动化系统的集中控制中心 64
6．3．3 闸口自动化系统的集中验残 65
6．3．4 闸口自动化系统的缓冲区管理 66
6．3．5 闸口自动化系统的测试结果分析 66
6．4 船舶自动配载关键功能的测试 66
6．4．1 自动配载的预配分组 66
6．4．2 自动配载的参数设置 67
6．4．3 运行自动配载 68
6．4．4 配载图的检验 68
6．4．5 自动配载测试结果的分析 69
6．5 EDI自动发送接收系统的测试 69
6．5．1 EDI自动发送报文格式 69
6．5．2 EDI自动发送参数设置 70
6．5．3 EDI自动接收设置参数 71
6．5．4 EDI自动发送接收系统的测试结果分析 71
6．6 绩效分析 72
6．6．1 可视化生产控制系统核心功能的绩效分析 72
6．6．2 闸口自动化系统主要功能的绩效分析 72
6．6．3 自动配载主要功能的绩效分析 73
6．6．4 EDI自动发送接收系统主要功能的绩效分析 73
6．6．5 总体绩效分析 73
第7章 结论和展望 74
7．1 结论 74
7．2 进一步工作方向 75
致谢 76
参考文献 77