码头泊位辅助管理系统的设计与实现

    王颖 张成 何珂 张栋

    中图分类号：F279 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2020）07-100-03

    摘 要 随着海上平台作业任务的增加，陆地与平台间船舶的往返越来越频繁，传统靠手工和邮件方式的码头泊位调度已经很难适应。借助信息化技术可以极大的改善现有状况，本文就码头泊位辅助系统的设计和实现进行了阐述，介绍了系统实现的功能及细节。

    关键词 泊位辅助 码头管理 信息化 船舶调度

    传统的码头管理通常使用监控和对讲机完成船舶靠泊作业的调度工作，但在一些码头长度长，泊位多，船舶装船作业经常处于多任务模式（加油、加水、输灰、输泥浆、件杂货装载等）的码头，这种模式效率低、错误率高、严重依赖人员经验的缺点就会显现出来。而多数码头泊位作业设施并不集中，目前的船舶停靠主要靠船舶调度员的经验进行泊位安排。船舶靠泊自动调度系统会根据具体装船作业任务，船舶及泊位的数据信息，同时依据当天船舶靠泊纪录及门机的使用情况，自动规划船舶靠泊泊位，优化码头泊位利用。

    随着企业信息化、数字化的要求及大数据、物聯网、人工智能等技术的逐步完善，使用信息化技术提升码头作业管理已经成为了一种新的手段。

    一、系统功能简介

    船舶信息管理：包括船舶的长度，类型、船东等信息。

    码头泊位信息管理：包括泊位数量、长度，加油输灰加水接电装置的位置，门机的作业范围，其他设施的位置尺寸等。

    船舶预计靠泊信息管理：第二天船舶靠泊信息录入，系统根据此信息分配泊位。

    作业信息管理：船舶的加油、加水、输灰、输泥浆、装载等作业，系统需要根据不同的作业类型安排带相应接口的泊位。

    自动靠泊：系统会根据船舶的到港时间（基于AIS系统监控预计靠泊船舶的位置）、作业类型，提前规划泊位信息。

    手动靠泊：船舶调度可以根据实际情况手工调整船舶的泊位信息。

    数据统计：系统可根据泊位长度和船舶停靠情况，自动统计泊位的使用及剩余情况，当有新船靠泊时，系统会自动根据没有船只停靠的泊位与船舶的长度信息，自动推荐该船可以停靠的泊位，由现场人员确认后，进行船舶的停靠。

    图形可视化：系统可以图形化的形式显示码头实时的作业状况，包括船舶靠泊位置、作业内容、门机作业内容、资源调配分布等。

    接口管理：业务涉及到多个已建成的信息系统，所以系统需要与相关系统进行业务与数据的有效衔接，为企业搭建多级信息化的信息结构，增强公司系统架构，方便整合数据管理平台，减少重复性工作，提高工作效率奠定基础。在系统项目设计期间，应在基本保持原有接口业务衔接的前提下，加强系统与外围系统的集成。通过借鉴其他项目接口设计、开发和实施方面的成功经验，根据码头泊位辅助管理系统项目的特点及运作环境，并考虑未来推广实施的要求，对这些接口进行必要的新增和调整。涉及的外部系统包括SAP远程物流、生产动态执行系统、AIS系统等。数据交互的方式支持标准接口、数据文件导入、标准Web Service接口等多种方式[1]。

    二、码头泊位辅助管理系统的开发与实现

    （一）系统实现目标

    通过IT创新，协同各部门信息传递，实现信息透明度，提高现场工作效率。通过与AIS系统接口，实现船舶到港时间预估，为船舶调度提前预警。根据船舶到港时间、长度、任务，自动判断和分配泊位。可以手动拖动船舶以更改泊位信息，系统会根据规则对不正确的停靠给出警告信息。系统会根据船舶的作业任务类型，产生机具调配任务，将需要的机具移调到作业现场。一个泊位可以停靠多艘船舶，系统根据停靠时间自动排序停靠。系统可以和船舶信息系统、AIS系统、生产执行系统进行对接。

    （二）系统设计

    1.系统框架

    系统主要有上述几个模块构成，其中任务调度管理、规则管理、可视化管理是核心。

    2.任务调度管理

    任务分为靠泊任务、作业辅助任务、人员分配任务、物资调配任务，靠泊任务根据船舶到港时间、作业类型、船舶大小自动产生，现场调度人员可以根据实际情况进行调整。系统根据船舶停靠后的作业类型自动产生配套的作业辅助任务（加油任务、输灰任务等）。作业任务确认后会自动产生相应的人员及物资调配任务。系统会根据人员、物资等资源整体的使用情况进行任务的调整。系统也可以为优先级高的任务优先分配相应的资源[2]。

    3.规则管理

    系统采用标准的规则引擎来进行设置规则的管理，规则引擎能够提供友好的配置环境，现场用户可以方便简单的对规则进行修改。规则包括：

    任务优先级配置规则：可以根据船舶航线、天气情况、到港时间、所经平台、运输物资、SAP系统要料紧急程度、资源占用情况等配置任务的优先级。

    泊位推荐规则：根据船舶大小、作业任务、到港时间、作业任务时长、资源配置情况推荐船舶靠泊泊位。

    辅助任务产生规则：根据船舶到港时间、作业任务、资源配置产生辅助任务，需要考虑资源合理性安排[3]。

    4.可视化管理

    界面是与用户交互的最直接的方式，友好的用户体验能够更好的激发现场使用者的热情，所以良好的设计可以提升系统的价值，系统的可视化包括一下几个方面：

    领导驾驶舱：领导通过大屏幕可以看到按月、周、天的船舶靠泊情况、资源使用情况等信息，通过交互可以查看信息明细。

    调度交互界面：图示化的船舶靠泊管理、资源分配管理及任务管理等。

    现场作业手持界面：现场作业人员可以通过手机、PAD等设备查看任务分配情况，汇报任务完工，现场拍照及信息交互。

    （三）系统开发

    1.靠泊计划

    靠泊计划支持创建未来几天的靠泊计划，计划中包括计划靠泊时间、计划离泊时间、船舶名称、作业量、备注等。

    靠泊计划查询是针对历史离泊船只进行数据查询，包括解系揽信息、移泊信息、卸船作业、装船作业、离泊信息，支持按时间段、状态等组合查询。靠泊计划支持通过拖拽的方式实现快速靠泊，有效的针对现场快速反应的业务情况，便于用戶接听电话等情况下同时对系统进行记录、操作。

    2.拖拽式靠泊作业

    拖拽式靠泊作业即通过鼠标拖动船只完成作业，对比传统的手工录入创建数据的形式具备更加快捷、高效的优势。

    智能靠泊验证提高了靠泊数据的真实性，如内档无船只不支持二挡靠泊等验证。让系统操作更贴近实际情况。

    3.实时作业动态展示

    实时作业动态展示功能是对实际靠泊的船只以及作业情况图形化展示，展示的船舶位置与实际的靠泊情况真实高度还原，该界面支持高分辨率显示，可通过LED大屏幕展示在大厅等位置，让作业情况透明、公开、可视度高，真正做到数字码头的业务高效运转，提高了业务与管理能力[4]。

    4.码头作业计划

    码头作业计划主要针对第二天的作业需求进行绘制发布，船舶支持多颜色标记，让系统界面美观、醒目。

    每日计划支持多个版本保存，便于追溯。同时对历史版本支持快速复制拷贝，从而更高效的绘制下一阶段的工作计划。

    三、结语

    系统上线运行以来，为现场调度工作带来了极大的改善，船舶调度在办公室即可完成泊位分配、任务分配、资源调度等方面的工作；领导通过大屏可视系统能够实时观看到现场作业及资源使用情况，为领导进一步决策提供了实时、准确的数据。系统充分考虑了资源的合理性分配，在任务切换时间等细节上进行了优化，使得现场工作效率得到了极大的提高，降低了企业的运营成本。

    参考文献：

    [1]王小君，卢昱明.大数据分析下的船舶调度方法研究[J].舰船科学技术，2018（2）.

    [2]甘勇，齐欢，肖恒辉.三峡-葛洲坝联合调度下的船舶调度优先级算法[J].交通与计算机，2006（6）.

    [3]寿涌毅，赖昌涛，吕如福.班轮船舶调度多目标优化模型与蚁群算法[J].交通运输工程学报，2011（4）.

    [4]杨洪芹.自动化船舶调度管理系统[J].世界海运，1996（5）.