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
....

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