港口集装箱智能视频数字理货信息技术研究(一)
中国港口集装箱码头信息技术应用现状与展望
中国港口集装箱码头 信息技术应用现状与展望
近
年来，中国集装箱码头在信息技 术方面投资一掷千金，从最基本
■ 朱静霞
的无纸化办公到整个作业线的实时管 理，从无线通讯到光学字符识别、射频 技术、ＧＰＳ 定位技术，许多刚走出实验 室的新技术在集装箱码头找到了用武 之地。 集装箱码头的迅猛发展催生了 信息技术迅速转化为生产力，中国集 装箱码头已经进入数字时代。
集装箱码头加速信息化建设 的动因
１ ． 全球集装箱码头信息化趋势 随着世界经济一体化和外贸经济 的迅速发展，集装箱运输逐渐成为当
今航运的发展方向，集装箱业务在港 口业务中增长最快、利润率最高。同时 集装箱装卸、堆存业务日趋标准化，集 装箱业务正朝着类似流水线方向发展。 在这种环境下， 集装箱码头操作必然 采用一切可以利用的信息技术提高码 头的信息处理能力、提高装卸效率、合 理利用堆场。集装箱总量稳居世界第 一的中国集装箱码头作为整个世界航 运界网络的一个举足轻重的环节对信 息技术有着同样的渴求。
２．庞大数据处理量和追求效率驱动 大规模集装箱码头处理的庞大数 据量用传统的手工或简单的电算化程 序已经无法及时处理，必须采用融合 了优化算法和人工智能性质的实时交
模仿阶段， 在世界范围内寻找并探索 更先进的信息技术解决自己的新问题， 力争在信息技术上高出一筹，已初露 世界集装箱码头领头羊的端倪。
建集装箱码头初期便确定采用什么样 的信息系统， 并保证信息系统实施和 码头建设同步进行。
３ ． 合资码头为引进技术提供渠道 集装箱码头合资为引进先进信息 技术打开方便之门。合资码头的合资 方多为国际集装箱码头和船公司巨头， 他们积累了多年码头和船公司的管理 经验，容易为合资码头所接受，他们也 积极将优秀的计算机管理系统引入合 资公司。对于合资公司可以采用“拿来 主义”直接使用，实施周期极短，没有 开发成本和投资风险。
４ ． 争做世界级集装箱码头的雄心 中国集装箱吞吐量雄居世界第一
国内先进码头应用在操作生 产和基础管理方面的信息技术
（一）用于码头作业方面的信息技术
１．码头操作系统（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｏｐｅｒ－ ａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ， 简称 Ｔ Ｏ Ｓ ）
Ｔ Ｏ Ｓ 是用于管理和控制码头作业 各个环节的计算机管理系统，主要包 括船舶计划、堆场控制、装卸船控制、 检查桥、计费、受理等， 是码头生产管 理的核心。多数集装箱码头采用了先 进的动态实时 ＴＯＳ 系统，实时反映系 统中箱信息，为码头计划和控制作业、
互 式 作 业 计 算 机 管 理 系 统 ，才能满的霸主地位和密切的国际交流，决定 足
大规模集装箱码头的装卸、堆存、收发
中国远洋航务 2006.8
了中国集装箱码头经营者们已经揭开 了国外码头的神秘面纱，已经走过了
箱及受理等各方面的要求。 因此， 新
收发箱提供最优方案，为客户提供便 Ｅ Ｄ Ｉ 主要用于集装箱码头与外界 号 的 主 要 原 因 是：由 于 箱 号 太 小 不
便 捷的服务。目前多数码头公司直接采 的数据交换。ＥＤＩ 基本功能：数据转换、
于装卸司机辨认，司机首先参照车牌
购国内外先进的 ＴＯＳ 系统，主流的有 数据格式化和报文通讯。在集装箱码
号装卸箱，于是集装箱入闸时需要将 美国 Ｎ ａ ｖ ｉ ｓ 公司的 Ｓ ｐ ａ ｒ ｃ ｓ ／ Ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ 头信息技术发展中，ＥＤＩ 起着非常关键
车牌号和箱号绑定入场。因此， 箱号
的作用。传统信息过程是：生产企业货 ｓ ｓ ， 和车牌号获取方式是入闸关键。目前
比利时的 Ｃ Ｏ Ｓ Ｍ Ｏ Ｓ ， 韩国的 Ｔ Ｂ Ｓ 物出口，首先会把这个信息用非标准
获取箱号和车牌号技术有光学字符识 系 格式传给货代公司，货代公司接到后
别（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，
再用另一个非标准格式传给报关行， 统，国内有上海海勃公司 ＴＯＰＳ 系统，
简称 Ｏ Ｃ Ｒ）、Ｉ Ｃ 卡、和无线射频技术 华东电子的 ＣＴＭＩＳ， 另外，和黄、新 然后再依次传给海关、商检、班轮公
（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ， 简 加坡港务在国内合资码头中使用的系 司、箱站、外轮理货、船代，在这个信 称 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ ）。Ｏ Ｃ Ｒ 主要用于箱号识别， 息的传递过程中，每一个传递环节都 统也非常出色。Ｔ Ｏ Ｓ 系统是码头作业
只需要在闸口投入 ＯＣＲ 设备即可 ，不 的灵魂，估计没有一个年吞吐量超过 在 使 用 自 己 的 非 标 准 格 式 ，而主要 需要协调卡车等外界因素， 但由于受 １ ０ ０ 万标准箱的集装箱码头能够容忍 数
识别技术和集装箱新旧程度限制，识
ＴＯＳ 系统停止运行超过 ８ 小时。究其原 据基本是一样的，这样做造成的最严 别率目前只能达到 ９６％左右，离不开人
因，是因为大型码头利用 ＴＯＳ 的自动 重的影响就是使口岸通关速度大大降
工干预。接触式 ＩＣ 卡读卡成功率接近 处理能力极大提高了生产效率，最大 低。Ｅ Ｄ Ｉ 就是在口岸建立一个公共平
１００％， 但除了码头需要投入ＩＣ卡读取
程度减少了人力，当系统停顿时，这些 台，把口岸进出口货物流通过程中数
设备外，还需要当地车辆管理部门牵 员工的手工处理能力根本不能替代系 据采用标准格式流转，使同一信息实
头确保每辆入闸卡车办理 ＩＣ 卡并到指 统处理能力，从而无法满足码头正常 现一次性输入反复使用，最大化实现 定地点读取信息。 非接触式的无线射 运作的数据处理需求。 信息资源的共享、整合和标准化，同时
频技术 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 是 Ｉ Ｃ 卡的换代产品，司 ２ ． 无 线 终 端 （ Ｒ ａ ｄ ｉ ｏ Ｄ ａ ｔ 保证了信息的准确性。通过这些标准 机不需要停车刷卡。ＲＦＩＤ 是一项很成 ａ 化报文，收发信息的各方可以利用自【港口集装箱智能视频数字理货信息技术研究】
熟的技术，已被国外高速公路自动收
Ｔｅｒｍｉｎａｌ， 简称 Ｒ Ｄ Ｔ ） 己的软件自动接收或生成文件，保证 费 站 广 泛 使 用 。伴 随 着 这 些 高 科 技
无线终端主要用于控制桥吊、轮 了船公司、码头、箱站、海关的数据的
的 胎吊、叉车和内拖车等装卸设备上，指 一致性，保障了基础数据的准确和有
使用和准确性提高，各码头正朝着无
挥司机操作。中央控制中心的操作指 效传递。 目前各码头广泛使用的 ＥＤＩ
人闸口方向迈进。 令通过无线信号传输到这些设备上， 信息有：船舶积载图（ＢＡＹＰＬＡ
（二）用于码头基础管理的信息技术 司机根据无线终端上显示的指令进行 Ｎ），舱单（Ｍ Ａ Ｎ Ｉ Ｆ Ｅ Ｓ Ｔ ），装箱单 除了码头作业方面大量采用前沿 操作。目前集装箱码头使用的主流传 （ Ｃ Ｏ Ｓ Ｔ Ｃ Ｏ ）， 集 装 箱 动 态
的 信 息 技 术 外 ，各 大 码 头 在 对 整 个 输频段是 ４００ＭＨｚ 和 ２．４ＧＨｚ。 无线 （Ｃ Ｏ Ａ Ｒ Ｒ Ｉ ／ Ｃ Ｏ Ｄ Ｅ Ｃ Ｏ ），船舶预配 码 终端通常与 Ｔ Ｏ Ｓ 系统配合使用，从 图
头的管理上也走在科技的前沿。下面
Ｔ Ｏ Ｓ 系统获得工作指令并将操作结果 （ＭＯＶＩＮＳ）等国际标准报文， 还有各 对目前国内集装箱码头在这方面采用
传回 ＴＯＳ 系统。采用无线终端技术彻 类小范围内自定义的报文。
的信息技术作简要介绍。 底改变了通过对讲机指挥生产的传统 ４．闸口集装箱号和车牌号识别技术
１ ． 视频监控（Ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｄ Ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ
调度模式，通过司机的操作达到实时 集装箱码头闸口通过速度直接影
ｔ 确认集装箱的场位变化和装卸状态。 响收发箱效率及码头的总体操作效率，
Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ， 简称 ＣＣＴＶ）． 无线终端是目前大码头用于实时确认 也是与外界如海关、箱站、货代等交接
随着集装箱码头规模巨型化，堆 集装箱位置变化的主要工具。由于无 设备与信息的汇集点。码头致力于采
场面积和作业岸线越来越大， 利用目
线终端设备价格昂贵，许多码头仅限 用各种先进技术提高闸口通过能力，
测方式已不能掌控场地作业情况，海 于轮胎吊、叉车和船边理货作业，但随 因此闸口是高科技荟萃的地方，是了
关、边防也提出采用视频监控的要求，
着吞吐量的提高和对管理的要求提高， 解码头水平的一个窗口。获得箱号和 因此，ＣＣＴＶ 在大小码头应用非常普
各码头正投入巨资在集装箱卡车上安 车牌号的速度很大程度上决定了闸口
及。采用视频监控，可以直观地了解作 装无线终端，实现所有设备的集中调 通过能力。集装箱信息如箱号、箱形、
业和场地情况、及时解决作业冲突、合
度。目前国内集装箱码头采用的无线 尺寸、重量、目的港、卸货港等通常在
理科学地进行作业安排。Ｃ Ｃ Ｔ Ｖ 覆盖 终端设备以国外产品为主， 投资较大， 进入闸口之前已从不同渠道到达码头
范围广、使用方便，可以实现对整个集
难以为中小码头所接受。国产替代产 ＴＯＳ 系统。入闸时，只要得到箱号，其
装箱码头的集中监控。 品正在走向成熟。 他信息会自动调出并分配给集装箱以
３ ． 电子数据交换系统（ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ 合适的场地位置。闸口需要获得车牌
２ ． 办公自动化
中国远洋航务 2006.8
港口・信息化
头 全 天 候 作 业 ，公 司 局 域 网 的 安 训欠缺，很多计算机系统的功能用不 全 性
上；职工仍习惯于纸面信息传递；有些
和稳定性不逊色于金融系统。办公实
完全可以根据系统指令执行的工作，
现了无纸化，为保证出差外地员工与
却任凭员工根据自己的习惯执行；同
公司保持联系畅通，多数码头实现了
样的系统，同样的船，配载合理性却大
通过 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 访问公司邮件系统的
相径庭，等等。因此，信息化需要经营
功
管理的现代化和规范化。从长远看，码
能，使用比较广泛的有微软 Ｏ Ｗ Ａ
头的硬件投资和信息投资都是有限的，
（Ｏｕｔｌｏｏｋ Ｗｅｂ Ａｃｃｅｓｓ）等。
需要码头经营者向资源管理要效益、
３ ． 网站动态查询系统
向人员管理要潜力。
集装箱码头网站的开发使用是码
２．随着码头作业的标准化步伐加
头信息化技术应用的一个重要方面。
快，现场作业人员将减少
网站不仅是码头公司对外宣传的窗口，
目前鹿特丹港和汉堡港已实现了
更是码头为客户提供及时、便利、优质
装卸过程的无人化。即除了桥吊有司
服务的窗口。很多码头将业务流程查
机驾驶外，地面拖车、轨道吊装卸箱都
询、箱动态、业务查询、受理和提箱预
是 无 人 驾 驶 的 。国 外 往 无 人 码 头
约、费收查询等放在公司网站上。
方 向
４．财务、人事、设备管理软件一应
发展的动力是最大限度减低人工成本
俱全
和减少人员伤亡，同时也增加了场箱
集装箱码头的信息化可谓武装到
位的准确性。这将是码头发展的趋势。
牙齿，只要能提高工作效率的信息技
无人码头采用的信息技术包括差分卫
术都能都在码头找到合适的市场。码
星定位技术 ＤＧＰＳ，防撞技术 Ａｎｔｉｃｏｌ－
头的财务、人事工资、设备管理等方面
ｌｉｓｉｏｎ 、自动纠偏技术 Ａｕｔｏ－ｓｔｅｅｒｉｎｇ
都采用专用软件。由于财务、人事、设
等等。目前这些技术正在被国内各大
备方面的管理各不相同，且这些软件
港口陆陆续续采用。但无人装卸码头
的采购成本远低于 ＴＯＳ 系统， 各码头
不是国内码头追求的目标，因为，它涉
采用的相关计算机系统是仁者见仁，
及整个码头场地和设备的改造，投资
智者见智，因此，这些方面没有主流
巨大，另外，我国的人力资源相对丰
的、公认的系统。
富。但这些先进技术会被用来提高作
５ ． 冷箱远程监控和温度自动记录
业效率， 降低成本。
进出口冷冻保鲜货物对温度的控
３ ． Ｔ Ｏ Ｓ 将更加智能化
制要求很高，码头必须定时记录冷箱
集装箱码头场地堆存的箱量数以
温度。目前主要采用人工抄表的方式。
万计，每天装卸箱量也是成千上万。码
国内个别冷箱进出口大港已经采用了
头作业的目标是合理计划这些箱子以
冷箱远程监控系统，定时自动抄表。只
减少不必要的移动，以最少的装卸动
是由于安装调制解调器的冷箱尚未普
作、最小的移动距离完成装卸、收发箱
及，冷箱远程监控能够监控到的冷箱
业务，即最大限度降低成本。这些优化
比例不大。但冷箱安装调制解调器是
过程涉及场地、时间、航线、装卸设备
将来冷箱监控的趋势，随着可监控的
等因素。因此，码头作业有很大的优化
冷箱比例加大， 采用冷箱监控技术的
空间。ＴＯＳ 系统发展趋势是智能化、自
集装箱码头会越来越多。
我学习化。目前能看到的趋势是：自动
配载 （ＡｕｔｏＳｔｏｗ）， 即按照系统预设
ＭＡＲＩＴＩＭＥ ＣＨＩＮＡ
照预设策略和规则选择最优位置的集 装箱满足收发箱要求。
４ ． 口岸单位加强信息合作 集装箱码头信息化顺利发展需要 有口岸环境的同步发展来支持。随着 ＥＤＩ 在航运界的普及，全球船公司和码 头公司已经实现了信息共享，缩短了 运输周期。但码头公司和海关、检验检 疫、海事等口岸部门信息共享仍然欠 缺。尽管每个口岸部门都有适合于本 部门的计算机系统，但面向客户的信 息各有各的规范，没有统一标准，影响 了口岸信息处理效率，大大影响货物 流转速度。若能实现船公司、码头、海 关、检验检疫各单位之间的数据标准 化和信息共享，可以想象，即使在没有 新增投资的情况下，整个口岸环境和 码头效率将得到极大的改善。
５、ＥＤＩ 应用将更加广泛 目前，ＥＤＩ 标准作为联合国与国际 标准化组织联合制定的国际标准正在
为 越 来 越 多 的 国 家 所 接 受 。随着物流 业流通加快，货代、船公司、码头、箱 站等 ＥＤＩ 使用内容将更全面、应用也将 更加广泛，逐渐辐射到费收、结算等。 Ｅ Ｄ Ｉ 传输形式也正由点到点的专线模 式发展为 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 模式，具体是指利用 先进的国际互联网、服务器等电子系 统和电子商业软件运作的全部商业活 动，包括利用电子邮件提供的通信手 段在网上进行的交易。
随着全球经济融合步伐加快，物
流业将越来越发达，货物流转速度呈 加速趋势。集装箱码头作为全球物流 运转的枢纽对作业效
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