新型集装箱码头智能理货系统设计
济源智慧港口系统设计方案
济源智慧港口系统设计方案智慧港口系统是一种基于物联网技术的智能化管理系统，在港口物流、贸易、安全等方面发挥着重要作用。
下面是针对济源智慧港口系统的设计方案。
一、系统架构济源智慧港口系统包括物流管理子系统、贸易管理子系统和安全监控子系统。
物流管理子系统负责港口货物的运输、仓储等管理；贸易管理子系统负责港口进出口贸易的管理；安全监控子系统负责保障港口安全。
二、物流管理子系统设计1. 货物追踪：通过物联网技术，为货物安装传感器，实时追踪货物运输情况，提供准确的货物位置信息。
2. 船舶调度：根据船舶进港计划和货物量，自动调度船舶进出港时间，减少船舶等待时间和港口拥堵。
3. 仓储管理：利用自动化设备，优化仓储布局，提高货物的存储效率。
4. 进出港流程优化：建立电子通关系统，实现货物的快速通关，减少不必要的等待时间。
三、贸易管理子系统设计1. 进口管理：建立进口管理平台，实现进口货物的申报、审核等各项手续的在线化处理，提高进口货物通关效率。
2. 出口管理：建立出口管理平台，实现出口货物的申报、审核等各项手续的在线化处理，提高出口货物通关效率。
3. 电子支付：引入电子支付技术，实现港口贸易结算的自动化处理，提高支付效率和安全性。
四、安全监控子系统设计1. 智能监控：通过视频监控、传感器等设备，全天候监控港口安全状况，及时发现和处理安全隐患。
2. 安全预警：建立预警系统，根据港口安全数据和分析结果，提前预警港口安全事故，并采取相应措施。
3. 安全管理：建立港口安全管理平台，实现对港口安全事故的记录、分析和报告，以及对安全隐患的整改和管理。
五、其他设计要点1. 数据共享：各子系统之间实现数据共享，提高系统的整体效能。
2. 接口标准化：采用行业标准的接口技术，使系统具备可扩展性和兼容性。
3. 数据分析与决策支持：建立数据分析与决策支持系统，在对港口运营数据进行分析的基础上，提供决策支持。
4. 可视化展示：通过数据可视化技术，将港口运营数据以图表、地图等方式展示给管理者，提升数据的可理解性。
ai港口智慧系统设计方案
ai港口智慧系统设计方案智慧港口系统是基于人工智能和物联网技术，用于提升港口运营效率和安全性的一种智能化解决方案。
下面是一个设计方案的概述，包括系统架构、主要功能和实施步骤。
1.系统架构智慧港口系统的架构包括前端设备、传感器网络、云平台和后端应用。
前端设备包括摄像头、门禁系统和车辆识别系统等，用于采集港口的实时数据。
传感器网络负责将传感器数据传输到云平台进行处理和分析。
云平台负责对数据进行存储、分析和对外服务。
后端应用包括运维管理系统、安全监控系统和物流管理系统等。
2.主要功能（1）车辆流量监测：通过车辆识别系统和摄像头进行车辆进出港口的监测和统计，实时更新车流量信息。
这个功能可以提供数据支持给物流管理系统，帮助管理者更好的调配资源。
（2）智能安全监控：通过摄像头和智能分析算法，对港口区域进行实时监控，识别异常行为和安全隐患，并向相关人员发送预警信息。
这个功能能有效提升港口的安全性和应急响应能力。
（3）货物跟踪和追溯：通过物联网技术和RFID标签，对货物进行实时跟踪和追溯。
这个功能可以提供货物的准确位置信息，帮助物流管理人员更好地掌握货物流动情况，并及时解决潜在问题。
（4）远程监控和远程操作：通过云平台，可以实现对港口设备的远程监控和控制。
这个功能可以帮助管理人员及时发现设备故障和异常情况，并进行远程维护和操作，提高设备的可用性和运行效率。
（5）大数据分析和决策支持：云平台上的数据可以进行大数据分析和挖掘，通过数据建模和预测算法，帮助管理人员更好地了解港口的运营情况，并做出更明智的决策。
3.实施步骤（1）需求分析：与港口管理部门合作，了解其需求和痛点，明确系统的功能和性能需求。
（2）系统设计：基于需求分析，设计系统的架构和模块，选择合适的传感器和设备，设计数据采集和传输方案。
（3）系统开发：根据设计方案开发系统的前端设备、传感器网络和后端应用，同时搭建云平台进行数据存储和分析。
（4）系统集成和测试：将开发好的模块进行集成，完成整个系统的搭建，并进行功能和性能测试。
基于人工智能的集装箱码头智能理货系统
基于人工智能的集装箱码头智能理货系统在全球贸易日益繁荣的今天，集装箱运输扮演着至关重要的角色。
而集装箱码头作为货物装卸和转运的关键节点，其运营效率和准确性直接影响着整个物流链的畅通。
为了应对不断增长的货物吞吐量和日益严格的服务质量要求，基于人工智能的集装箱码头智能理货系统应运而生。
一、传统集装箱码头理货的挑战在过去，集装箱码头的理货工作主要依赖人工操作。
理货员需要在码头现场对集装箱进行逐一检查、记录和核对相关信息，如箱号、货物种类、数量等。
这种方式不仅效率低下，而且容易受到人为因素的影响，导致数据不准确、工作失误等问题。
首先，人工理货需要大量的人力投入，而且工作环境较为恶劣，劳动强度大。
理货员需要长时间在户外工作，经受风吹日晒雨淋，容易导致疲劳和工作积极性下降。
其次，人工记录数据的速度有限，难以满足快速装卸货物的需求。
在繁忙的码头，货物的装卸速度往往很快，如果理货工作跟不上节奏，就会造成货物积压和延误。
此外，人工理货容易出现差错，例如看错箱号、记错货物信息等。
这些错误可能会引发一系列的问题，如货物错发、客户投诉等，给码头运营带来不必要的损失和麻烦。
二、人工智能在集装箱码头理货中的应用随着人工智能技术的不断发展，其在集装箱码头理货中的应用也越来越广泛。
人工智能技术主要包括图像识别、大数据分析、机器学习等，这些技术的应用极大地提高了理货的效率和准确性。
图像识别技术是智能理货系统的核心之一。
通过在码头安装高清摄像头，对集装箱进行实时拍摄，并利用图像识别算法自动识别集装箱的箱号、封号等信息。
与传统的人工抄录相比，图像识别技术不仅速度快，而且准确性高，能够有效地避免人为差错。
大数据分析技术则可以对码头的货物流量、流向、装卸时间等数据进行分析和预测，为码头的运营管理提供决策支持。
例如，通过分析历史数据，可以合理安排码头的作业计划，优化资源配置，提高码头的运营效率。
机器学习技术可以让智能理货系统不断学习和改进。
集装箱码头远程控制智能堆场系统设计及实施
集装箱码头远程控制智能堆场系统设计及实施一、系统设计1. 智能码头管理系统智能码头管理系统是整个远程控制系统的核心部分，它通过物联网技术实现对集装箱堆场的实时监控和管理。
系统可以实时获取集装箱的位置、状态和数量等信息，同时还可以实现对集装箱的智能分拣、堆放和提取操作。
这样一来，可以大大提高堆场的利用率和装卸效率，减少人为操作带来的错误和损耗，从而提高码头的整体运营效率。
2. 远程监控系统为了确保堆场的安全和秩序，远程监控系统是必不可少的。
该系统通过高清摄像头和传感器设备，实现对整个堆场的24小时监控。
系统还可以通过人脸识别和车辆识别技术，对出入堆场的人员和车辆进行实时监测，确保堆场内部的安全环境。
系统还可以实现对堆场各个角落的监控和巡视，一旦发生异常情况即可迅速做出反应，并及时通知相关人员进行处理。
3. 智能装卸设备为了进一步提高堆场的运营效率，智能装卸设备也成为了远程控制系统的一部分。
系统可以通过自动化堆垛机、无人驾驶叉车等设备，实现快速、精准的集装箱装卸作业。
系统还可以通过智能调度算法，实现对装卸设备的动态分配和调度，最大限度地优化作业效率和节约运营成本。
二、系统实施1. 信息化基础建设在进行远程控制智能堆场系统实施之前，首先需要对整个码头的信息化基础进行升级和建设。
包括完善网络设备、增加传感器设备、更新数据中心等，保障系统的稳定运行和数据的实时传输。
2. 系统集成和调试远程控制智能堆场系统实施过程中，系统的集成和调试显得尤为重要。
需要根据具体的堆场情况，对系统进行个性化配置和定制化开发，确保系统可以完全适应码头的实际运营需求。
还需要不断进行系统的调试和优化，保证系统的稳定性和安全性。
3. 人员培训和技术支持系统实施过程中还需要对相关人员进行培训和技术支持。
只有员工掌握了系统的操作方法和维护技巧，才能保证系统的正常运行。
及时的技术支持也是保障系统顺利实施的关键，一旦出现故障或问题，可以迅速得到解决和处理。
智慧港口系统设计设计方案
智慧港口系统设计设计方案智慧港口系统设计方案1. 概述智慧港口系统是一个综合性的管理平台，通过引入物联网、大数据、人工智能等技术，对港口内的各种设备、车辆和人员进行实时监控、管理和调度，从而提高港口的运营效率、安全性和服务质量。
2. 系统架构智慧港口系统由以下几个关键模块组成：- 数据采集模块：通过传感器和监控设备采集港口内的各种数据，例如温度、湿度、气压、安全监控摄像头等。
- 数据传输模块：将采集到的数据通过无线网络、以太网等方式传输至数据中心。
- 数据存储模块：将采集到的数据存储于云端服务器或本地服务器中，以备后续分析和处理。
- 数据分析模块：对存储的数据进行实时分析，提取有价值的信息，并针对港口运营进行预测分析和优化。
- 调度管理模块：根据分析结果，对港口内的设备、车辆和人员进行调度管理，以最大程度地提高资源利用率和运营效率。
- 用户界面模块：为管理员和用户提供友好的图形化界面，方便其查看港口运营情况、发布任务和查询数据等操作。
3. 功能设计智慧港口系统应具备以下功能：- 港口设备管理：实时监控设备的状态、运行情况，并对设备进行故障预警和维护调度。
- 车辆调度管理：实时监控车辆的位置和状态，为各种作业任务分配合适的车辆，并优化车辆的行驶路线。
- 人员管理：实时监控港口内的人员位置和动态，确保港口内安全管理的有效性。
- 货物跟踪管理：通过RFID、二维码等技术，对货物进行跟踪管理，包括入库、出库、转运等环节。
- 数据分析与预测：对采集到的大数据进行分析和挖掘，提取规律性信息，并对港口的运营状况进行预测和优化。
- 任务发布与指派：根据港口的实际运营需求，发布任务并指派给合适的设备、车辆和人员执行。
- 安全监控与预警：通过摄像头和传感器等设备，对港口内的安全状况进行监控和预警处理。
4. 数据安全与隐私保护智慧港口系统作为一个重要的信息系统，必须确保数据的安全性和隐私保护。
可以采取以下措施：- 数据加密：对采集、传输和存储的数据进行加密处理，防止数据泄露和篡改。
智慧码头 系统设计方案
智慧码头系统设计方案智慧码头是利用物联网和人工智能技术对传统码头进行升级改造的方案，旨在提高码头的运营效率、安全性和服务质量。
以下是一种智慧码头的系统设计方案。
1. 系统架构设计：智慧码头系统采用分层设计，包括感知层、传输层、数据处理层和应用层。
感知层：安装传感器和视频监控设备，用于实时监测港口环境和船舶动态信息，收集港口各种数据，如气象、水质、港口设备状态、船舶到港等。
传输层：通过物联网技术将感知层的数据传输至数据处理层。
使用传感器网络、无线通信等技术实现数据的实时传输和通信。
数据处理层：对传输过来的数据进行实时处理和分析。
将数据进行清洗和整理，提取有用的信息，如船舶实时位置、货物实时状态等。
利用大数据分析和人工智能算法，进行数据挖掘和预测分析。
应用层：将处理后的数据应用于智慧码头的各项功能，如船舶调度管理、集装箱运输管理、安全监控、环境保护等。
提供用户界面和接口，使用户能够方便地使用系统。
2. 功能设计：智慧码头系统拥有多项功能，包括船舶调度管理、集装箱运输管理、安全监控和环境保护等。
船舶调度管理功能：通过实时监测船舶位置和预测到港时间，提供船舶调度优化方案。
根据船舶和货物信息，自动分配卸货或装货的泊位和设备，提高码头的作业效率。
集装箱运输管理功能：实时监测集装箱位置和状态，提供集装箱运输链路的可视化管理，并进行货物追踪。
提供自动化、智能化的堆场管理系统，实现快速堆放和提取集装箱，减少堆场空置时间。
安全监控功能：通过视频监控和智能识别技术，实时监控港口环境和设施，发现异常情况并及时报警。
对船舶进行实名制管理和人脸识别，增强安全性。
环境保护功能：通过监测港口水质、大气质量等环境参数，提供环境保护管理方案。
对船舶废气和废水进行监管，降低港口对环境的影响。
3. 技术支持：智慧码头系统采用物联网技术、云计算和人工智能等先进技术支持。
通过传感器网络和无线通信，实现对港口各项数据的实时采集和传输。
利用云计算平台，提供强大的计算和存储能力，支持大数据的处理和分析。
集装箱码头远程控制智能堆场系统设计及实施
集装箱码头远程控制智能堆场系统设计及实施随着全球贸易的不断发展，集装箱运输成为了货物国际贸易的主要方式之一。
而集装箱的装卸及堆放工作则是集装箱运输的重要环节之一。
为了提高码头的运输效率、降低成本、提升安全性以及适应自动化和智能化发展的趋势，远程控制智能堆场系统应运而生。
本文将对这一系统的设计及实施进行探讨。
一、设计原理1. 系统构成远程控制智能堆场系统主要由集装箱码头管理系统、集装箱堆场自动化系统、远程通信系统、智能监控系统等组成。
集装箱码头管理系统主要负责计划、调度、监控和管理集装箱的装卸作业；集装箱堆场自动化系统主要负责集装箱的堆放、取箱和移位；远程通信系统主要负责系统各部分之间的数据和信息传输；智能监控系统主要负责集装箱堆场的视频监控、安全监控等。
2. 设计思路远程控制智能堆场系统的设计思路主要是以实现自动化、智能化、远程化为目标。
系统能够实现对堆场的实时监控和远程操作，提高了工作效率，降低了工作强度，减少了人为失误的可能性，同时也提高了码头的安全性和稳定性。
3. 技术支持系统的设计还需要基于先进的技术支持，包括物联网技术、大数据分析技术、人工智能技术等。
物联网技术可以实现系统各个部分之间的互联互通，实现实时数据的采集和传输；大数据分析技术可以对堆场运营数据进行深入分析，为系统的优化提供有力支持；人工智能技术可以实现系统的智能化运作，提高系统的自主决策能力和智能调度能力。
二、实施方案1. 现状分析在实施远程控制智能堆场系统之前，需要对码头的现状进行全面的分析。
包括码头的布局结构、设备设施情况、人力资源状况、运营模式等方面都需要进行深入了解，为系统的实施提供有力的支持。
2. 系统规划根据现状分析的结果，制定系统的实施规划。
包括系统的整体架构设计、各部分之间的协调配合、硬件设备和软件系统的选型等方面都需要进行详细规划。
在系统规划的基础上，选择合适的硬件设备和软件系统。
例如自动化堆场系统需要选用先进的堆垛机、集装箱智能识别系统、堆场管理软件等设备和系统，远程通信系统需要选择稳定可靠的通信设备和网络系统，智能监控系统需要选择高清晰度的监控摄像头和智能分析软件等。
码头智能方案策划书3篇
码头智能方案策划书3篇篇一《码头智能方案策划书》一、项目背景随着全球贸易的不断发展和物流行业的日益壮大，码头作为货物运输的重要枢纽，面临着越来越高的效率和管理要求。
为了提升码头的运作效率、降低成本、增强安全性和可持续性，实施智能方案已成为必然趋势。
二、项目目标1. 提高码头货物装卸和运输效率。
2. 优化码头资源配置和调度管理。
3. 提升码头作业的安全性和可靠性。
4. 实现码头运营的智能化和信息化。
三、智能方案内容1. 智能化货物装卸系统引入先进的装卸设备和自动化技术，如智能起重机、自动导引车等，实现货物装卸的高效化和精准化。
2. 智能物流管理系统通过物联网技术，实时监控货物的位置、状态和运输进度，优化物流路径和资源分配。
3. 智能调度系统基于大数据和智能算法，对码头的设备、人员和货物进行科学合理的调度安排。
4. 智能安全监控系统安装高清监控摄像头、传感器等设备，实时监测码头的安全状况，及时预警和处理安全隐患。
5. 智能能源管理系统对码头的能源消耗进行监测和管理，采取节能措施，降低能源成本，实现可持续发展。
四、实施步骤1. 需求调研与方案设计深入了解码头的现状和需求，制定详细的智能方案设计。
2. 设备采购与系统建设采购所需的智能设备和软件系统，进行安装和调试。
3. 人员培训与系统上线对码头工作人员进行智能系统操作和维护培训，确保系统顺利上线运行。
4. 测试与优化对智能方案进行全面测试，根据实际运行情况进行优化和改进。
5. 持续完善与升级随着技术的不断发展和码头业务的变化，持续对智能方案进行完善和升级。
五、项目预算包括设备采购、系统开发、安装调试、人员培训等方面的费用，具体预算根据实际情况进行详细核算。
六、预期效益1. 大幅提高码头的货物吞吐量和作业效率。
2. 降低运营成本和人力投入。
3. 增强码头的竞争力和市场份额。
4. 提升码头的安全性和客户满意度。
七、风险评估与应对措施1. 技术风险：可能出现设备故障、系统兼容性等问题。
码头智能方案
码头智能方案引言随着物流行业的发展，码头成为了货物集散地的重要环节。
传统的码头操作需要大量人力资源和时间，且存在着一定的安全隐患。
为了提高码头操作的效率和安全性，智能码头方案应运而生。
本文将介绍一种智能码头方案，该方案利用物联网和人工智能技术，将码头操作自动化和智能化，从而提升货物处理效率和安全性。
方案概述智能码头方案主要包括三个基本模块：传感器模块、智能控制模块和监控模块。
传感器模块用于实时获取码头区域的数据，包括货物信息、温度、湿度、摄像头信息等。
智能控制模块利用人工智能技术对传感器数据进行处理和分析，然后根据分析结果自动控制码头设备和机器人进行操作。
监控模块用于实时监控码头操作的状态和数据，以便及时发现异常情况并进行处理。
传感器模块传感器模块是智能码头方案的基础，它负责实时采集码头区域的各种数据。
主要包括以下几类传感器：1. 货物传感器货物传感器用于实时获取货物的信息，包括货物数量、尺寸、重量等。
这些传感器可以通过RFID技术或者视觉识别技术来实现，以确保获取准确的货物信息。
2. 环境传感器环境传感器用于实时获取码头区域的温度、湿度等环境信息。
这些传感器可以帮助监测货物的存储条件，确保货物不受恶劣环境的影响。
3. 摄像头摄像头用于实时监控码头操作的情况。
通过连接到智能码头系统，摄像头可以提供实时视频流和图像，以便操作人员和系统能够实时监控码头的情况。
智能控制模块智能控制模块是智能码头方案的核心，它利用人工智能技术对传感器数据进行处理和分析，然后根据分析结果自动控制码头设备和机器人进行操作。
智能控制模块的主要功能包括以下几点：1. 自动化操作智能控制模块可以根据传感器数据分析结果自动控制码头设备和机器人进行操作。
比如，当检测到货物需要移动时，智能控制模块可以自动控制机器人将货物从码头上取下，并将其移动到指定的位置。
2. 路径规划智能控制模块可以根据传感器数据和货物信息进行路径规划，以确保机器人在码头区域的移动过程中不会出现碰撞或者走错路径的情况。
集装箱港口自动化系统的设计与实现
集装箱港口自动化系统的设计与实现随着全球贸易的不断发展，集装箱港口的工作量和复杂性也在快速增加，传统的人工操作已经无法满足需求。
为了提高效率、减少人力成本以及提升安全性，集装箱港口自动化系统逐渐出现并得到广泛应用。
本文将探讨集装箱港口自动化系统的设计与实现。
在设计集装箱港口自动化系统时，首先需要考虑的是系统的整体架构。
这包括自动化设备的选型、系统的布局以及各个设备之间的连接方式等。
设备的选型应根据港口的实际情况和需求进行选择，包括自动堆垛机、自动岸桥、自动输送系统等。
系统的布局应充分考虑各个设备之间的联系和操作流程，以达到最佳的效率和运行稳定性。
其次，集装箱港口自动化系统的实现离不开先进的信息技术和控制技术的支持。
传感器、无线通信等技术的应用可以实现设备之间的实时监测和信息共享，从而提高系统的运行效率和准确性。
控制系统的设计包括自动化控制算法、运行管理系统和人机界面等，可以实现设备的智能控制和运行监控，提高系统的稳定性和可靠性。
在集装箱港口自动化系统的实现过程中，安全性是一个重要的考虑因素。
自动化设备的运行必须保证在安全的范围内进行，以防止事故的发生。
在设计上应采取各种安全措施，包括安全传感器、安全隔离装置和紧急停止装置等。
同时，安全培训和应急预案的制定也是确保系统安全的重要手段。
此外，集装箱港口自动化系统应与其他信息系统进行良好的集成。
与海关系统和物流系统的集成可以实现信息共享和流程协同，提高集装箱港口整体的效率和服务水平。
与船舶系统的集成可以实现自动卸船和装船等操作，减少人工干预的需求，提高货物周转率。
在实际的集装箱港口自动化系统中，还需要考虑节能环保的因素。
通过智能化的能源管理和设备控制，可以实现能源的有效利用和排放的减少。
例如，通过合理的设备调度和能量回收利用，可以降低系统的能耗，减少对环境的影响。
最后，集装箱港口自动化系统的设计与实现还需要考虑成本和效益的问题。
尽管自动化系统的建设和运行成本较高，但可以通过提高工作效率和减少人力成本来实现长期的经济效益。
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新型集装箱码头智能理货系统设计
作者：赵峰李新照
来源：《集装箱化》2018年第03期
1 设计新型集装箱码头智能理货系统的
必要性
理货是港口业务的重要组成部分，包括仓库理货和船方理货，其中，船方理货又称为外轮理货（以下简称“外理”）。
外理公司为独立于船公司和码头的第三方公司，其主要业务包括检验货物的标号和残损情况、货物装船情况以及在卸船时分配集卡任务等。
传统的外理作业采取现场操作方式，由船上和船下的理货人员通过人工方式查验箱号，判定箱损，核对船图贝位等信息。
由于码头作业现场工况复杂且环境恶劣，人工作业模式使理货人员面临人身安全隐患。
当前，我国港口集装箱吞吐量庞大。
以青岛港为例，2016年货物吞吐量超5亿t，其中集装箱吞吐量超1 800万TEU。
一方面，物流业的快速发展对理货效率提出更高要求，单纯依靠人工查验核对的理货方式难以满足市场需要；另一方面，科学技术的发展为智能理货系统的进一步发展打下基础，光学字符识别、深度学习算法、电力线载波通信等新技术为新型智能理货系统设计提供技术支持。
具体来讲：电力线载波通信技术解决桥吊球机视频和图片传输问题；深度学习算法实现箱号、集卡车号识别；利用可编程逻辑控制器数据可实现贝位识别。
相较于现有的集装箱码头智能理货系统，新型集装箱码头智能理货系统大大改善视频传输质量，解决多桥吊作业时视频传输延迟的问题，并采用可编程逻辑控制器坐标数据结合循环更新基准贝位的方式，大大提高贝位识别准确率。
此外，新型智能理货系统的应用可借助现有设备，有利于港口企业节约资金成本。
2 新型集装箱码头智能理货系统结构
新型集装箱码头智能理货系统可自动识别箱号、集卡车号和贝位。
如图1所示：理货作业开始前，导入舱单和预配船图信息；以吊具闭合信号为起始作业信号，当吊具闭合抓箱时，工控机实时接收来自可编程逻辑控制器的位置信息。
当吊具进入工控机设置的预置区域时，球机按照设定的参数进入抓拍等待状态；当吊具触发抓拍区域时，球机抓拍集装箱2个大侧面、2个小侧面、车顶号的图像并将之传送至识别服务器，从而实现箱号和车号识别及残损检验。
根据基准贝位进行贝位识别，即：第一个作业箱需要人工确定箱位并将之设置为基准贝位；贝位识别正确后，将当前贝位设置为基准贝位，以之取代之前设置的基准贝位，实现基准贝位随作业工况及时更新。
新型集装箱码头智能理货系统主要由数据采集系统、数据传输系统、图像识别系统、贝位识别系统等组成，其拓扑结构如图2所示。
首先，作业集装箱进入抓拍区，球机抓拍集装箱侧
面和车顶号图像；然后，将图像送入后端相应的算法程序进行箱号、箱位、贝位、残损识别；最后，将识别结果上传至理货平台。
3 新型集装箱码头智能理货系统软件设计
3.1 数据采集系统
如图3所示，集装箱视频和图像采集可通过安装在桥吊上的球机完成。
单箱作业时，海侧梁和陆侧梁球机各抓拍2张图像，集装箱小侧面和车顶号球机各抓拍2张图像；双箱作业时，球机按先后顺序抓拍。
通过对比集装箱海陆侧面和小侧面的车号得到箱号，通过识别算法得到车顶集卡车号。
3.2 数据传输系统
将桥吊上8个球机采集的视频信息实时传送至理货人员的监控器需要带宽约80 Mb/s的无线网络。
若码头网络带宽不足，在作业船舶较多时，常常会出现视频传输延迟现象，造成理货人员无法及时查看集装箱装卸位置，影响理货操作。
针对此问题，可以采用电力线载波通信技术解决。
电力线载波通信技术能够借助现有的电力网络实现较为稳定的数据传输，主要适用于不便铺设光纤或无线网络的工业环境。
与无线网络相比，电力线载波通信网络具有结构简单、使用方便、延时短、稳定可靠等优点。
在实际应用中，电力线载波器按套（1对）使用，配置在接通的电力线两端，可自主连接提供网络传输链路。
码头桥吊采用10 kV电缆供电，与低压电力线载波器不同，中压电力线载波器多采用中压局端电力线网桥与中压电力线载波电感耦合器相结合的实现方式。
桥吊电力线载波器工作原理如图4所示。
球机通过网线与电力线连接，电力线网桥与电感耦合器连接；视频信号通过耦合器加载到10 kV供电电缆，接收端通过耦合器将接收到的视频信号传送至电力线网桥；多个接收端通过交换机将多路信号经光缆传送至理货中心监控室。
桥吊电缆长约400 m，电力线载波器可以满足100 Mb/s带宽的传输要求。
视频信号通过电缆传送至桥吊下电缆井，理货中心至电缆井处铺设通信光缆。
3.3 图像识别系统
3.3.1 箱号和车号识别
桥吊海侧和陆侧大梁上安装的球机负责抓拍集装箱大侧面箱号图片，右侧连系梁上的球机负责抓拍集装箱小侧面图片，左侧连系梁上的球机负责抓拍车顶号图片。
工控机内设置预置点区和抓拍区场景，预置点区调用球机进入抓拍设置。
当可编程逻辑控制器检测到吊具进入抓拍区时，球机抓拍相应箱号和车号图片。
球机抓拍的图片信号一路传送至桥吊控制室的识别服务器，通过其内置的深度学习算法得到箱号和车号识别结果；另一路通过电力线载波器和光缆传
送至理货平台的存储设备。
装船作业对集卡车号识别的要求不高，无须识别车号。
卸船作业时，集卡须将集装箱送至堆场，所以需要绑定车号与箱号；理货人员确认箱号和车号后，集卡司机才能接收到相应的堆场位置信息。
箱号和车号识别流程如图5所示。
球机抓拍的箱号识别图像为整个箱面，实际上箱号识别只需要箱号部分的图片信息即可；因此，划定识别区域可以减少计算量，提高识别速度。
在设置抓拍场景时，将图像中包含箱号的部分划定为识别区域，系统只针对识别区域进行图像预处理。
3.3.2 箱损和验残
集装箱箱体在运输和装卸过程中可能发生污损、凹陷甚至破损，外理人员需要确定造成箱损的责任方。
在传统箱损验残工作模式下，箱损由作业现场理货人员人工判断；在新型集装箱码头智能理货系统模式下，可以借助箱号识别所采集的图片，通过相应的识别算法完成箱损验残工作。
传统箱损验残工作积累大量箱损图片，海关对不同箱损有固定的分类方式，并按损坏情况划定不同的箱损代码。
在此基础上，基于深度学习算法的箱损识别模型应用流程如下：首先，对图片进行预处理，将图片按照残损类别分类整理，并为图片添加不同的残损标签；然后，利用预处理后的图片训练箱损识别模型；箱损识别模型建立后，将采集的集装箱各侧面图片输入模型即可完成残损检验。
3.4 贝位识别系统
贝位识别比箱号和车号识别的难度更大。
大型集装箱船体较宽，受遮挡因素影响，舱底和较低位置会存在死角，导致图像识别难度较大；此外，风浪造成的船舶上下和左右方向的运动均会对贝位识别精度造成影响。
鉴于此，可采用可编程逻辑控制器位置数据循环更新基准贝位。
基于可编程逻辑控制器位置信息的贝位识别系统依据吊具开闭锁信号和桥吊运动的位置信息计算和识别贝位。
3.4.1 装船贝位识别流程
（1）导入舱单信息，配置桥吊，进入装货操作界面。
（2）吊具闭锁取箱。
（3）将箱号识别结果传送至理货平台。
（4）吊具开锁着箱。
（5）判断是否为第一个作业箱：若为第一个作业箱，则人工核定贝位并设置为基准贝位；若非第一个作业箱，则根据所设置的基准贝位计算贝位。
（6）对比预配贝位与识别贝位，若不一致，则报警提醒。
（7）将当前位置设为基准贝位，开始下一钩作业。
3.4.2 卸船贝位识别流程
（1）导入舱单信息，配置桥吊，进入卸货操作界面。
（2）吊具取箱闭锁。
（3）识别箱号和车号，并将识别结果传送至理货平台。
（4）放箱至集卡，开锁着箱。
（5）判断是否为第一个作业箱：若为第一个作业箱，则人工核定贝位并设置为基准贝位；若非第一个作业箱，则根据所设置的基准贝位计算贝位。
（6）对比预配贝位与识别贝位，若不一致，则报警提醒。
（7）将当前位置设为基准贝位，开始下一钩作业。
3.4.3 数据格式
装卸船作业箱位的计算基于所设定的基准贝位，位置信息通过可编程逻辑控制器坐标数据发送，其数据格式如下。
（1）可编程逻辑控制器通信状态信息 recv：receive，接收。
len：8，接收到的字节长度为8。
（2）吊具信息 cl：close，0为开锁，1为闭锁。
open：0为闭锁，1为开锁，与cl互斥。
IsTouch：0为未着箱，1为着箱。
IsDoubleBox：0为单箱，1为双箱。
Is20Inch：0为20英尺集装箱，1为非20英尺集装箱。
Is40Inch：0为40英尺集装箱，1为非40英尺集装箱。
Is45Inch：0为45英尺集装箱，1为非45英尺集装箱。
（3）小车运动信息 x：可编程逻辑控制器横坐标，由陆侧向海侧增大，单位为cm。
y：可编程逻辑控制器纵坐标，由下向上增大，单位为cm。
4 结束语
新型集装箱码头智能理货系统通过电力线载波设备解决数据传输问题，利用深度学习算法实现箱号、车号识别和箱损检验，通过可编程逻辑控制器坐标数据计算得到集装箱贝位信息，并通过基准贝位循环更新的方式提高贝位识别精度。
与传统理货系统相比，新型集装箱码头智能理货系统在提高理货效率、降低理货人员工作强度等方面具有明显优势。