还在人工巡检?你out了!

2019-05-09

小圈说:冷藏集装箱作为码头的特殊货种,需要精心“呵护”。本文主要阐述当前国内港口在冷藏箱监控方面采取的方式方法,人工监控的劣势,和今后适宜在港口运用的远程监控方式及应用指南。

冷藏集装箱近年来在国际间集装箱运输发展中取得了较大的进展,在我国海上远洋冷藏运输中,冷藏集装箱已取代了冷藏船,占有大约三分之二以上的冷藏运输任务。作为接卸集装箱和冷藏集装箱的码头为了降低人工成本、保证作业人员安全及长效稳定的作业效率和监管要求,也正由资金密集型的传统码头向技术密集型的半自动及全自动化码头转型。冷藏箱作为码头的特殊货种,对于集装箱码头来讲必须实行必要的监控和持续的通电操作,以保证冷藏箱在码头期间的正常运转,以及箱内货物在适宜的环境温度、湿度下进行长时间的储存和运输,仅此一项,对于冷藏箱堆存量和堆场面积较大的码头就需要大量人工来进行全天候的冷藏箱管理及监控作业。目前,绝大多数进行冷藏箱操作的港口实行的均是由人工对码头堆存的冷藏箱,以上下冷箱支架平台巡回查看逐个冷藏箱,并记录温度、发现故障的方式进行分段监控及管理(按船公司及码头规定的时间段每天多次进行,多为每4-6小时一次)。
 
一、远程监控的涵义,开发思路与技术分析。

冷藏箱远程监控:是指利用专门的软件和协议通过传输媒介或无线通讯技术将冷藏箱的当前运行状况及内置记录器中存储的相关温度、湿度、特殊事件等数据信息传输到用户的系统界面,运用软件对该部分数据信息进行有用筛选统计、对比和自动分析,达到对冷藏箱工况及内置货物是否达到符合运输保管温度、湿度等要求的监控目的;反之,可以将用户发送的控制指令发送到冷藏箱内部达到对冷藏箱远程控制的目的。

当前远程监控情况简介及技术分析:

通过一段时间的调研,以及对船公司和国内外码头的了解和分析,我们确定了当今部分港口及船公司正在测试或已经实施远程监控的形式大致有三种:

一是数据接口通讯监控-需冷藏箱配备有串行数据接口:利用冷藏箱内置主板PC的串行接口,通过协议和软件将冷藏箱内置信息与外部终端电脑进行信息互传,达到对冷藏箱内部数据等运行状态实时调取和监控的目的。该种监控方式目前应用于国外多个集装箱自动及半自动化等码头,国内正在测试的有天津,青岛前湾三期等码头;投产的有宁波及青岛港自动化码头等,即将开港的上海洋山四期全自动化码头也正在考虑此种监控方式。配备该种数据接口的冷藏箱比率可达到100%。
 
二是电力载波-需冷藏箱配备电力线调制解调器:借助冷藏箱内加装的调制解调器将冷藏箱内置主板PC内部信息数据调制成为可供冷藏箱电力线传递的电波,发送到用户可视化界面。 因需要加装冷藏箱内置调制解调器单元模块,且该内置单元模块只有部分船公司自有冷藏箱才有配备,经过一段时间的码头数据统计显示,该内置单元模块的冷藏箱配置比率小于30% ;该模块仅有个别船公司的自备箱配备,此种远程监控系统也只有部分船公司的自备箱才能达到高监控率,故此监控方式实际为船舶冷藏箱监控的移植版本,码头采用的监控率过低;导致前期国内部分码头引进的该系统基本无法发挥实际作用,大都成为摆设。
 
三是无线卫星通讯-需冷藏箱配备有无线发射及定位单元模块:该种监控方式是利用冷藏箱内加装的存储记录单元及信号发送设备将冷藏箱内部信息发送到远端服务器,且具备定位功能。货主和货权人可以随时了解冷箱通断电状态等运转情况及冷藏箱的所在位置和轨迹,但该种方式需具备设备及商业卫星的支持,投资耗大。目前仅马士基航运和东方海外及达飞航运的部分自备箱安装了该单元模块,且前期东方海外因投资收益不符合预期已停止使用该系统。因其数据接口不对外开放,所以码头无法使用该种监控方式。
 
当前,超过百分之九十以上的码头均采用人工巡检,除此之外,有少数几个码头在十年之前引进了电力载波方式进行实验,但因监测率不足大多处于闲置状态,近两年来有个别集装箱码头因转型升级或科技创新向半自动化码头转变而采用数据接口的监控方式进行试验,也有新建的全自动化码头正在采用数据接口的监控方式进行测试,或已初期投入使用。

我们对以上三种远程监控方法进行了优劣比较,结合码头冷藏箱堆存情况进行了监测率等方面的对比,得出的结论是数据接口监测率最高,也是最适应当下码头监控的方式之一。
 
人工抄录与数据接口远程监控的优缺点分析如下表:



远程监控的开发思路:为了提高冷箱货物在堆存期间的监管质量和减少码头监控的劳动力,我们对于远程监控项目进行了系统的研究比对,从监控率角度来讲,数据接口连接后通讯成功率可以达到95%以上,也就是说采用数据接口远程监控的方式可以达到95%以上的监控率。

以青岛港集装箱前湾三期码头为例,作为目前中国最大的冷藏箱基地,青岛港前湾三期年进出口操作量达到50万TEU,场地盘存量日均达到4000TEU,如此巨大的盘存量利用24小时不间断人工监控,四班三运转需配备抄录员30人,仅人工成本一项年支出达200~300万,且避免不了因人工差错导致的损失,远程监控项目投入后,每班仅需配备2名远程监控人员,年可节约人工及其他成本几百万,投资效益巨大。以五千个插座计算项目投资不足800万,仅人力成本一项2-3年就可收回成本;并且采用远程监控后可节约办公耗材比如纸张及打印设备等,办公耗材成本大幅下降。

二、远程监控操作与实施


冷藏箱末端单元模块和数据接头:负责与冷藏箱机组内置CPU的直接通讯和数据互传。
 
冷藏箱插拔电操作平台的集成模块:负责与每一个末端单元模块的通讯和汇总处理,每一个集成模块负责同一操作平台内的所有末端模块从冷藏箱内调出的信息进行汇总处理。
 
数据存储服务器:负责将接收和存储从集成模块中回传的码头所有的冷藏箱温度、湿度、运行状态等数据,并与码头操作系统的服务器同步处理数据。
 
用户监控系统:将服务器中汇总处理的冷藏箱监控信息进行可视化处理便于用户的使用和监控,并开设多种信息比对及处理功能,便于用户根据自身码头监控的需求进行个性化设定和操作;同时用户可通过个性化定制或设置,实时将冷藏箱加电状态、故障报警给予及时提示。
 
使用中,冷藏箱末端通讯模块单元的接头与码头冷藏箱位的插座安装在一起,便于操作人员在插接电源插头的同时将数据接口同步连接。数据接口连接后,会自动互传信息,将冷藏箱的内置CPU存储的信息自动传输到用户负责监控的软件系统中,或将用户通过监控系统发出的指令发送给现场冷藏箱的CPU达到对冷藏箱温度更改、融霜、PTI预检操作等冷藏箱设置方面的远程控制。在现场冷藏箱数据的信息汇总后,通过光缆及网线再传回用户远程监控系统界面,系统界面增设多种信息比对功能对码头堆存的冷藏箱进行管理,或以此系统为信息平台与码头TOS系统进行交互;最终均可以用于自动判定在码头堆存期间的冷藏箱相关信息比如温度、位置、运转情况、是否正常,对于不在正常运行范围内的冷箱进行自动比对并形成重要级别不同的提示,便于操作人员的及时处理。

例如:一个冷藏箱进入集装箱码头闸口或堆场后,码头TOS系统会增加一条该箱的相关预设信息,比如箱号、位置、设定温度、船名航次等;待该箱卸入码头冷藏箱堆场后,操作人员在通电的同时一并插接数据接口,待数据接口插接完成后,自动读取该箱箱内CPU所存储的数据包括电子箱号、数据接口位置、设定温度、目前实际达到的温度、有无报警等信息,只要是箱内CPU所能记载的信息可自由调取,在远程监控系统所采集的数据回传后,自动将监控信息与码头TOS系统的信息进行比对,若相关数据(电子箱号与箱体箱号、接头位置与堆场位置、实际设定温度与预设温度等信息)不符,自动给出报警提示操作人员处理;若冷箱实际温度与设定温度差值过大或存在报警信息及运转不正常信息,同样给出提示便于操作人员进行判定及后续的处理。关于监控的数据信息可自由设定时间间隔保存至服务器中便于该箱后续的查询。

三、已取得成效和远期成效展望,以及后续完善与深度开发


该远程监控系统投产后,通过数据采集分析、比对,我们可以看出,该系统的采用,较人工监控有着极大优势,成效显著。

1.安全性显著提高。由于减少了冷箱理货员在堆场中的工作时间以及靠近机械作业的次数,减少了潜在事故的发生。

2.人工成本显著下降。采用本系统后可节约人工70-80%。

3.增加了堆场吊装机械的有效使用时间。在码头上,人员在平台进行监控时,堆场吊装机械不能够在人员上空同时进行作业。如果冷箱理货员可以远程监控,不用去现场,那么堆场吊装机械能够有更多有效作业时间,起到提高码头装卸效率的效果。

4.提高监控服务质量。对于潜在故障及内在故障可以有效识别。由于远程监控是实时采集数据,动态监控,有别于人工监控的间隔时间段巡回,可以在冷藏箱发生故障的第一时间发现并修复,避免由于个别人员专业技能不高带来的故障判断不准确,从而更加可靠地确保货物质量完好。

5.降低人员劳动强度。采用远程监控,最大限度地使监控人员摆脱现场巡回上下平台,现场奔波,以及恶劣天气环境下的作业辛苦,在监控室内即可完成。

6.在人工巡回监控过程中,需要大量纸张打印被监控冷藏箱。实施远程监控可以实现无纸化办公,绿色环保。

7.码头冷藏箱在堆存过程中,外来监控自家冷藏箱的人员进入码头冷藏箱堆场存在安全和管理问题。实施远程监控可以不再许可外来人员进入现场,采用提取码头远程监控数据代替人工现场监控。

 后期的完善和深度开发:

1.监控率不足100%。由于被监控冷藏箱的数据接口完好率无法达到100%,如要实行远程监控,就需要对数据接口进行修复。

2. 存在冷藏箱接口所在的位置不同,少数接口在机组控制面板之内,需要用螺丝刀打开面板进行插接,在风雨天气下如何采取有效措施避免进水。

3.冷藏箱数据接口存在三孔和五孔型号差异,当前90%以上为五孔,但2010年后制造的冷藏箱均以五口为标配,所以码头平台终端当前接头设备应以配备五孔为主,并配备少量三孔插头用于替换。

4.系统采用和安装时码头应考虑的问题:

硬件方面:在安装该系统时,码头应结合自身的硬件设备的特点,在电源插座旁边的位置安装数据接头方便操作员插接;平台高度是否适合接口的插接,冷藏箱堆码箱位与平台的位置是否便于打开控制门进行内置接口的操作。

软件方面:结合自身所使用的码头操作系统与冷藏箱远程监控系统进行交互,对相关信息进行校对分析达到便于操作人员进行冷箱管理的目的;若码头单纯使用远程监控系统也可进行相关功能的导入和深度开发达到便于操作的目的。

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