淺談港口生產中GIS地理信息管理系統的開發

趙旭

摘要：GIS系統通過物聯網領域的GPS（DGPS差分全球定位系統）、無線網絡、移動終端、車載終端、GIS（地理信息系統）及數據倉庫等技術實現對港口業務的實時監控。

DGPS是英文Differential Global Positioning System的縮寫，即差分全球定位系統，方法是在一個精確的已知位置（基準站）上安裝GPS監測接收機，計算得到基準站與GPS衛星的距離改正數。目前在港口應用的DPGS的誤差<=1米，滿足港口GIS系統的準確性要求。

關鍵詞：GIS系統;目標;功能

港口生產中GIS系統提供對貨垛、手持機、車輛的定位，及對車輛的軌跡跟蹤等功能，實現對現場作業情況的實時掌控。

一.主要解決的問題包括：

1.基于空間位置的計劃編制方面。

在港口計劃編制中，除了體現作業時間、資源，同時對于部分計劃要體現出“空間位置”。例如在港口的卸船的貨物堆放計劃、搗垛的貨位空間位置變動計劃。貨物集港堆放計劃等。由于目前沒有合適的信息系統作為這方面的支撐，很多的港口還是采用紙質、畫圖等模擬圖的方式，模擬庫場的堆放位置以滿足計劃編制和生產的需求，采用“手工繪圖”的方式工作量較大、準確率差。不利用碼頭高效、準確的管理理念的執行。

港口計劃員在編制計劃時，不能實時的掌握庫場的“空余空間”，要經常的現場實地查看了解場地的剩余情況。增加了計劃員的勞動強度，也降低了計劃員編制計劃的效率。

2.貨物空間位置精確查找方面。

目前大多數港口生產系統雖然對貨物的庫存、進出情況有準確的電子賬記錄，但對于貨物的存放位置卻無法通過直觀的、可視化的方式在圖形中予以體現。找貨時更多的還是依賴于“實際場地”或者“監控”的查看。這樣就降低找貨的效率。

3.機械作業的現場管理與監控方面。

目前許多港口對于現場作業的機械不能實時的了解其位置與動向，安排計劃時如果要實現“就近派車”原則派車，經常要通過對講與機械司機進行溝通，降低了機械計劃安排的準確性與效率。對于部分裝卸機械在作業過程中聯合“偷貨”的行為港方管理部分無法有效的追蹤到或杜絕，只有“東窗事發”以后港口才從監控中取查找、取證。

4.車輛運輸現場管理與監控方面。

目前很多碼頭在運輸車輛的管理方面也存在瓶頸。對于運輸車輛的“繞路、偷貨、錯裝、錯卸”的情況的感到束手無策，只能在現場增加“人力”、“柵欄”、“手工小票”等方式以避免上述情況的發生，但盡管如此，還是經常會出現“錯裝、錯卸”的情況，給港方及貨方造成了一定的損失。在作業過程中運輸車輛不按指定的計劃路線行走，增加了港內安全事故發生的概率，同時增加了港方或者協力單位的燃油成本，降低了作業效率。

二.GIS地理信息管理系統實現的業務目標為：

1.對碼頭的庫場、散貨的貨垛、件貨的貨位、泊位、纜樁、道路、庫場、貨位等進行測繪形成WSG84坐標系的GIS地圖，在GIS圖中各個港口對象的相對誤差不超過1米。在GIS圖形中能直觀的查詢到港口作業的船、貨、機、庫場、貨位、泊位、纜樁等。

2.碼頭庫場計劃實現基于GIS圖形化的可視化編制。實現GIS系統與生產系統對接，GIS系統接收生產系統編制的計劃，在GIS圖形化的界面中以繪圖的方式編制庫場計劃。包括：卸船堆貨計劃、裝船貨物計劃、搗垛計劃、集港計劃、疏港計劃等的卸貨區域及貨位的實際位置。同時用戶在編制計劃時可根據庫場圖中的“剩余空間”合理的編制堆放計劃，從而避免出現卸貨無處堆放的情況。

3.散貨貨垛信息的精確查找。在GIS系統中記錄每個貨垛的經緯度數據，通過坐標數據在GIS系統中年顯示每個貨垛的實際位置及垛型。通過定義每種不同貨種、貨主的顏色，能夠在GIS圖形中直觀的查詢不同貨種、貨種、船的垛的詳細分布情況。另外可分別針對船、貨主、貨種、垛號等信息查詢具體堆場貨物的信息。

4.港口作業機械實時監控。計劃員編制班次作業計劃時指定機械作業區域。港口調度中心通過調度大屏幕實時的監控當班次作業機械的作業動態。系統自動根據計劃區域跟蹤作業機械是否超出作業區域，對于超出作業區域在調度大屏中實時報警。調度中心可實時的給作業機械發送作業指令，并根據調度大屏顯示的機械位置實現“就近派車”，以提高作業效率。

5.港口搗運車輛實時跟蹤。對于裝卸船及搗運作業，計劃員安排搗運車輛的行駛路線，在作業過程中對于超出路線的車輛，系統自動自動報警，在調度大屏顯示報警信息，并發送到搗運車輛的車載終端，實現對搗運車輛行駛軌跡的跟蹤與控制。

三.GIS地理信息管理系統提供的主要功能如下：

1.貨垛定位子系統

貨物精確定位系統主要是通過手持和定位設備，來實現對堆場貨物實際位置的定位。

通過手持終端的誤差不超過一米的準確定位，可以在電子地圖上直接確定到港貨物堆樁計劃，作業結束后庫場人員可以根據實際堆樁位置對原計劃堆樁位置進行修改，使得電子地圖上能反映實際貨物的場地占用情況。系統還可以估算貨物占地面積，散貨可以根據貨物的比重以及堆樁高度估算堆樁面積，其它貨種可以輸入歷史單位面積堆放量，使得通過計算機進行科學的庫場規劃成為可能。

通過出庫單信息在電子地圖上顯示，避免因庫場整理中導致即將提貨的貨物出現重復翻樁作業。同時，通過系統的堆場智能整理及人工調整，使庫場整理工作更為科學合理。

2.GIS計劃管理子系統

實現GIS系統與生產系統對接，GIS系統接收生產系統編制的計劃。在GIS圖形化的界面中以繪圖的方式編制庫場計劃。包括：卸船堆貨計劃、裝船貨物計劃、搗垛計劃、集港計劃、疏港計劃等的卸貨區域及貨位的實際區域位置。同時用戶在表編制計劃時可根據庫場圖中的“剩余空間”合理的編制堆放計劃，從而避免出現卸貨無處堆放的情況。

3.GIS調度中心子系統

港內作業機械上安裝智能終端設備，通過通信系統將車載智能終端采集到的經緯度、時間等DGPS信息，以及車輛狀態（或港內設備狀態）和管理信息等數據上傳到指揮調度監控中心;并將調度監控中心發出的各種調度控制命令，通過移動目標信息服務中心，傳給車載智能終端，即為調度監控中心和車載終端之間提供透明的通信鏈路。

調度中心值班人員通過在調度中心大屏幕的GIS圖中實時的查看現場的作業、行駛情況，能快速的查看港內車輛的分布情況及各作業計劃的執行情況。