一种基于有源标签的自动化港口物流系统

摘要

一种基于有源标签的自动化港口物流系统，包括中心调度系统、地图GIS系统和标签；所述标签包括无源标签和有源标签，港口内所有可移动物品上均固设有包含该物品属性信息的无源标签；所述有源标签包括北斗定位接收装置、无源标签信息读取装置和信息发播装置，所述有源标签可拆卸地设于港口内所有可移动物品上，有源标签和无源标签相结合组成可以自动发送空间定位信息的有源标签为基础建立自动化港口物流系统，实现了港口货物的空间精确定位与自动化运输，有效降低港口的建设和维护费用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于有源标签的自动化港口物流系统，属于物联网技术、射频识别技术和北斗卫星定位技术相结合的港口物流技术领域。

背景技术

自动化港口就是在整个生产过程中实现了无人化，所谓智能化的生产就是在后台提供很多数据，提供船只、货物、客户进行有效沟通和协调，在后台把所有指令、信息收集起来，整理好了输入计算机系统，然后由智能系统变成作业指令，发送给所有的现场作业的设备，现场的设备在无人的情况下实现了高效的、安全的自动化运行。

目前自动化港口普遍采用的是装备有电磁或光学等自动导引装置的AGV控制系统，AGV属于轮式移动机器人，其利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，AGV运输车依循电磁轨道所带来的讯息进行运输操作。AGV系统需要建设复杂的地面电磁轨道系统，且控制系统复杂，属于平面运输系统，仅解决了集装箱地面自动化运输问题，而不能解决装卸及堆场作业等处于动态三维空间位置的集装箱自动操作问题。

发明内容

为弥补上述领域存在的不足，本发明提供一种基于有源标签的自动化港口物流系统，有源标签和无源标签相结合组成可以自动发送空间定位信息的有源标签为基础建立自动化港口物流系统，实现了港口物品的空间精确定位与自动化运输，有效降低港口的建设和维护费用。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于有源标签的自动化港口物流系统，其特征在于，包括中心调度系统、地图GIS系统和标签；所述标签包括无源标签和有源标签，港口内所有可移动物品上均固设有包含该物品属性信息的无源标签；所述有源标签包括北斗定位接收装置、无源标签信息读取装置和信息发播装置，所述有源标签可拆卸地设于港口内所有可移动物品上；

所述北斗定位接收装置用于实时接收北斗卫星系统的信号进而实时获取空间定位信息；

所述无源标签信息读取装置通过读取无源标签获取物品属性信息；

所述信息发播装置包括信息整合模块和信息发播模块，

所述信息整合模块用于将所述空间定位信息及所述属性信息整合为标签信息，

所述信息发播模块将所述标签信息实时发送到所述中心调度系统；

所述中心调度系统包括后台服务器和显示装置；

所述后台服务器包括数据处理系统、通信系统和调度管理系统；

所述数据处理系统包括地图信息处理模块和物品信息处理模块；

所述地图信息处理模块接收所述地图GIS系统的地图信息形成可视化的港口三维地图并根据需要显示于所述显示装置；

所述物品信息处理模块实时接收所述标签信息，并将所述标签信息与所述地图信息相匹配，最终将所述标签信息实时赋予所述三维地图，且根据需要显示在所述显示装置；

港口内可移动物品包括货物和装卸运输设备，

所述调度管理系统根据所述标签信息和地图信息，按照就近原则和时间优先原则，规划调度并通过通信系统驱动所述装卸运输设备对所述货物进行自动装卸和运输。

作为优选，所述北斗定位接收装置通过定位增强系统实时获取空间定位精度达到厘米级的空间定位信息。

作为优选，所述地图GIS系统通过低空无人机对港口范围进行高精度航空摄影测量得到所述地图信息，所述地图信息包括通过高精度正射影象地图和平面矢量地图获取或定义的靠岸泊位信息、堆场垛位信息、装卸运输设备位置信息、装卸运输设备运行路线信息、泊车固定位置信息。

作为优选，所述无源标签信息读取装置为射频识别读取装置，所述无源标签为射频识别标签。

作为优选，所述泊车固定位置信息包括送货泊车固定位置信息和提货泊车固定位置信息。

作为优选，所述空间定位信息包括平面位置信息和高度信息；所述物品属性信息包括物品目的地属性信息、物品外形信息、物品内容物属性信息和物品重量信息。

作为优选，所述通信装置包括5G通信模块；所述信息发播模块包括5G通信发播模块。

作为优选，所述装卸运输设备包括龙门吊床等装卸设备和车辆、货轮等运输设备。

作为优选，若所述货物或所述装卸运输设备离开该自动化港口，则位于所述货物或所述装卸运输设备的所述有源标签通过自动回收装置回收到有源标签存放平台。

作为优选，所述装卸运输设备包括自动运行系统，所述自动运行系统接收所述调度管理系统通过通信系统发出的工作指令对货物进行自动装卸和运输。

本发明相对于现有技术优势在于：

本发明一种基于有源标签的自动化港口物流系统，将北斗定位接收装置、无源标签信息读取装置和信息发播装置集成在有源标签，并将有源标签设置于港口内的可移动物品上，港口内每个可移动物品均可向中心调度系统发送空间位置信息，且其空间位置定位精度可达到厘米级，即可以显示在堆集装箱等场垛位中的叠摞高度位置，有利于堆场垛位管理和最大化的空间利用。且有源标签可拆卸地设置于港口内的可移动物品上，方便安装和拆卸，以便于有源标签在港口内循环重复使用，使得北斗标签仅在港口内使用，节省运营成本。

附图说明

图1是本发明一种基于有源标签的自动化港口物流系统的模块框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。

一种基于有源标签的自动化港口物流系统，包括中心调度系统、地图GIS系统和标签；所述标签包括无源标签和有源标签，港口内所有可移动物品上均固设有包含该物品属性信息的无源标签；所述有源标签包括北斗定位接收装置、无源标签信息读取装置和信息发播装置，所述有源标签可拆卸地设于港口内所有可移动物品上；所述无源标签信息读取装置通过读取无源标签获取物品属性信息；也即是说，本发明所述的基于有源标签的自动化港口物流系统中的所有可移动物品包括货物、集装箱、车辆、货轮、龙门吊床等均提前采集其物品属性信息，并存储于中心调度系统，并将每一个可移动物品的物品属性信息赋予其无源标签，当所述无源标签信息读取装置读取无源标签时，所述无源标签信息读取装置可以得到所述物品属性信息。所述无源标签与所述无源标签信息读取装置优选为RFID(射频识别)模块，通过非接触式的自动识别技术，记录和读取物品属性信息。

作为优选，所述北斗定位接收装置通过定位增强系统实时获取空间定位精度达到厘米级的空间定位信息；由于所述北斗定位接收装置设于所述有源标签，所述有源标签可拆卸地设于所述可移动物品，故而可以精确的得到所述可移动物品的空间位置信息。

所述信息发播装置包括信息整合模块和信息发播模块，所述信息整合模块用于将所述空间定位信息及所述属性信息整合为标签信息，所述标签信息至少包含所述可移动物品的空间位置信息及形状结构信息，以便于该物品的移动、调度和码垛。

所述信息发播模块为5G无线通信模块，可将所述标签信息实时发送到所述中心调度系统；所述中心调度系统包括后台服务器和显示装置；所述后台服务器包括数据处理系统、通信系统和调度管理系统；所述数据处理系统包括地图信息处理模块和物品信息处理模块；所述地图信息处理模块接收所述地图GIS系统的地图信息形成可视化的港口三维地图并根据需要显示于所述显示装置；所述物品信息处理模块实时接收所述标签信息，并将所述标签信息与所述地图信息相匹配，最终将所述标签信息实时赋予所述三维地图，且根据需要显示在所述显示装置；比如可以将集装箱或货物显示在码头货物集散中心堆场垛位中的叠摞位置，以有利于堆场垛位管理和最大化的空间利用。

港口内可移动物品包括货物和装卸运输设备，所述调度管理系统根据所述标签信息和地图信息，对需要处理的货物进行排序，按照就近原则和时间优先原则，规划调度并通过通信系统驱动所述装卸运输设备对所述货物进行自动装卸和运输。

自动化港口的中心任务是集装箱的物流处置，故而当集装箱配上所述有源标签后，就具备了其精确的空间位置信息和属性信息，这些信息通过5G通信发送给中心调度系统，中心调度系统首先根据集装箱的属性信息知道集装箱的来源及去往的目的地，根据集装箱的当前位置状态信息，并根据港口装卸运输设备的位置和工作状态，指挥调度港口港口装卸运输设备通过装卸运输等过程把集装箱运输到目的地。一般情况下，集装箱还需要暂时保存在港口的堆场垛位上。由于采用高精度定位，能精确识别集装箱所处的垂直高度，因此可以多层立体堆放，提高了堆场垛位的立体空间密度，大幅度提高土地资源的利用率。港口的装卸运输设备都配备有所述有源标签，或配备有高精度北斗模块和5G通信模块，便于中心调度系统实时掌握其位置和工作状态。中心调度系统是港口的中枢，它通过所述有源标签发播的空间位置信息和属性信息调动港口的运转。高精度的地图GIS系统是港口的建设的基础，可以根据所述空间位置信息和属性信息在地图上规划并显示货轮靠岸泊位、堆场垛位、装卸运输设备位置和路线、无人运输车辆运行路线、送货/提货泊车地点等固定设施位置，并且集装箱、港口装卸运输设备等在GIS系统的位置显示是调度中心进行指挥调度的依据。

由于北斗系统和5G是基本免费的公共资源，因此本系统能有效降低自动化港口的建设和维护费用。

作为优选，所述地图GIS系统通过低空无人机对港口范围进行高精度航空摄影测量得到所述地图信息，所述地图信息包括通过高精度正射影象地图和平面矢量地图获取或定义的靠岸泊位信息、堆场垛位信息、装卸运输设备位置信息、装卸运输设备运行路线信息、泊车固定位置信息。

作为优选，所述泊车固定位置信息包括送货泊车固定位置信息和提货泊车固定位置信息。所述空间定位信息包括平面位置信息和高度信息。所述物品属性信息包括物品目的地属性信息、物品外形信息、物品内容物属性信息和物品重量信息。所述装卸运输设备包括龙门吊床等装卸设备和车辆、货轮等运输设备。

作为优选，若所述货物或所述装卸运输设备离开该自动化港口，则位于所述货物或所述装卸运输设备的所述有源标签通过自动回收装置回收到有源标签存放平台。

作为优选，所述装卸运输设备包括自动运行系统，所述装卸运输设备上可以安装所述有源标签，也可以用高精度车载北斗定位设备和5G通讯设备代替所述有源标签，所述自动运行系统接收所述调度管理系统通过通信系统发出的工作指令对货物进行自动装卸和运输，实现低速自动驾驶(L3-L4级)，装卸运输设备中的车辆行驶路线由高精度车载北斗定位设备的导航软件进行规划，推荐最短路径，车辆之间通过5G通讯设备的互通迅功能避免动态车辆相互碰撞。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改变，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。