自动化集装箱码头图形用户界面技术

吴纪林

上海国际港务(集团)股份有限公司尚东集装箱码头分公司

1 引言

自动化集装箱码头有许多复合管理系统，它们之间需要进行数据交互传达。GUI(Graphical User Interface，图形用户界面)集成这些管理系统，为码头工作人员提供一个可见的、方便的操作平台。AGV(Automated Guided Vechicle，自动化引导小车)是自动化集装箱码头主要的水平运输设备。在AGV作业过程中，需要在VMS(Vechicle Management System，车队调度系统)下接收指令并实时返回任务实施状态给TOS(Terminal Operation System，码头管理系统)，还会与STSMS(STS Management System,岸边集装箱起重机管理系统)、CD(Crane Director，堆场起重机管理系统)等多种设备系统进行传输。从接受任务指令到完成任务，存在着很多状态节点，通过GUI可以查看AGV运输过程中的实时节点，并且GUI可针对AGV与各机种管理系统的异常情况进行处理，增强AGV安全可控性。

2 GUI工程配置

GUI作为用户操作界面，需要配置各MS的IP，ECS(Equipment Control System，设备控制系统)数据库地址，以便实时获取各管理系统内各设备设施的状态。由于各管理系统是通过OPC(OLE for Process Control，用于过程控制OLE，是一个工业标准)协议进行传输，所以还需对服务器进行配置。

(1)在GUI中打开工程文件，输入用户名和密码并成功校验之后，可以进入主菜单。进入主菜单后在Tool菜单下方Option选项卡中，对数据库链接地址和相关MS的IP进行配置，同时需要配置OPC_ALL Server所在服务器IP地址(见图1)。完成数据库配置后，点击TestDB测试。

图1 参数配置界面

(2)进行VMS配置(见图2)，点击Test后完成。

图2 VMS配置界面

(3)填写OPC_ALL所在IP，OPC Name为：ZPMC.OPCServer.2，完成后点击TestOP(见图1)。点击Save保存，完成工程配置。

3 GUI主要功能应用

3.1 实时状态显示

在实际作业中，快速准确的追踪目标AGV是控制运输效率的关键。AGV单机通过磁钉获取精准位置信息[1]，通过通讯传输呈现在GUI全览界面中(见图3)。

图3 GUI全览界面

操作人员可根据车号定位现场AGV位置，若出现岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)断档情况，可迅速搜索目标车号,即刻跳转至具体位置进行查看。

AGV实时状态显示是由用户界面跟各STSMS、VMS、CD等建立通讯后得出的反馈，以图像方式呈现在操作者眼前，在特定区域可以反映AGV单机信息和部分AGV控制信息。在单机信息中，可以定义为单机故障、电量、充电状态和通讯状态、车头方向，位置等信息，可在AGV管理界面中查询。

AGV控制状态信息可显示AGV处于手动或自动模式，并且提供AGV锁闭区等重要信息。AGV行进路径经避碰统一调度，可在锁闭区停止行动[2]，避免由于故障导致两车或多车相碰或路径重叠等情况；依靠AGV自身激光防撞技术可以防止手动误操作导致的一些错误路径。

AGV实时状态一部分以AGV图标显示，其他部分需点击AGV Property，以文字信息方式显示。同时，也有部分岸桥实时状态可通过点击STS Property查询，这些状态信息也会在交通控制界面实时显示。交通控制实时信息显示包括车道、锁闭区、路径、禁行区、磁钉等信息，可以动态地显示自动化作业中各设备及场地的交通管理信息。由于是岸桥、AGV及自动化轨道式龙门起重机协同调度[3]，GUI能够做到统一整合，方便查看。

3.2 操作功能

在实际生产现场作用中，有时需要中止自动操作转为人工干预处理。AGV操作功能可以对于单个或者多个AGV进行包括Power On切换模式、人工介入发送任务等操作，提供实际作业中必要的一些人工辅助处理，满足特定工作人员对各AGV独立操作的需求。在GUI界面function功能中，分别预设主要功能按钮Disable(将AGV移出车队功能)、Reset(单AGV复位功能)、Resume(单AGV暂停恢复功能)、Pause(单AGV暂停功能)等。选中指定AGV右键点击，可以实现REMOTE/AUTO的切换。任务层面的取消也可使用abort tos job(放弃tos任务)等按钮操作。

通过设置不同的权限，能使不同岗位的中控人员进行最大范围岗位职责内的操作，最大程度提升码头自动化运转。

3.3 异常显示报告功能

生产作业过程中会有异常情况需要处理。当系统发生异常时，首先要确认这些异常显示的位置，此时相关信息自动弹出在异常列表中，使操作人员一目了然，第一时间发现故障并及时做出处理，从而减少对生产的影响。

4 结语

在自动化集装箱码头实际应用表明，GUI能够集成各个管理系统，界面简洁、实用，可充分体现无人化的优点，提高AGV的管控效率。