冷藏集裝箱還在人工巡檢？你out了！

本文作者丨萬倫波 王學齋 趙先良

作者單位丨青島前灣集裝箱碼頭有限責任公司

本文為「港口圈」杯論文大賽一等獎獲獎作品

小圈說：冷藏集裝箱作為碼頭的特殊貨種，需要精心「呵護」。本文主要闡述當前國內港口在冷藏箱監控方面採取的方式方法，人工監控的劣勢，和今後適宜在港口運用的遠程監控方式及應用指南。

冷藏集裝箱近年來在國際間集裝箱運輸發展中取得了較大的進展，在我國海上遠洋冷藏運輸中，冷藏集裝箱已取代了冷藏船，佔有大約三分之二以上的冷藏運輸任務。作為接卸集裝箱和冷藏集裝箱的碼頭為了降低人工成本、保證作業人員安全及長效穩定的作業效率和監管要求，也正由資金密集型的傳統碼頭向技術密集型的半自動及全自動化碼頭轉型。冷藏箱作為碼頭的特殊貨種，對於集裝箱碼頭來講必須實行必要的監控和持續的通電操作，以保證冷藏箱在碼頭期間的正常運轉，以及箱內貨物在適宜的環境溫度、濕度下進行長時間的儲存和運輸，僅此一項，對於冷藏箱堆存量和堆場面積較大的碼頭就需要大量人工來進行全天候的冷藏箱管理及監控作業。目前，絕大多數進行冷藏箱操作的港口實行的均是由人工對碼頭堆存的冷藏箱，以上下冷箱支架平台巡迴查看逐個冷藏箱，並記錄溫度、發現故障的方式進行分段監控及管理（按船公司及碼頭規定的時間段每天多次進行，多為每4-6小時一次）。

一、遠程監控的涵義，開發思路與技術分析。

冷藏箱遠程監控:是指利用專門的軟體和協議通過傳輸媒介或無線通訊技術將冷藏箱的當前運行狀況及內置記錄器中存儲的相關溫度、濕度、特殊事件等數據信息傳輸到用戶的系統界面，運用軟體對該部分數據信息進行有用篩選統計、對比和自動分析，達到對冷藏箱工況及內置貨物是否達到符合運輸保管溫度、濕度等要求的監控目的；反之，可以將用戶發送的控制指令發送到冷藏箱內部達到對冷藏箱遠程控制的目的。

當前遠程監控情況簡介及技術分析:

通過一段時間的調研，以及對船公司和國內外碼頭的了解和分析，我們確定了當今部分港口及船公司正在測試或已經實施遠程監控的形式大致有三種:

一是數據介面通訊監控-需冷藏箱配備有串列數據介面:利用冷藏箱內置主板PC的串列介面，通過協議和軟體將冷藏箱內置信息與外部終端電腦進行信息互傳，達到對冷藏箱內部數據等運行狀態實時調取和監控的目的。該種監控方式目前應用於國外多個集裝箱自動及半自動化等碼頭，國內正在測試的有天津，青島前灣三期等碼頭；投產的有寧波及青島港自動化碼頭等，即將開港的上海洋山四期全自動化碼頭也正在考慮此種監控方式。配備該種數據介面的冷藏箱比率可達到100%。

二是電力載波-需冷藏箱配備電力線數據機:藉助冷藏箱內加裝的數據機將冷藏箱內置主板PC內部信息數據調製成為可供冷藏箱電力線傳遞的電波，發送到用戶可視化界面。 因需要加裝冷藏箱內置數據機單元模塊，且該內置單元模塊只有部分船公司自有冷藏箱才有配備，經過一段時間的碼頭數據統計顯示,該內置單元模塊的冷藏箱配置比率小於30% ；該模塊僅有個別船公司的自備箱配備，此種遠程監控系統也只有部分船公司的自備箱才能達到高監控率，故此監控方式實際為船舶冷藏箱監控的移植版本，碼頭採用的監控率過低；導致前期國內部分碼頭引進的該系統基本無法發揮實際作用，大都成為擺設。

三是無線衛星通訊-需冷藏箱配備有無線發射及定位單元模塊:該種監控方式是利用冷藏箱內加裝的存儲記錄單元及信號發送設備將冷藏箱內部信息發送到遠端伺服器，且具備定位功能。貨主和貨權人可以隨時了解冷箱通斷電狀態等運轉情況及冷藏箱的所在位置和軌跡，但該種方式需具備設備及商業衛星的支持，投資耗大。目前僅馬士基航運和東方海外及達飛航運的部分自備箱安裝了該單元模塊，且前期東方海外因投資收益不符合預期已停止使用該系統。因其數據介面不對外開放，所以碼頭無法使用該種監控方式。

當前，超過百分之九十以上的碼頭均採用人工抄錄的方式，除此之外，有少數幾個碼頭在十年之前引進了電力載波方式進行實驗，但因監測率不足大多處於閑置狀態，近兩年來有個別集裝箱碼頭因轉型升級或科技創新向半自動化碼頭轉變而採用數據介面的監控方式進行試驗，也有新建的全自動化碼頭正在採用數據介面的監控方式進行測試，或已初期投入使用。

我們對以上三種遠程監控方法進行了優劣比較，結合碼頭冷藏箱堆存情況進行了監測率等方面的對比，得出的結論是數據介面監測率最高，也是最適應當下碼頭監控的方式之一。

人工抄錄與數據介面遠程監控的優缺點分析如下表:

遠程監控的開發思路:為了提高冷箱貨物在堆存期間的監管質量和減少碼頭監控的勞動力，我們對於遠程監控項目進行了系統的研究比對，從監控率角度來講，數據介面連接後通訊成功率可以達到95%以上，也就是說採用數據介面遠程監控的方式可以達到95%以上的監控率。

以青島港集裝箱前灣三期碼頭為例，作為目前中國最大的冷藏箱基地，青島港前灣三期年進出口操作量達到50萬TEU，場地盤存量日均達到4000TEU,如此巨大的盤存量利用24小時不間斷人工監控，四班三運轉需配備抄錄員30人，僅人工成本一項年支出達200~300萬，且避免不了因人工差錯導致的損失，遠程監控項目投入後，每班僅需配備2名遠程監控人員，年可節約人工及其他成本幾百萬，投資效益巨大。以五千個插座計算項目投資不足800萬，僅人力成本一項2-3年就可收回成本；並且採用遠程監控後可節約辦公耗材比如紙張及列印設備等，辦公耗材成本大幅下降。

二、遠程監控操作與實施

冷藏箱末端單元模塊和數據接頭:負責與冷藏箱機組內置CPU的直接通訊和數據互傳。

冷藏箱插拔電操作平台的集成模塊:負責與每一個末端單元模塊的通訊和匯總處理，每一個集成模塊負責同一操作平台內的所有末端模塊從冷藏箱內調出的信息進行匯總處理。

數據存儲伺服器：負責將接收和存儲從集成模塊中回傳的碼頭所有的冷藏箱溫度、濕度、運行狀態等數據，並與碼頭操作系統的伺服器同步處理數據。

用戶監控系統:將伺服器中匯總處理的冷藏箱監控信息進行可視化處理便於用戶的使用和監控，並開設多種信息比對及處理功能，便於用戶根據自身碼頭監控的需求進行個性化設定和操作；同時用戶可通過個性化定製或設置，實時將冷藏箱加電狀態、故障報警給予及時提示。

使用中，冷藏箱末端通訊模塊單元的接頭與碼頭冷藏箱位的插座安裝在一起，便於操作人員在插接電源插頭的同時將數據介面同步連接。數據介面連接後，會自動互傳信息，將冷藏箱的內置CPU存儲的信息自動傳輸到用戶負責監控的軟體系統中，或將用戶通過監控系統發出的指令發送給現場冷藏箱的CPU達到對冷藏箱溫度更改、融霜、PTI預檢操作等冷藏箱設置方面的遠程控制。在現場冷藏箱數據的信息匯總後，通過光纜及網線再傳回用戶遠程監控系統界面，系統界面增設多種信息比對功能對碼頭堆存的冷藏箱進行管理，或以此系統為信息平台與碼頭TOS系統進行交互；最終均可以用於自動判定在碼頭堆存期間的冷藏箱相關信息比如溫度、位置、運轉情況、是否正常，對於不在正常運行範圍內的冷箱進行自動比對並形成重要級別不同的提示，便於操作人員的及時處理。

例如:一個冷藏箱進入集裝箱碼頭閘口或堆場後，碼頭TOS系統會增加一條該箱的相關預設信息，比如箱號、位置、設定溫度、船名航次等；待該箱卸入碼頭冷藏箱堆場後，操作人員在通電的同時一併插接數據介面，待數據介面插接完成後，自動讀取該箱箱內CPU所存儲的數據包括電子箱號、數據介面位置、設定溫度、目前實際達到的溫度、有無報警等信息，只要是箱內CPU所能記載的信息可自由調取，在遠程監控系統所採集的數據回傳後，自動將監控信息與碼頭TOS系統的信息進行比對，若相關數據（電子箱號與箱體箱號、接頭位置與堆場位置、實際設定溫度與預設溫度等信息）不符，自動給出報警提示操作人員處理；若冷箱實際溫度與設定溫度差值過大或存在報警信息及運轉不正常信息，同樣給出提示便於操作人員進行判定及後續的處理。關於監控的數據信息可自由設定時間間隔保存至伺服器中便於該箱後續的查詢。

三、已取得成效和遠期成效展望，以及後續完善與深度開發

該遠程監控系統投產後，通過數據採集分析、比對，我們可以看出，該系統的採用，較人工監控有著極大優勢，成效顯著。

1.安全性顯著提高。由於減少了冷箱理貨員在堆場中的工作時間以及靠近機械作業的次數，減少了潛在事故的發生。

2.人工成本顯著下降。採用本系統後可節約人工70-80%。

3.增加了堆場吊裝機械的有效使用時間。在碼頭上，人員在平台進行監控時,堆場吊裝機械不能夠在人員上空同時進行作業。如果冷箱理貨員可以遠程監控，不用去現場，那麼堆場吊裝機械能夠有更多有效作業時間，起到提高碼頭裝卸效率的效果。

4.提高監控服務質量。對於潛在故障及內在故障可以有效識別。由於遠程監控是實時採集數據，動態監控，有別於人工監控的間隔時間段巡迴，可以在冷藏箱發生故障的第一時間發現並修復，避免由於個別人員專業技能不高帶來的故障判斷不準確，從而更加可靠地確保貨物質量完好。

5.降低人員勞動強度。採用遠程監控，最大限度地使監控人員擺脫現場巡迴上下平台，現場奔波，以及惡劣天氣環境下的作業辛苦，在監控室內即可完成。

6.在人工巡迴監控過程中，需要大量紙張列印被監控冷藏箱。實施遠程監控可以實現無紙化辦公，綠色環保。

7.碼頭冷藏箱在堆存過程中，外來監控自家冷藏箱的人員進入碼頭冷藏箱堆場存在安全和管理問題。實施遠程監控可以不再許可外來人員進入現場，採用提取碼頭遠程監控數據代替人工現場監控。

後期的完善和深度開發：

1.監控率不足100%。由於被監控冷藏箱的數據介面完好率無法達到100%，如要實行遠程監控，就需要對數據介面進行修復。

2. 存在冷藏箱介面所在的位置不同，少數介面在機組控制面板之內，需要用螺絲刀打開面板進行插接，在風雨天氣下如何採取有效措施避免進水。

3.冷藏箱數據介面存在三孔和五孔型號差異，當前90%以上為五孔，但2010年後製造的冷藏箱均以五口為標配，所以碼頭平台終端當前接頭設備應以配備五孔為主，並配備少量三孔插頭用於替換。

4.系統採用和安裝時碼頭應考慮的問題：

硬體方面:在安裝該系統時，碼頭應結合自身的硬體設備的特點，在電源插座旁邊的位置安裝數據接頭方便操作員插接；平台高度是否適合介面的插接，冷藏箱堆碼箱位與平台的位置是否便於打開控制門進行內置介面的操作。

軟體方面:結合自身所使用的碼頭操作系統與冷藏箱遠程監控系統進行交互，對相關信息進行校對分析達到便於操作人員進行冷箱管理的目的；若碼頭單純使用遠程監控系統也可進行相關功能的導入和深度開發達到便於操作的目的。

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