一种自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置的制作方法

本申请涉及自动化码头堆场陆侧作业领域，尤其涉及一种自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置。

背景技术：

随着港口装卸设备技术的不断发展，自动化集装箱门式起重机已经实现广泛的使用，此类门式起重机是自动化无人操作的，在起重机进行装卸作业过程中，可能会因集卡司机疏于检查集卡拖盘或者拖盘上所载集装箱的状态而出现操作异常问题，当出现问题时如果集卡司机不能及时的将情况反映给中控室人员，进而使中控室人员对起重机操作进行调整，会带来生产安全风险，所以需要一种通信装置实现集卡司机与中控室人员实时进行信息交互，确保装卸作业安全高效运行。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置，包括：

设置在预设平台的不锈钢亭体；

设置在所述不锈钢亭体上的操作箱；

所述操作箱包括：plc控制系统，内部电路，操作箱面板；

所述plc控制系统连接所述操作箱面板；所述plc控制系统还通过所述内部电路和光缆连接中控室；

所述操作箱面板上设置有按钮、读卡器、显示屏、双向语音对讲装置，以供集卡司机和中控室沟通。

可选的，所述操作箱为方形箱体。

可选的，所述按钮包括绿色安全确认按钮，黄色锁销确认按钮和红色紧停按钮；

所述绿色安全确认按钮，所述黄色锁销确认按钮和所述红色紧停按钮分别通过plc控制系统和所述操作箱内部电路、光缆与中控室连接，用于实现集卡司机与中控室的信息交互。

可选的，所述操作箱面板还包括读卡器；

所述读卡器为设置在所述操作箱面板底部的身份证读卡器；

所述身份证读卡器通过电缆和内部电路与中控室连接，用于读取集卡司机的身份证，识别集卡司机身份。

可选地，所述操作箱面板的顶部中央位置设置有双向语音对讲装置保护壳体；

所述双向语音对讲装置设置在所述操作箱面板双向语音对讲装置保护壳体内；

所述双向语音对讲装置通过电缆和所述内部电路与中控室连接，用于与中控室交流沟通。

可选的，所述显示屏设置在所述操作箱面板的底部中央，用于显示操作提醒信息。

可选的，所述蜂鸣器设置在所述操作箱面板中央；

可选的，还包括车道灯；

所述车道灯设置在所述操作箱外上方顶部，用于提示所在车道编号以及是否可以进行装卸操作。

可选的，还包括警示灯；所述警示灯设置在所述操作箱外上方的顶部，用于提示集卡司机装卸作业即将开始。

可选的，还包括钢化玻璃；

所述钢化玻璃包括安装在所述不锈钢亭体上并且在所述操作箱顶部与水平面平行的上方玻璃挡板，和安装在所述不锈钢亭体上并且在所述操作箱左右两侧与水平面垂直的左右侧玻璃挡板三部分，用于为所述操作箱以及操作人员提供防护。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置通过光缆连接中控室与通信装置内部电路，实现通信装置与中控室的信息传递。集卡司机通过通信装置扬声器接收来自中控室发来的操作即将开始的语音提示后，通过按压通信装置操作箱面板上的按钮确认作业开始，并在装卸过程中实时观察操作状态，在装卸作业发生异常时，及时松开按钮门式起重机即可操作暂停，在操作暂停后通过双向对讲装置实现集卡司机与中控室人员的交流，实现信息交互，从而将操作信息及时传递给中控室人员，供其对异常操作及时进行调整，本申请解决了门式起重机自动操作过程中出现问题时，中控室操作人员不能及时发现操作异常以及不能及时得到异常信息进而做出调整的问题，提高了门式起重机自动化作业程度及效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置的操作箱面板结构图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置的操作箱内部电路图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置的正视和侧视结构图。

附图标记：

不锈钢亭体—1、操作箱—2、车道灯—3、警示灯—4、钢化玻璃—5、固定支架—6、报警指示灯—7、黄色锁销确认按钮—8、绿色安全确认按钮—9、显示屏—10、蜂鸣器—11、双向语音对讲装置—12、读卡器—13、照明灯—14、plc系统控制单元—15、红色紧停按钮-16。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

随着港口装卸设备技术的不断发展，自动化集装箱门式起重机已经实现广泛的使用，此类门式起重机是自动化无人操作的，在起重机进行装卸作业过程中，可能会因集卡司机疏于检查集卡拖盘或者拖盘上所载集装箱的状态而出现操作异常问题，当出现问题时，如果集卡司机不能及时的将情况反映给中控室人员，进而使中控室人员对起重机操作进行调整，会带来生产安全风险，所以需要一种通信装置实现集卡司机与中控室人员实时进行信息交互，确保装卸作业安全高效运行。

例如，在实际应用中，在港口门式起重机自动进行装卸作业时，出现装卸位置不准确，由于中控室人员并不在作业现场，对现场的问题不能及时获知，只能等待集卡司机通过私人通信方式联系中控室人员，在此过程中，中控室操作人员对信息的获取是很缓慢的，不及时的。当集卡司机将异常信息报告给中控室操作人员后，操作员再进行操作调整，造成作业效率很低，并且存在安全隐患。

本申请提供的自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置，包括：

设置在预设平台的不锈钢亭体；

设置在所述不锈钢亭体上的操作箱；

所述操作箱包括：plc控制系统，内部电路，操作箱面板；

所述plc控制系统连接所述操作箱面板；所述plc控制系统还通过所述内部电路和光缆连接预设的中控室；

所述操作箱面板上设置有按钮、读卡器、显示屏、扬声器和双向语音通话器，以供集卡司机和中控室沟通。

本实用新型自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置通过光缆连接中控室与通信装置内部电路，集卡司机驾车到达指定堆场，在陆侧交互区任意选择某条车道，倒车入位，将车在车道内停好后，下车检查拖盘上的锁销是否打开，然后在通信装置上的读卡器刷卡，通过信身份证读卡器对集卡司机进行身份识别，身份识别成功后通过通信装置扬声器接收并播放来自中控室发来的操作即将开始的语音提示，通过让集卡司机按通信装置操作箱面板上的提前在控制中心预设指令的按钮进行操作，按绿色安全确认按钮确认作业开始，并在装卸过程中实时确认装卸处于正常的状态，在装卸作业发生异常时，立即松开绿色安全确认按钮，门式起重机操作将及时暂停，或者通过按下红色紧停按钮将门式起重机操作停止，在操作停止后通过通信装置上的与中控室连接的双向通话器实现集卡司机与中控室人员的实时交流，中控室操作人员获知操作信息以及作业现场情况，并对异常状况及时调整，实现信息交互。通过本实用新型提供的自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置，解决了门式起重机自动操作过程中出现问题时，中控室操作人员不能及时发现操作异常以及不能及时得到异常信息进而做出调整的问题，提升了码头堆场陆侧作业的效率与安全性。

图1是根据一示例性实施例示出的一种自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置的操作箱2面板结构图。如图1所示：

操作箱2是一个方形箱体，固定在不锈钢亭体1的上部；

操作箱面板上包括按钮，显示屏10、蜂鸣器11、双向语音对讲装置12和读卡器13；

操作箱2内部电路与操作箱面板上的按钮及显示屏10、蜂鸣器11、双向语音对讲装置12、和读卡器13分别连接，将面板操作指令通过plc控制系统和铺设在中控制与通信装置之间的光缆传递到中控室中。

具体的，操作箱2面板按钮包括绿色安全确认按钮9，红色紧停按钮16和黄色锁销确认按钮8，通过箱体内部的plc控制系统和内部电路接收集卡司机的操作指令，并将指令通过光缆传输到中控室，实现集卡司机与中控室之间的信息交互。

进一步的，按钮通过在操作箱2内部电路及控制系统中预设指令，向中控室发送操作指令。绿色安全确认按钮9需要集卡司机实时确认装卸作业操作安全和操作正常状态；红色紧停按钮16为向中控室控制系统发出立即停止操作指令；黄色锁销确认按钮8为向中控室控制系统发出拖盘锁销完全打开或者集装箱已在集卡拖盘上放置到位的信息。

在实际应用中，在做好装卸作业准备工作后，集卡司机需要一直按住绿色安全确认按钮9，在门式起重机与集卡进行集装箱装卸过程中，集卡司机如发现有异常情况，松开绿色安全确认按钮后，门式起重机将随之停止运行。通过本通信设备提供的按钮指令操作，简化了集卡司机操作，同时还确保了门式起重机在装卸过程中的安全性，在装卸作业发生异常时，中控室人员能够在第一时间处理门式起重机装卸过程中出现的问题，进而根据实际情况进行调整。

在实际应用中，考虑到司机的操作体验，可以按照人体工程学设计，在通讯装置亭体中部增加一个绿色安全确认按钮9，这样在实际操作中，司机的操作体验会得到进一步提升。

如果装卸过程中的异常情况事态紧急，可迅速拍下红色紧停按钮16，轨道吊将立即停止运行，等待集卡司机与中控室进行沟通解决问题。

在门式起重机从集卡卸箱之前，集装箱与拖盘锁销必须完全脱离，否则会存在门式起重机将集卡吊起的危险操作，以及门式起重机完成装箱，吊具在离开集装箱之前，必须确认集装箱已在集卡拖盘上放置到位。本申请提供的信息交互用通信装置可以通过司机按压操作箱面板上的黄色锁销确认按钮8，告知门式起重机集装箱交互已安全完成，与门式起重机完成信息交互。

操作箱显示屏10安装在操作箱面板内下方的中央，将显示屏10的外接线连接到操作箱2内部电路中，通过电缆和操作系统对显示屏10上显示的内容进行控制。

在实际应用中，通过操作箱2中的电路控制并在操作箱面板上显示的内容有：提示集卡司机身份验证和出现问题时的解决方式，以及中控室人员的联系方式等信息。

操作箱双向语音对讲装置12设置在操作箱2面板的上方中央位置，分为扬声器、通话器接通按钮和通话器三部分。

双向语音通话装置通过安装在操作箱2面板上的塑料保护壳进行保护，其中双向语音通话装置的外接线路连接到操作箱2的内部电路中，由中控室发出提醒集卡司机装卸作业的语音提示，帮助集卡司机顺利完成作业。

在实际应用中，语音提示内容可以包括：提醒集卡司机将发动机熄火、提醒集卡司机注意集卡手刹状态及检查拖盘锁销的打开状态、告知集卡司机操作步骤等。

双向语音通话装置分别安装在通信设备和中控室中，通过连接线连接。

将通话装置的外接线连接到内部电路中，在中控室中也设置有与之配套的双向语音通话装置，集卡司机可以通过按通话器接通按钮拨通中控室中的通话装置，通过扬声器和通话器实现集卡司机与中控室人员的双向交流。

在实际应用中，在门式起重机装卸过程中出现异常时，集卡司机应立即松开绿色确认按钮9，或按红色紧急停止按钮16将门式起重机的装卸作业停止，再通过按触双向语音对讲装置12上的接通按钮来接通总控室的通话器，将现场的问题告知中控室控制人员，实现集卡司机与中控室人员双向语音通话功能。

操作箱读卡器13设置在操作箱面板最下方，集卡司机在通信装置操作面板上的读卡器13处刷身份证，读卡器13将司机身份信息传输给码头操作系统，操作系统派发作业指令请求门式起重机与集卡进行集装箱装卸作业。

在实际应用中，可以采用身份证读卡器来读取集卡司机的身份信息，进而派发实际作业指令。

具体的，在操作箱2内部设置读卡器13接口电路，通过rs-232接口，或者使用usb接口进行内部的连接，将身份证读卡器扫描设备安装在操作箱2面板上，再在中控室操作系统中安装身份证读卡器驱动设备进行信息读取和处理。

身份证阅读器是联机使用的身份证专用阅读设备，它采用typeb非接触的ic((integratedcircuit，ic)卡阅读技术，通过内嵌专用身份证安全控制模块(smartmodule，sam)，以无线传输方式与第二代居民身份证内的专用芯片进行安全认证后，将芯片内的个人信息资料读出，再通过计算机通信接口，将此信息上传至计算机。安装在计算机中的阅读软件，将这些信息解码成文字和相片进行显示和处理。

身份证读卡器通过usb接口直接供电，也可以采用hid(humaninterfacedevice，hid)usb接口，无需安装驱动、无需外接电源，可直接使用。目前身份证读卡器都是采用二代身份证读卡器，其中包括：华旭身份证阅读器、普天身份证阅读器、银安身份证阅读器、神盾身份证阅读器等。

身份证读卡器的优点有：通用性强，它采用标准计算机通信接口，支持win98/2000/xp等操作系统，可以方便的安装在中控室操作系统中；开放性好：提供简单易用的应用程序接口(applicationprogramminginterface,api)，供用户进行二次开发，可以将集卡司机装运的货物以及需要的装卸作业信息在集卡运输过程中进行获取和编辑，事先安排好装卸作业的类型，使装卸作业效率更高；阅读距离远，不小于5cm，能快速读出身份证中的信息。

在实际应用中，受到天气及昼夜的影响，可能在集卡司机进行操作时，光线并不充足，影响到装卸作业的安全性和效率。通信装置还可以在通信设备钢化玻璃5下的操作箱2面板顶部安装照明灯14，照明灯14通过连接线在操作箱内部电路中接通，由外接电源为照明灯提供电源。

图2是操作箱内部的电路图，如图2所示：

绿色安全确认按钮9红色紧停按钮16、黄色锁销确认按钮8在中控室的控制系统中预设指令，绿色安全确认按钮9为操作正确及安全，红色紧停按钮16为紧急停止，黄色锁销确认按钮8为锁销状态确认安全，具体的实施方法是现有的技术，在此不再进行赘述，再将操作箱2面板上的按钮分别通过导线连接到plc的输入单元上，输入单元再经光缆将在控制系统中预设的对应指令传输到中控室中。

显示屏10、蜂鸣器11、双向语音对讲装置12、读卡器13通过自带的连接线分别连接在plc系统控制单元上。

在实际应用中，双向语音对讲装置12、读卡器13也可以通过导线直接与中控室连接。

车道灯3和警示灯4通过操作箱顶部的固定支架6将导线连接到操作箱内部并接到plc系统控制单元15上。

图3是根据一示例性实施例示出的一种自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置的正视结构图和侧视结构图。参照图3，本申请提供的自动化码头堆场陆侧作业信息交互用通信装置包括：

设置在预设平台的不锈钢亭体1；

具体的，在码头堆场陆侧作业区域的自动化门式起重机的轨道起点，即集卡与门式起重机进行装卸的每条集卡车道作业区域铺设高于地面的平台，在平台上安装不锈钢亭体1，不锈钢亭体1与集卡停车作业车道对应，即每条集卡作业车道前有一个通信装置。

在实际应用中，在堆场陆侧作业区域，可以有多辆集卡停车作业车道，可以通过对通信装置编号设置在不同的集卡作业车道。这样就实现了多个信息交互用通信装置对门式起重机进行通信的功能。

设置在不锈钢亭体1上半部分的操作箱2；

操作箱2有内部电路，通过铺设在中控室到通信设备之间的光缆与中控室进行连接。

设置在不锈钢亭体1顶部的车道灯3；车道灯3设置在操作箱2外上方顶部，通过线路连接到操作箱2的内部电路中，用于提示所在车道是否可以进行装卸操作。

具体的，在不锈钢亭体1顶部可以突出一个竖直固定支架6，支架6下方固定在不锈钢亭体1上，支架6上部用于固定车道灯3。

车道灯3可以采用能显示图标的发光二极管(lightemittingdiode，led)灯，固定在不锈钢亭体1顶部凸起的支架6上方，车道灯3的外接控制线路通过支架6连接到操作箱2的内部电路中，再经电缆传输信号，由中控室控制显示内容。

在实际应用中，在该车道可以正常使用时，通过中控室通过可编程逻辑控制(programlogiccontroller，plc)系统控制车道灯3显示绿色车道编号来提示司机该车道是可以进行装卸作业的；在该车道不能正常使用或者不适合进行装卸作业时，中控室控制车道灯3显示红色叉号，提示集卡司机该车道不能进行装卸作业，以使集卡司机及时调整集卡行驶路线，找到可以进行装卸作业的停车车道，提高了作业效率。

设置在操作箱2上的报警指示灯7和蜂鸣器11；

具体的，报警指示灯7和蜂鸣器11通过内部线路与中控室连接，接收中控室的控制信号。

在实际应用中，报警指示灯7和蜂鸣器11用来提示集卡司机在正常的装卸作业过程中需要一直保持按压绿色安全确认按钮9，如果在装卸过程中集卡司机松开按钮，报警指示灯7将闪亮并且蜂鸣器11将长鸣，提示集卡司机检查是否其操作错误或者存在其他异常问题。

设置在车道灯旁的警示灯4；

具体的，警示灯4可以采用能被中控室控制的闪烁灯，固定在车道灯3的一侧，警示灯4内部线路与车道灯3的线路一起通过不锈钢亭体1顶部的支架6与操作箱2内部连接，和车道灯3一起通过电缆与中控室连接，接收中控室的控制信号。

在实际应用中，警示灯4用来提示集卡司机装卸作业即将开始。在门式起重机接收中控室指令运行至陆侧交互区端头即将和集卡进行交互作业时，警示灯4通过闪烁提醒集卡司机门式起重机即将到达，请做好准备工作，并且做好安全防护。

具体的，集卡司机首先需要确保自己在通信装置处站立，避免因门式起重机的运行对集卡司机人身造成危险；同时，集卡司机需要在门式起重机进行装卸之前确认发动机熄火拉好手刹并检查拖盘锁销已打开。

设置在不锈钢亭体1上操作箱周围的钢化玻璃5；

钢化玻璃5包括通过固定器件安装在不锈钢亭体1上并且在操作箱2顶部的与水平面平行的上方玻璃挡板，和安装在所述不锈钢亭体1上并且在所述操作箱2左右两侧与水平面垂直的左右侧玻璃挡板三部分.

在实际应用中，码头堆场陆侧作业受天气或者人为因素，可能会对通信装置造成破坏，而且对于集卡司机来说，码头堆场作业期间也是要保证相对较安静的环境，所以在通信装置上半部分操作箱2的周围安装钢化玻璃5，用于为操作箱2以及操作人员提供相对安全和安静的工作环境。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。