港口作业状态显示系统的制作方法

本发明涉及港口工程技术领域，尤其涉及一种港口作业状态显示系统。

背景技术：

随着自动化以及远程控制技术的成熟，不仅越来越多的新建港口被布局为远程自动化港口，也有大量的旧港口被改造成远程自动化港口。对于远程自动化港口而言，所有港口起重机(包括岸桥以及堆场装卸起重机)都由在距离现场几公里外的远程操作室内的司机来操控，也就是说对港口起重机的操作由港口起重机本地移到了远程操作室，这也意味着港口的日常运营都集中到了远程办公室端。但是，现有技术中，远程操作室中港口作业状态的可视化方面还存在一定欠缺。

技术实现要素：

本发明的目的之一为提高远程操作室中港口作业状态的可视化程度。

本发明提供了一种港口作业状态显示系统，包括：数据采集模块，用于采集港口作业数据，所述港口作业数据包括港口起重机的状态数据，所述状态数据包括所述港口起重机的主机构的运行状态信息；数据存储器，可接收并存储所述数据采集模块中的所述港口作业数据；数据分析模块，可读取所述数据存储器中的所述港口作业数据，并根据所述港口作业数据分析所述港口起重机的运行参数并将所述运行参数返回至所述数据存储器；模型控制模块，可读取所述数据存储器中的所述状态数据，并根据所述状态数据生成所述港口起重机的实时显示模型，所述实时显示模型包括所述港口起重机的实时三维模型；显示器，设置在远程操作室，所述显示器可从所述模型控制模块中读取并显示所述实时显示模型。

可选地，所述显示系统还包括单机控制器，所述单机控制器设置在港口起重机本地，可采集港口起重机的所述状态数据。

可选地，所述状态数据还包括下述一种或几种：所述港口起重机的载荷信息；所述港口起重机的倾转系统的状态信息；所述港口起重机的控制系统的状态；船舶轮廓信息；所述港口起重机下方的水平运输车辆的信息。

可选地，所述运行参数包括以下一种或几种：所述港口起重机的工作量和/或作业效率信息；所述港口起重机等待水平运输车辆的时间；所述港口起重机的故障信息；所述港口起重机的机械部件的寿命预估信息；所述港口起重机的机械部件的维护提醒信息。

可选地，所述实时显示模型还包括下述一种或几种：港口建筑物模型；水平运输车辆模型；集装箱堆场模型。

可选地，所述港口作业数据还包括以下一种或几种：港口运营数据；通讯网络节点数据；气象数据；港口起重机运行历史信息；港口起重机以及堆场的图像数据；港口人员定位信息。

可选地，所述显示器可显示至少部分所述港口作业数据。

可选地，所述显示器可显示的所述港口作业数据中，至少部分是经触发后显示。

可选地，所述显示系统还包括环境渲染模块，所述环境渲染模块可读取当前的时间，并根据当前的时间选择对应的天空背景以及光照信息，以作为所述港口起重机的当前环境信息；所述环境渲染模块可根据所述港口起重机的当前环境信息对所述实时显示模型的模型场景进行渲染。

可选地，所述环境渲染模块还可从外部读取当前的天气信息，并根据当前的天气信息对所述实时显示模型的模型场景进行渲染。

可选地，所述数据采集模块通过交换机与所述单机控制器连接；所述数据采集模块通过所述交换机与气象服务器连接，以获取气象服务数据。

可选地，所述显示器包括多个并排设置的显示屏。

本发明中，数据采集模块可读取到港口起重机的状态数据并将之存储在数据库中，模型控制模块可读取到状态数据并生成港口起重机的实时三维模型，操作人员可在远程操作室中通过观察显示器，观察到港口起重机的实时三维模型，从而提高远程操作港口起重机时的可视化程度。同时，本发明还包括数据分析模块，用于分析港口起重机的运行参数，即对港口起重机的状态数据进行统计，从而得到港口起重机在一定时间内的工作状态，管理人员结合观察到的实时三维模型，以及统计得到的运行参数，对港口起重机在一段时间内的工作状态有整体的把握。

附图说明

图1为本发明实施例提供的港口起重机显示系统结构图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

参考图1，本发明提供了一种港口作业状态显示系统1，可用于显示港口作业机械的实时工作状态。本实施例中，港口作业机械包括岸桥(全称为“岸边集装箱起重机”)、堆场起重机等。本发明对港口起重机的数量也不做限定，可以是一台，也可以多台。

本发明提供的显示系统1包括：

数据采集模块11，用于采集港口作业数据，港口作业数据包括港口起重机的状态数据，状态数据包括港口起重机的主机构的运行状态信息。这里，港口起重机的主机构的运行信息包括：(1)港口起重机的起升机构的起升速度、吊具当前位置；(2)港口起重机的大车运行机构的运行速度、当前位置；(3)港口起重机的小车运行机构的运行速度、当前位置。

数据存储器12，可读取并存储港口作业数据；

数据分析模块13，可读取数据存储器12中的港口作业数据，并根据港口作业数据分析港口起重机的运行参数，并将分析得到的运行参数返回至数据存储器12。

模型控制模块14，可读取数据存储器12中的状态数据，并根据状态数据生成实时显示模型。其中，实时显示模型包括港口起重机的实时三维模型。在一个或多个实施例中，模型控制模块14中预存有港口起重机的静态三维模型，模型控制模块14可根据静态三维模型以及状态数据生成港口起重机的实时三维模型。在一个或多个实施例中，实时三维模型包括港口起重机的外观信息。例如，在港口起重机的模型灰盒外，进行外观贴图和材质调配，经渲染后，可以显示出与真实及其接近的外观质感效果。在一个或多个实施例中，实时显示模型还包括下述一种或几种：港口建筑物模型；水平运输车辆模型；集装箱堆场模型。从而，操作人员可以直观地观察到港口起重机的作业场地。

显示器15，设置在远程操作室，显示器15可从模型控制模块1414中读取并显示实时显示模型。本实施例中，显示器15包括多个并排设置的显示屏151，以期在不影响显示效果的前提下尽可能降低成本。在其他实施例中，显示器15也可通过拼接屏、超宽曲面屏等进行显示。在一个或多个实施例中，可设置几个默认的码头经典视角，如从海侧向陆侧观察岸桥装卸情况，或者从陆侧向海侧观察堆场起重机的作业情况。

本发明中，数据存储器12中存储有港口起重机的状态数据，模型控制模块14可生成港口起重机的实时三维模型，操作人员可在远程操作室中通过观察显示器15，观察到港口起重机的实时三维模型，从而提高港口作业状态的可视化程度。例如，当数据存储器12中得到起升机构的实时起升高度为30m时，实时显示模型中吊具也运动至30m的高度。

同时，本发明还包括数据分析模块13，用于分析港口起重机的运行参数，即对港口起重机的状态数据进行统计，从而得到港口起重机在一定时间内的工作状态，管理人员结合观察到的实时三维模型，以及统计得到的运行参数，对港口起重机在一段时间内的工作状态有整体的把握。

本实施例中，单机控制器17，单机控制器17设置在港口起重机本地，可采集港口起重机的状态数据。本发明对单机控制器17的形式不作限定，可以是plc，工控计算机，等。数据采集模块11可从单机控制器17中读取并存储状态数据。本实施例中，数据存储器12与单机控制器17之间通过光缆连接，通过交换机16交换数据，以保证数据的准确传输。但本发明对此不作限定，数据存储器12与单机控制器17之间也可通过电缆、网线、无线连接等进行数据传输。

进一步地，单机控制器17中的状态参数包括下述一种或几种：

(1)港口起重机的载荷信息，例如，起重机的吊具是否带载，带载的重量，岸桥吊装的集装箱尺寸，起重机是否超载或偏载，等；

(2)港口起重机的倾转系统的状态信息，例如，倾转油缸的位置、倾转油缸是否开启了电子防扭功能，等：

(3)港口起重机的控制系统的状态，例如；起重机的电子防摇功能及控制系统的运行状态，等；

(4)船舶轮廓信息，例如，港口起重机上设置的船型扫描仪所获得的船舶轮廓。等；

(5)港口起重机下方的水平运输车辆的信息，例如，岸桥下方是否有集卡、跨运车或者agv小车，以及上述水平运输车辆是否带箱，等；

(6)港口起重机的故障信息，例如，集装箱吊具的超载信息；岸桥的液压系统的温度超高信息；集装箱吊具的挂舱信息，等。

本实施例中，运行参数包括以下一种或几种：

(1)港口起重机的工作量和/或作业效率信息，例如，各港口起重机的每小时/每天/每月的装箱/卸箱总数；各港口起重机的每小时/每天/每月的装箱/卸箱总数；每个港口起重机操作员每小时/每天/每月的装箱/卸箱总数；每个港口起重机操作员的平均装箱/卸箱效率，等；

(2)港口起重机等待水平运输车辆的时间，例如，由于水平运输机械没有及时抵达港口起重机所造成的港口起重机的等待时间；

(3)港口起重机的故障信息，例如，各港口起重机的故障频率、故障总数、严重停机故障数，等；

(4)港口起重机的机械部件的寿命预估信息，例如，每台起重机每个运行机构或承载结构的寿命预估，等；

(5)港口起重机的机械部件的维护提醒信息，等。

本实施例中，港口作业数据还包括以下一种或几种：

(1)港口运营数据，可来自港口运营系统，例如，作业船图，堆场集装箱堆放信息，集装箱的进出口信息，集装箱的箱号、尺寸；

(2)通讯网络节点数据，可来自通讯网络节点管理软件，例如，通讯网络节点的设备型号及名称，通讯网络节点的流量监控数据，通讯网络节点的安装位置，通讯网络节点的在用通讯协议，通讯网络节点的受攻击信息，无线天线的信号覆盖区域。这里，“节点”为通讯网络的数据交换节点，例如，交换机；

(3)气象数据，可来自气象预报服务器，例如，港口所在地的天气情况；

(4)港口起重机运行历史信息，可来自起重机管理系统，例如，港口起重机的故障信息，港口起重机的运行统计数据(包括运行时间、工作量统计等)，港口起重机操作人员的登录信息；

(5)港口起重机以及堆场的图像数据，可来自cctv视频服务器，例如，港口起重机的摄像头的实时图像和历史图像，堆场的摄像头的实时图像和历史图像；

(6)港口人员定位信息，可来自gps定位系统，例如，所有港口工作人员/参观人员的实时位置信息。

本实施例中，显示器15可显示至少部分港口作业数据，例如，港口起重机的状态数据、港口起重机的运行统计数据、集装箱信息、水平运输车辆的信息、港口人员定位信息，等。进一步地，为避免画面被过多的数据遮挡而显得凌乱，上述数据不会被默认显示，而是经触发后才会显示。例如，只有当用户点击某台港口起重机起重机、水平运输车辆或其他物体时，与其相关的数据才会显示(例如，以弹框的形式显示)。

本实施例中，模型控制模块14还包括环境渲染单元141，用于对实时显示模型中的模型场景(即，港口起重机的工作环境)进行渲染。工作环境包括天空背景、海水、光照信息等。环境渲染单元141可从外部(例如，码头时间服务器、microsoftwindows系统等)读取当前的时间，根据当前的时间选择对应的光照亮度、光照角度、天空背景等，作为港口起重机的当前环境信息，环境渲染单元141可根据当前环境信息对港口起重机的工作环境进行渲染，模拟早晨蓝天、中午阳光直射、晚上变黑等环境效果。进一步地，环境渲染单元141还可根据太阳在一天中的位置变化的照射角度，得到渲染出的阴影的朝向角度。

进一步地，环境渲染单元141还可读取当前的天气信息，并根据当前的天气信息对港口起重机的工作环境进行渲染，以模拟港口起重机所处的天气情况、例如下雨、下雪、大雾等。本实施例中，天气信息由数据采集模块11从气象预报服务器中读取，进一步地，数据采集模块11和气象预报服务器之间通过交换机16连接。

本发明对数据存储器12、数据分析模块13以及模型控制模块14的设置位置不作限定，可以设置在港口起重机本地，也可设置在专门的设备室中。本实施例中，数据存储器12、数据分析模块13以及模型控制模块14均设置在远程操作室中。

另外，在实现发明目的的前提下，本发明对各模块之间的数据传输方式不作限定，可以为有线传输，也可以为无线传输。

综上所述，本发明提供的上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。