专利名称：轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示系统及方法
技术领域：
本发明涉及自动化码头领域，更具体地说，涉及一种轨道式集装箱起 重机作业状态的图形化显示系统及方法。
背景技术：
在自动化码头中，码头的堆场采用轨道式集装箱起重机(英文简称
RMG),其轨道垂直于岸边集装箱起重机的大车轨道，海侧端部为地面平 板车的装卸区，用于前方集装箱的转接；后方陆侧端部为集卡的装卸区， 用于后方集装箱的中转。
轨道式集装箱起重机要进行各种动作以完成码头集装箱的吊装等工 作，为了使指挥吊装的人员及时掌握设备的工作状况，就需要一种轨道式 集装箱起重机作业状态的图形化显示系统及方法，指挥人员根据这个图形 化显示系统及方法，可以掌握码头作业任务进行到了哪一步，每一步骤的 工作状况参数。
发明内容
本发明旨在提供一种轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示系统 及方法，该系统和方法能很好的显示起重机的工作状态，为指挥起重机作 业的人员提供决策依据。
一方面，本发明提供一种轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示 方法，包括
采集与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作业数据，包括作 业任务列表和堆场的贝位数据以及设备可编程控制器中的实时数据； 提供轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示界面； 解析当前的作业任务列表和堆场的贝位数据，将解析得到的数据其中包括所述作业任务的执行步骤以及相关信息输出至所述图形化显示界面显 示。
所述图形化显示界面包括可以相互切换的自动模式界面和手动模式界 面，所述自动模式界面自动显示所述起重机的作业步骤及状态参数，所述 手动模式界面手动控制显示所述起重机的作业步骤及状态参数。
所述采集的与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作业数据存 储于所述自动化码头的控制系统的数据库，所述作业数据进 一步包括对应 堆场的箱信息、码头系统指令信息以及集装箱计划信息。
所述作业任务列表包括任务ID、任务类型以及平板小车箱布局信息。 所述任务类型包括轨道式集装箱起重机的装卸船任务、理箱任务、集
卡进箱任务以及集卡出箱任务。
所述每个类型任务的执行作业步骤包括设备移动、提箱、携箱及落箱。 另一方面，本发明提供一种轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显
示系统，包括
釆集单元，采集与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作业数 据，包括作业任务列表和堆场的贝位数据以及设备可编程控制器中的实时 数据；
解析单元，连接所述釆集单元，解析当前的作业任务列表和堆场的贝 位数据，输出解析数据其中包括所述作业任务的执行步骤以及相关数据信 息； -
图形化显示界面，连接所述解析单元，将解析单元输出的数据进行图 形化显示。
所述图形化显示界面包括可以相互切换的自动模式界面和手动模式界 面，所述自动模式界面自动显示所述起重机的作业步骤及状态参数，所述 手动模式界面手动控制显示所述起重机的作业步骤及状态参数。
所述采集单元釆集的作业任务列表包括任务ID、任务类型以及平板小
车箱布局信息，所述任务类型包括轨道式集装箱起重机的装卸船任务、理 箱任务、集卡进箱任务以及集卡出箱任务，所述每个类型任务的执行作业 步骤包括设备移动、提箱、携箱及落箱。所述釆集单元采集的与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作 业数据存储于所述自动化码头的控制系统的数据库，所述作业数据进一步 包括对应堆场的箱信息、码头系统指令信息以及集装箱计划信息。
釆用本发明所述的一种轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示系 统及方法，由于具有友好的图形化显示界面，并且该界面具有自动模式和 手动模式两种，自动模式可以完全自动的显示起重机的作业过程和步骤， 而手动模式下，该界面为人机交互界面，指挥人员可以通过该界面控制性 的显示起重机的作业过程和步骤，并且自动模式和手动模式之间可以很方 便相互切换，提高了指挥轨道式集装箱起重机作业的灵活性。
图1示出了本发明所述图形化显示方法的原理流程图2示出了起重机在集卡装卸船和理箱指挥任务时的第一显示界面;
图3示出了起重机在集卡装卸船和理箱指挥任务中的第二显示界面;
图4示出了起重机在集卡提箱任务中的显示界面；
图5示出了起重机在堆场放箱任务中的显示界面；
图6示出了起重机在堆场提箱任务中的显示界面；
图7示出了起重机在集卡放箱任务中的显示界面；
图8示出了本发明所述的自动模式下的图形化显示流程图9示出了本发明所述的手动模式下的图形化显示流程图IO示出了本发明所述图形化显示系统的原理图。
具体实施例方式
参见图1,图1是本发明所述图形化显示方法的原理流程图100，本 发明所述的图形化显示方法是和自动化码头的控制系统配合使用的，自动 化码头的控制系统控制码头的各个设备进行作业，对各个设备发送指令使 之动作，本发明所述图形化显示方法在自动化码头的控制系统的基础上进 行轨道式集装箱起重机(以下也称RMG)作业状态的图形化显示，其原理 流程图100见下102、采集作业数据；
在自动化码头中，自动化码头的控制系统控制整个码头设备的运作， 所以自动化码头里面各个设备的运动数据均由自动化码头的控制系统处 理，码头的轨道式集装箱起重机和与之配套工作的地面平板小车相关的作 业数据(包括设备的可编程控制器(PLC)的实时数据)存储于所述自动化 码头的控制系统的数据库中，所以先要对所述作业数据进行釆集，需要釆 集的数据包括作业任务列表和堆场的贝位数据以及设备可编程控制器 (PLC)中的实时数据，还进一步包括对应堆场的箱信息、码头系统指令信 息以及集装箱计划信息，采集是通过自动化码头的控制系统客户端(COS Client)提供的系统服务(COS Service)程序集的接口，连接到系统对应 的系统服务器(COS SERVER)上，获取当前RMG对应堆场的箱信息，正 在执行任务信息，COS调度指令信息，以及集装箱计划信息等信息。在这 里，作业任务列表是自动化码头根据其要完成的作业任务而生成的供系统 调用的数据列表，这些作业任务包括轨道式集装箱起重机的装卸船任务、 理箱任务、集卡进箱任务以及集卡出箱任务(其中，装船任务指后方堆场 的集装箱通过码头上的机械设备按照规定线路装载到船舶上的指定位置的 过程；卸船任务指船舶上的集装箱通过码头上的机械设备按照规定线路卸 载到后方堆场的指定位置的过程；理箱任务指为了箱务管理的需要，由堆 场上的机械设备将后方堆场的某集装箱按照预定计划从一个位置移动到堆 场上的另一个指定位置的过程；集卡进箱任务指由集装箱卡车从外场运输 至码头的集装箱，通过堆场机械设备按照规定线路运输至后方堆场的指定 位置的过程；集卡出箱任务指由堆场机械设备按规定线路由后方堆场上指 定位置运输至外场负责运输业务的集装箱卡车上的过程，其中的集装箱卡 车每次都要停车在集卡车道的指定位置)，而作业任务对应的作业任务列 表包括任务ID、任务类型以及平板小车箱布局等数据信息，其中的任务类 型就是上述的轨道式集装箱起重机的装卸船任务、理箱任务、集卡进箱任 务以及集卡出箱任务，完成每个类型的任务的执行步骤包括设备移动、提 箱、携箱及落箱四个步骤，本发明所述的图形化显示方法就是要对完成每 个任务的这些步骤和相关参数进行图形化显示。104、提供图形化显示界面；
提供轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示界面，针对每个作业 任务类型均由相应的显示界面进行任务完成过程的显示，并且所述图形化 显示界面包括可以相互切换的自动模式界面和手动模式界面，所述自动模 式界面自动显示所述起重机的作业步骤及状态参数，所述手动模式界面手 动控制显示所述起重机的作业步骤及状态参数。自动模式和手动模式具体 的流程后面将叙述。
参见图2,示出了起重机在集卡装卸船和理箱指挥任务时的第一显示 界面(Graphic Show);
参见图3,示出了起重机在集卡装卸船和理箱指挥任务中的第二显示 界面(Command View );
参见图4，示出了起重机在集卡提箱任务中的显示界面； 参见图5，示出了起重机在堆场放箱任务中的显示界面； 参见图6，示出了起重机在堆场提箱任务中的显示界面； 参见图7，示出了起重机在集卡放箱任务中的显示界面。 以上界面通过编程形成，然后通过安装在轨道式集装箱起重机的司机 室里的12寸的触摸屏对司机进行显示。
106、解析作业数据并将结果在显示界面显示；
根据本设备(RMG)的编号从获取的任务列表中找到涉及该RMG的任 务并显示在界面端，解析釆集到的当前的作业任务列表和堆场的贝位数据， 将解析得到的数据其中包括执行所述作业任务的步骤以及RMG所在堆场 贝位图、RMG大车位置、当前作业集装箱信息输出至所述图形化显示界面 以图形化的方式显示。
参见图2和图3， RMG装卸船和理箱显示界面分为第一显示界面 (Graphic Show )和第二显示界面(Command View )两个界面，通过点击 界面底部的Graphic Show或Command View按钮进行页面互相切换显示。
第一显示界面(Graphic Show)从上至下，从左至右的界面功能依次 如下集卡信息、堆场信息、贝位信息、任务信息、当前模式、搡作指南、 操作按钮。集卡信息当进行集卡进出箱操作时，该模块会显示当前任务相关集 卡的图示；
堆场信息显示该RMG当前处在堆场中的具体位置以及堆场上集装箱 的整体信息，并用箭头指出RMG移动的方向；
贝位信息显示当前操作的堆场上的贝位信息。为了方便用户查看40 尺箱的贝位显示，贝位安排成可以同时显示连续两个贝信息的视图方式。 当需显示20尺箱即奇数贝相关信息时，贝位信息则只显示一个贝位。图示 中用带箭头的阴影框表示正在进行搡作的集装箱；
任务信息显示等待该RMG执行的任务信息一一任务编号、操作任务 类型、平板小车箱布局，其中第一条任务是RMG当前正在执行的任务；
当前模式当设备处于自动状态时会显示"自动模式"并在下方提供 申请手动按钮，当设备处于手动式时便显示"远程手动"同时取消申请手 动功能；
操作指南提供并显示包括正在执行的具体的操作步骤； 操作按钮指挥司机搡作的人机交互按钮。
参见图4和图5，集卡进箱显示界面由两部分组成集卡提箱显示界 面和堆场放箱显示界面，图4示出了起重机在集卡提箱任务中的显示界面， 图5示出了起重机在堆场放箱任务中的显示界面。
RMG集卡提箱显示界面从进箱任务开始执行时出现，直到RMG从集 卡上提箱完成后，界面自动切换到RMG堆场放箱显示界面。
RMG堆场放箱显示界面安排同RMG装卸船和理箱显示界面。
除了在贝位信息显示区域信息不同，RMG集卡提箱显示界面和装卸船 和理箱显示界面安排一致。RMG集卡提箱显示界面在该区域显示进箱集卡 和进箱集装箱信息。
参见图6和图7，集卡出箱显示界面由两部分组成堆场提箱显示界 面和集卡放箱显示界面。图6示出了起重机在堆场提箱任务中的显示界面； 图7示出了起重机在集卡放箱任务中的显示界面。
RMG堆场提箱显示界面从出箱任务开始执行时出现，直到RMG从堆 场提箱完成后，界面自动切换到RMG集卡放箱显示界面。RMG堆场提箱显示界面安排同RMG装卸船和理箱显示界面。 除了在贝位信息显示区域信息不同，RMG集卡放箱显示界面和装卸船
和理箱显示界面安排一致。RMG集卡放箱显示界面在该区域显示出箱集卡
和出箱集装箱信息。
参见图8，图8示出了本发明所述的自动模式下的图形化显示流程图 釆集了 PLC实时数据以及其他数据后，先判断是否为自动模式，若是
则再判断设备是否为空闲，设备不为空闲，则继续判断设备是否在移动中，
若否定则继续下一步判断，直至判断完设备起箱、设备携箱、设备落箱几
个步骤，自动模式的特点是完全自动的进行判断和显示，不用人工干预。 参见图9,图9示出了本发明所述的手动模式下的图形化显示流程图 手动模式的流程和自动模式流程的框架类似，其区别就是判断设备移
动、设备起箱、设备携箱、设备落箱几个步骤时手动模式是人工判断和确
认，这个过程是人机通过显示界面进行交互的过程。
参见图IO，另一方面，本发明提供一种轨道式集装箱起重机作业状态
的图形化显示系统200,包括
采集单元201,采集与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作
业数据(通过码头控制系统PLC)，包括作业任务列表和堆场的贝位数据
以及设备可编程控制器中的实时数据；
解析单元202,连接所述釆集单元201，解析当前的作业任务列表和
堆场的贝位数据，输出解析数据其中包括所述作业任务的执行步骤以及相
关数据4曰息;
图形化显示界面203，连接所述解析单元202,将解析单元202输出 的数据进行图形化显示。
所述图形化显示界面203包括可以相互切换的自动模式界面2031和 手动模式界面2032,所述自动模式界面2031自动显示所述起重机的作业 步骤及状态参数，所述手动模式界面2032手动控制显示所述起重机的作 业步骤及状态参数。 ，
所述采集单元201采集的作业任务列表包括任务ID、任务类型以及平 板小车箱布局信息，所述任务类型包括轨道式集装箱起重机的装卸船任务、理箱任务、集卡进箱任务以及集卡出箱任务，所述每个类型任务的执行作 业步骤包括设备移动、提箱、携箱及落箱。
所述采集单元201采集的与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关 的作业数据存储于所述自动化码头的控制系统的数据库，所述作业数据进 一步包括对应堆场的箱信息、码头系统指令信息以及集装箱计划信息。
上述轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示系统200的具体原理
和工作过程与所述轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示方法相同或 类似，故在此不再赘述。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说 明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围 内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围。
权利要求
1、一种自动化码头的轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示方法，其特征在于，包括采集与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作业数据，包括作业任务列表和堆场的贝位数据以及设备可编程控制器中的实时数据；提供轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示界面；解析当前的作业任务列表和堆场的贝位数据，将解析得到的数据其中包括所述作业任务的执行步骤以及相关信息输出至所述图形化显示界面显示。
2、 如权利要求l所述的图形化显示方法，其特征在于，所述图形化 显示界面包括可以相互切换的自动模式界面和手动模式界面，所述自动模 式界面自动显示所述起重机的作业步骤及状态参数，所述手动模式界面手 动控制显示所述起重机的作业步骤及状态参数。
3、 如权利要求1所述的图形化显示方法，其特征在于，所述采集的 与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作业数据存储于所述自动化 码头的控制系统的数据库，所述作业数据进一步包括对应堆场的箱信息、 码头系统指令信息以及集装箱计划信息。
4、 如权利要求l所述的图形化显示方法，其特征在于，所述作业任 务列表包括任务ID、任务类型以及平板小车箱布局信息。
5、 如权利要求4所述的图形化显示方法，其特征在于，所述任务类 型包括轨道式集装箱起重机的装卸船任务、理箱任务、集卡进箱任务以及 集卡出箱任务。
6、 如权利要求5所述的图形化显示方法，其特征在于，所述每个类 型任务的执行作业步骤包括设备移动、提箱、携箱及落箱。
7、 一种自动化码头的轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示系 统，其特征在于，包括采集单元，采集与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作业数 据，包括作业任务列表和堆场的贝位数据以及设备可编程控制器中的实时 数据；解析单元，连接所述采集单元，解析当前的作业任务列表和堆场的贝位数据，输出解析数据其中包括所述作业任务的执行步骤以及相关数据信 自 W、 5图形化显示界面，连接所述解析单元，将解析单元输出的数据进行图 形化显示。
8、 如权利要求7所述的图形化显示系统，其特征在于，所述图形化 显示界面包括可以相互切换的自动模式界面和手动模式界面，所述自动模 式界面自动显示所述起重机的作业步骤及状态参数，所述手动模式界面手 动控制显示所述起重机的作业步骤及状态参数。
9、 如权利要求7所述的图形化显示系统，其特征在于，所述釆集单 元釆集的作业任务列表包括任务ID、任务类型以及平板小车箱布局信息， 所述任务类型包括轨道式集装箱起重机的装卸船任务、理箱任务、集卡进 箱任务以及集卡出箱任务，所述每个类型任务的执行作业步骤包括设备移 动、提箱、携箱及落箱。
10、 如权利要求7所述的图形化显示系统，其特征在于，所述采集单 元采集的与轨道式集装箱起重机和地面平板小车相关的作业数据存储于所 述自动化码头的控制系统的数据库，所述作业数据进一步包括对应堆场的 箱信息、码头系统指令信息以及集装箱计划信息。
全文摘要
本发明揭示了一种自动化码头的轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示系统和方法，包括采集相关的作业数据；提供轨道式集装箱起重机作业状态的图形化显示界面；解析当前的作业数据，将解析得到的数据输出至所述图形化显示界面显示。本发明具有友好的图形化显示界面，并且该界面具有自动模式和手动模式两种，自动模式可以完全自动的显示起重机的作业过程和步骤，而手动模式下，该界面为人机交互界面，指挥人员可以通过该界面控制性的显示起重机的作业过程和步骤，并且自动模式和手动模式之间可以很方便相互切换，提高了指挥轨道式集装箱起重机作业的灵活性。
文档编号B66C13/48GK101301982SQ20081003998
公开日2008年11月12日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者勉 张 申请人:上海振华港口机械(集团)股份有限公司