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山东港口致力于打造智慧绿色港发布干散货专业化码头控制技术

2021-12-23 14:25:31 来源：科技日报

12月22日，山东港口烟台港“全系统、全流程、全自动”全球首创干散货专业化码头控制技术正式发布。这是山东港口继全自动化集装箱码头后，凭借独立核心技术和自主知识产权，为全球传统码头自动化升级提供的又一示范样本。

烟台市副市长牟树青，山东省港口集团党委书记、董事长霍高原，山东港口集团总经理李奉利，北京理工大学机械与车辆学院教授齐志权等共同启动“全系统、全流程、全自动”全球首创干散货专业码头控制技术作业流程。

打造国际领先的智慧绿色港

山东港口一直致力于打造国际领先的智慧绿色港。李奉利表示，作为全国首个交通强国“智慧港口建设试点单位”，山东港口先试先行，成功建设运营了青岛港全自动化集装箱码头、日照港全自动化集装箱码头，引领了全球自动化码头建设的潮流。

大宗干散货是山东港口的骨干货种，推动专业干散货码头实现全自动化升级成为山东港口加快建设世界一流海洋港口的必然选择。

作为山东港口重要的“两翼”之一，烟台港干散货占其吞吐量的近一半，拥有全球最大的40万吨矿石码头，铝土矿年吞吐量超亿吨、居全球第一。由于干散货作业环境恶劣、劳动强度大、劳动力成本高等现状，实现干散货自动化码头升级具有重要现实意义。同时，与标准化的集装箱作业相比，干散货形态不同、运输船舶类型不同等特点要求机械设备操作更加精准，导致全球干散货自动化码头的研发建设难度较大、进程相对缓慢。

山东港口烟台港集团党委书记、董事长刘国田介绍，烟台港在其西港区40万吨矿石码头投用之初，就锁定了打造干散货全自动化码头的目标，成立攻关团队，立足铁矿石、铝土矿、煤炭三大主流货种，结合港口自身需求，自主创新、强力攻关，充分利用物联网、激光扫描、点云成像、PLC控制、高精度定位等技术，自主研发了干散货专业化码头全流程全自动控制系统，最终实现了“抓料卸船、取料装船、堆取料混配、取料装车”的各流程自动化，成功实现了5项前沿技术的全球首创应用，为世界港口贡献了更智能、更安全、更高效的“山港模式”、“中国方案”。

全球首创干散货专业化码头控制技术

全球首创卸船机自动化控制系统。烟台港通过自主研发抓斗智能防摇系统，借助抓斗智能防摇计算软件，将抓斗摆动幅度控制在5厘米范围内，突破了抓斗精准控制的技术难题，同时首创智能抓取算法模型，实现最优运行轨迹规划、最佳抓取点计算，达成卸船机自动化抓取效率居国内领先水平。

全球首创装车机自动化控制系统。烟台港通过多机协同和高精度定位技术，率先实现换厢自动翻板、车厢序号自动识别、空车自动跨越、尾车自动翻板弃料，有效减少弃料量，提高作业效率，减少火车在港停留时间。

全球首创四种物料自动混配工艺。烟台港围绕精准流量控制，构建数字化料场管理系统，采用激光扫描、远程数据通讯、三维成像及可视化、精确控制等技术，建立自动堆取料作业模型，完成堆取料机自动寻址作业。自主研发干散货高精度自动配料系统，并获得国家专利授权。通过高精度皮带秤、取料策略、PID多机协同控制、动态补偿等手段，有效实现取料过程中流量恒定，可自动实现四种物料的一次性混配，混配精度始终控制在0.2%的国际领先水平。

全球首创清舱设备远程控制系统。烟台港自主研发舱内环境识别、设备姿态实时反馈及与卸船机互锁安全策略等模块，实现散货卸船舱内无人作业，司机在后方控制室即可完成船舱内部的清料工作，卸船效率大幅提高，作业更加安全。

全球首个真正意义上的自动化装船控制系统。烟台港利用激光扫描技术实现了对船舱边缘数据的获取和自动识别，利用GPS定位技术提升装船机的定位精度，并根据配载图建立装船换舱模型，与自动化取料机控制系统连锁控制，实现换舱过程中“停料不停机”的协同控制模式。同时，搭建起船舶偏载智能检测模型和智能防撞模型，实现自动装船控制，确保设备和船舶安全、作业稳定。

国内外散货码头自动化建设提供示范

刘国田表示，烟台港通过全系统、全流程、全自动作业，码头综合作业效率提升8%，船舶平均在港停时压缩6%，港区操作司机缩减30%以上。烟台港创新突破，在国内首创卸船机抑尘系统改造，通过喷洒抑尘试剂，从卸船源头抓起，将抑尘贯穿整个接卸作业流程。同时配合使用货垛结壳剂及道路保湿剂，形成了贯穿货物接卸、堆存和转运全过程全方位的绿色闭环管控体系。

北京理工大学毛二可院士团队成员张鹏奇教授认为：“山东港口烟台港实现码头卸船、水平运输、堆取料、装车、混配、装船等全过程的作业自动化和集中管控，为全球首个实现全系统、全流程、全自动干散货专业化控制技术的作业码头。研究成果为国内外散货码头的自动化建设提供了示范应用场景，意义重大。”

齐志权表示，山东港口烟台港散货码头的自动化、智能化建设，为实现散货码头安全高效、绿色智能的可持续发展目标提供了坚实的基础。

面向未来，山东港口将继续深耕全自动化码头和“智慧绿色港口”建设，致力于人工智能、5G运用、大数据、云平台、自动化控制技术等科技应用，加速科技与业务的全面深度融合，持续自主研发世界一流港口科技成果，使码头装备更加自动化、生产管理系统更加智能化，吸引物流、商流、信息流、货流等要素集聚，为全球智慧、绿色港口发展贡献更多的“中国智慧”与“中国力量”。

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