创新驱动发展，来看广州港南沙三期三项科技进步成果
2023-06-06 14:19 来源：广州港南沙集装箱三期码头
近日，广州港集团发布2023年科技进步成果奖获奖项目的通知，南沙三期3项科研成果脱颖而出，《港口起重机司机操作机械动态的仿真学机理研究》《基于AnyLogic的集装箱港口作业策划全局仿真平台》科研项目荣获科技进步成果一等奖，《港口电动设备实时监控及充电智能调配一体化管理云平台的研究与应用》科研项目荣获科技进步成果一等奖。
《港口起重机司机操作机械动态的仿真学机理研究》
简介：项目主要是融合数字孪生技术、物联网技术、大数据、人工智能等新兴技术，深入研发，在系统平台模拟构建多维度的数字孪生体，采集起重机全寿命周期的运行实时数据和传感器数据，深入分析起重机司机操作动态所形成的海量数据，结合人工智能，挖掘出优秀司机的操作模式，通过起重机物理模型参数、传感器监测实时数据、设备运行数据、作业数据集成的可视化动态仿真管理，实现起重机设备的健康状态监控可视化、巡检便捷化、司机操作规范化，进一步提高了港口起重机全生命周期的管理使用水平。
1.采用边缘数据感知方法获得起重机司机的操作数据，结合分层思想、LightGBM和XGBoost集成学习算法区分出司机操作的三种模式。
2.突破了岸桥起重机司机操作水平的量化考核难题，提出一种基于司机操作模式的行为评定方法。
3.核算司机操作特征产生的载荷冲击特征量，利用THERP和HRA方法评定司机操作的可靠性，有效地避免司机误操作对设备的损伤。
4.为了给自动化岸桥起重机的作业效率提升提供关键数据支撑。
5.针对岸桥起重机的事故损伤程度难以定量考核的问题，统计出不同的载荷造成的撞击损伤及累计疲劳，有效地提升了设备安全管理的数字化程度。
《基于AnyLogic的集装箱港口作业策划全局仿真平台》
简介：项目基于AnyLogic搭建集装箱港口作业策划全局仿真平台，从设备调度与配置、泊位指派、拖车资源控制、堆场资源分配等维度进行策划方案仿真与优化，实现了港口集装箱码头作业流程工艺的回顾复盘、全局仿真与局部仿真。辐射全码头所有泊位开展智能作业系统全面仿真可优化作业资源配比和水平设备行驶路径，提升整体策划水平，也可对港口实时作业可能出现的情况做出预案。
1.基于AnyLogic多方法建模仿真平台，根据码头现场的装卸作业特点，将港口作业分解成一系列子过程，通过数学建模描述其相互作用关系，主要数学模型包括离散事件模型、连续时间模型、混合模型等。
2.三维可视化技术可实现港口作业过程三维动态仿真。
3.结合数据驱动模型，高度还原港口作业场景，预测未来生产效率指数，形成交互式用户界面，方便用户进行操作、监控和管理。
4.模拟码头各类作业规则，包括堆场管理规则、码头交通控制规则、特殊船舶规则、设备运行规则和水平运输工具组织规则等。
5.设计集卡、龙门吊路径调度遗传算法，建立港口作业路径模型，整合三个最佳路径子目标，建立港口作业最优路径规划仿真目标函数，实现港口作业最优路径规划仿真，形成可行的机械调度方案，优化集卡从前沿到后方堆场装卸的整个作业路径，从而提高作业效率，降低能耗，节省成本。
成果：该项目至今已形成2项国家专利申请、1篇论文发布和1项软件著作权，本项目充分应用到南沙三期实际作业过程中的场景预测、资源配备策划、操作经验复盘和培训模拟演示等环节当中，应用范围广，操作灵活，不同的用户角色，通过历史仿真模块与当前仿真模块的结合使用，可从系统当中获取丰富的仿真结果数据参考，具有“回头看、向前行”的双重效果。
《港口电动设备实时监控及充电智能调配一体化管理云平台的研究与应用》
简介：以自主研发的软硬件监测系统为核心，通过信息化技术针对电动设备关键节点进行数据传输，整合设备管理系统和充电管理系统达到一体化的同时完成向可视平台提供及时、准确的监测数据，配合充电调度系统实时监测设备电量状态及充电桩闲忙状态，实现自动通知车辆回站充电，解决现场设备扎堆充电的问题，同时加强电动设备技术性能和安全状态监控。
1.本项目采用了模块化的设计理念，通过CAN-BOX数据通讯盒遵循OBD通讯协议将港口电动设备化分为不同的模块，将关键部件监测点状态信息、报警信息、传感器原始信号和设备操作日志数据，利用物联网IoT数据采集技术、网络总线技术进行数据的传输，根据不同的功能和特点进行综合检测管理；
2.搭建基础通讯网络，通过现场总线和OPC技术实现设备与上位机的互联，在设备互联的基础上搭建基于Web的可视化平台，实现设备状态、故障信息的全方位展示，可实现对电池系统的远程自动均衡、智能充放电；
3.本项目开发了电池高温预警、电池健康评估与故障诊断系统，实现高温预警、健康评估等功能，同时通过大数据挖掘算法解析数据库数据源实现故障点诊断和优化建议；
4.本项目创新了港口云计算电动流动机械充电调度系统，配合实时监测设备电量状态及港区充电桩闲忙状态，可实现自动通知车辆依据最优算法回站充电。
成果：该项目至今已形成1项国家专利申请，通过本项目的实施，实现合理的计划排期及机构状态智能预警，提升设备管理水平，使设备能够更好地为生产服务，有效地扫除港口电动机械设备运行监测“盲区”，保障电动设备运行的可用性、可靠性，进而为保障港口生产作业效率提供技术支撑。
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