自动化如何搞定港口那些“凡”心事

· 船舶大型化对码头生产力提出更高的要求

· 整体运营成本压力加大

· 精细化与安全管理

· 招工难、人力成本高

要解决这一系列的“凡”心事需要观大势谋全局,港口的智能化转型是最彻底的解决之道,自动化、信息化、数字化也将随之成为港口的生产力。自1993年开始涌现自动化集装箱码头以来,集装箱码头自动化技术不断发展创新,逐渐覆盖港口作业全流程。近年来,在船舶大型化和码头降本增效的双重影响下,中国智慧港口的发展驶入了快车道。

新建全流程自动化集装箱码头是加速实现智慧港口的短路径,但相应也存在建设成本高、实施周期长,投资回报慢等门槛。同时,自动化升级技术的繁荣已至,可盐可甜的“升级包”可适配不同码头的工艺流程且投效比高。其中堆场自动化是码头全流程作业的枢纽,起着上承航运、下接陆运的重要作用。对传统码头而言,优先进行堆场自动化升级改造,进阶少人化甚至无人化的高效运营,之后再择时进行全流程自动化升级已成为圈内首选。 

纵观全球的堆场运营情况,主要有全流程自动化码头多见的垂直布局端装卸工艺和以传统人工或半自动化码头为主的水平布局边装卸工艺两种方式。各类悬臂结构的轨道吊广泛应用已然打通堆场的“任督二脉”,带飞自动化技术驰骋于不同类型的堆场,并且实现效用最大化。

自动化堆场从青铜到王者的三大考验

从实际应用来看,堆场自动化追求的终极目标是提升堆场处理能力,同时以最优成本实现安全可靠的运营。当然,是青铜还是王者关键还要看以下三个落点:

轨道吊自动化的段位

轨道吊自动化程度直接影响堆场的整体作业效率和操控比。王者段位会利用 TPS目标定位系统扫描目标集装箱或拖板的位置,LPS负载定位系统获取吊具的位置和姿态,以及CPS集卡引导系统对内外集卡停车位置的精确引导,轨道吊能够流畅地以最优作业路径完成内集卡上自动抓放箱和堆场内自动堆取箱的全部动作,而司机仅需远程辅助完成外集卡上的最后一步操作。 

非正常人工干预率

当轨道吊达到一定自动化程度后,如果不能保持长时间的稳定可靠运行,则需要依靠大量的人工干预来帮助系统完成作业,不仅影响堆场作业效率,还会增加人工成本。对于一个高阶的自动化堆场来说,非正常人工干预率能够长期控制在低水平,如该指标过高,对堆场处理能力和人工成本产生的影响将会呈指数级增长。 

堆垛质量

堆垛质量非常考验自动化轨道吊各机构定位系统的能力,在轨道吊的不断往复运动中,大车小车金属结构应力扭曲,4/8绳吊具随机摇摆,堆场地面的高低不平以及各种恶劣天气和环境因素都会给定位系统带来巨大影响。此中高手会通过实时计算扰动并提供合理补偿,使得定位系统的空间坐标系始终保持准确,并配合轨道吊自动完成高质量的堆垛作业。 

服务——自动化堆场实现高效运营的护身符

自动化堆场一旦进入调试阶段,服务往往就随之启动了。高标准化的自动化控制系统不仅可以帮助调试人员短时高效地完成调试工作,还可以降低对调试人员技能和经验水平的依赖,减少人为调试失误给设备的后续运行带来隐患,在保证调试质量减少遗留问题的同时,也降低了码头维护人员未来接手系统维护的难度。

通常自动化堆场项目涉及设备体量较大,最佳的打开方式是在第一批设备完成精细化调试后,码头的维护人员就可以提前参与到后续相对简单的复制性调试过程中来。参与实践的同时结合理论培训可以快速熟悉自动化系统,待设备调试结束时自然能够轻松应对系统出现的大部分问题。与此同时,利用设备操作培训模拟器可以帮助新司机用更高效、更安全的方式完成培训,特别对于新建码头来说,司机完全可以在码头设备到港前完成培训,缩短码头投产初期司机与自动化设备的磨合期。 

设备交付后,  针对现场可能出现的紧急备件和技术支持服务需求必须有完备的预案。任何突发状况都会对码头生产带来巨大影响,能否帮助码头快速解决问题也是对厂商服务能力的考验:备件供应速度;在重要港口城市拥有服务站并可以快速派出服务人员;在保证网络安全的前提下,提供技术专家24/7的远程协助,快速解决疑难问题。这三点是保障自动化堆场可持续运营的关键。 

最后,自动化堆场投入运行初期的效率提升也是码头需要长期关注的问题。因此在全方位保障设备正常运行的基础上,还应该借助设备运行故障和作业效率分析系统,对设备进行长期精细化的管理和监控,及时找到影响效率的堵点,真正做到防患于未然,持续提升设备效率。 

让自动化奔跑起来

说到底,堆场自动化的核心价值是提高设备利用率、提升堆场处理能力以及降低人工成本。高效的自动化码头运营需要让自动化跑起来,使全场设备运行保持最优状态各领风骚。作为一个传统行业,港口的自动化转型升级不仅是时代的风浪,更是企业未来可持续发展的重要因素,你GET到了吗? 

要想获得超视距飞行的许可,无人机运营商必须消除GPS性能恶化的风险

要想让超视距(BVLOS)飞行变成现实,无人机运营商必须解决GPS信号恶化的问题。有两种思博伦解决方案可以在这方面提供帮助。

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超视距(BVLOS)无人机飞行已经离我们越来越近,而且各项限制也在逐步取消。自2018年以来,美国联邦航空局已经72次取消了其联邦法规(CFR)第107.31条中的飞行规则,授权所有小型无人机系统(sUAS)运营商可在无人机具备远程控制飞行员(RPIC)或指定视觉观察员(VO)的条件下执行超视距(BVLOS)飞行。对于重量大于55磅的无人机系统,联邦航空局(FAA)还给予第91条和第61条的豁免 。

在Part 107的迄今为止的豁免受益方中就包括Alphabet的Project Wing(试验型无人机包裹投递项目)、Matternet(试验型无人机医学样本投送),以及ARE(提供基于无人机的公用设施线路检查)。这些都是前景广阔的无人机系统用例,而且联邦航空局正致力于实现此类运营活动中“几乎无可限量的优势”。

BVLOS对监管部门和无人机运营商带来了诸多挑战

但联邦航空局(及其全球范围内各对等部门)面临的挑战是确保无人机能够在不产生安全风险的情况下执行超视距飞行,包括其它空域使用方或地面人员和建筑物所面临的风险。这项艰巨的任务涉及重新考虑空域的分隔方式、包含数百万无人机和传统飞行器时的空中交通管理方式,以及对无人机的安全性和适航性进行评估和验证的方式。

目前,联邦航空局超视距航空规则制定委员会(ARC)正在开展这一进程,并在未来几年中形成正式的法规。与此同时,任何希望执行超视距飞行的企业都必须申请联邦法规第107.31条豁免或第61/91条的免除。为实现这一目的,他们必须证明自己的无人机系统可以安全地飞行。

可靠的GPS是所有超视距豁免的基本安全条件

要想获得第107条的豁免,首先要了解联邦航空局命令8040.6条“无人机系统安全风险管理政策”。这项命令的关键要求与GPS的可靠性直接关联。我们所见过的每项第107条豁免(所有豁免都在联邦航空局网站上公布)规定无人机必须在整个飞行过程中具备可靠的GPS信号。

例如,第107条豁免虽已授予Wing、Matternet和ARE,但都包含下列的要求:“无论何时,当GPS信号丢失时,或当GPS位置信息恶化时,此项豁免所涉飞行活动必须中止。”

对于与较大和较重无人机相关的第61/91条免除,联邦航空局的要求是,如果在无法保障飞行过程中的GPS可靠性,禁止启动任何飞行活动。例如,授予A-Cam Aerials的免除条款中规定:“如果出现全球定位系统(GPS)服务中断、信号缺陷、完整性问题、涉及计划操作区域中任何部分的已生效航行通知、或任何影响或可能影响GPS信号功能性和有效性的其它条件,则控制飞行员(PIC)不应启动飞行,而正在执行的飞行也应立即中止。”

为突显对GPS可靠性和性能的相关考虑,该项豁免条款还进一步指出:“地理围栏需要依靠GPS的精度。要想使该软件成为一种有效的风险消减方式,控制飞行员(PIC)必须了解其无人机系统的GPS位置确信度,并将该因素纳入自己飞行计划中。例如,如果无人机系统的GPS位置确信度为+/- 10英尺,则无人机系统和拍摄人员之间应增加10英尺的缓存距离。”

这些要求代表着法规的未来,即导航将构成任何已定义法规中的一个关键组成部分。对于在开放农村空域开展飞行活动而言,这可能算不上是什么问题。但对于在都市或郊区设计的服务来说,这些要求将成为决定成败的关键。

这是因为无人机需要至少四颗具备视距传播条件的卫星的无线电信号(如果使用的是WAAS或SBAS之类的增强服务,则需要六颗),才能准确计算自己的位置。如果与这些卫星间的视线受到树木或建筑物的阻挡或扭曲,即使只是短短的几秒,无人机的GPS接收机也可能暂时失去信号锁定。

GPS可靠性可能成为基于无人机系统商业模型成败的关键

对于在无人机运营中投资的企业而言,这是一个重大的议题。如果无人机在飞行员不得不意外着陆,那么回收无人机和任务失败带来的成本将可能成为难以承受之重。如果在GPS信号可用性无法确定时而无法开展飞行活动,那么整个商业模型的竞争力也将会倍受质疑。

所有这一切都表明,我们需要一种能够解决GPS信号恶化问题的解决方案。如若不然,监管机构可能无法相信某型无人机可以在某些区域安全飞行,而企业也将很难获得在这些区域飞行的许可,而且当GPS问题发生时,需要获得超视距飞行授权才能执行的运营活动也受到干扰。

思博伦提供的是解决GPS信号恶化问题的双重解决方案

那么无人机运营商怎样才能确保在希望或需要飞行的任何地点都能获得可靠的GPS呢?作为全球领先的GNSS测试、测量和保障解决方案供应商,思博伦一直在与航空工业紧密合作,并开发出了一种双重解决方案。

解决方案1:GNSS可用性预测解决方案

思博伦GNSS Foresight使用先进的三维建模和波束追踪来预测和绘制GNSS信号可能遭遇恶化的区域,并指出在一天中的哪些时候会发生怎样的情况。无人机运营商可以在飞行前和飞行过程中使用Foresight来查明、预测和规避存在已知GPS性能恶化的区域。

Foresight以两种独立解决方案的方式提供,由客户可根据自己的需求加以选择。Foresight Live可对于地面以上1至100米范围内每一米、每一秒的GNSS进行计算,包括当前时间和未来数日/数小时的时间跨度。通过这种方式,该解决方案可以实现规划和实时的决策,确保GNSS的连续性和可靠性。与此同时,Foresight Risk Analysis(Foresight风险分析)可以提供对特定服务区域的最佳情况、最差情况和90百分位预测,确定在哪些位置的GPS永远可以得到保障。

解决方案2:GNSS关联设备测试解决方案

从GNSS芯片到整个无人机系统,思博伦的硬件和软件解决方案可以测试各类设备在GPS恶化区域内执行导航的能力。无人机运营商可以将这些知识与思博伦GNSS Foresight提供的数据结合起来,以智慧方式确定无人机可安全执行超视距飞行的地点和时间。

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作者:Jeremy Bennington
思博伦通信公司定位、导航和授时保障业务副总裁
Jeremy在多个行业的领先新技术和业务创新领域拥有20年的丰富工作经验,包括电信、视频和运输行业。Jeremy目前负责领导思博伦的PNT保障业务,目的是提高各类运营活动中GNSS系统的性能和可靠性。Jeremy不仅活跃在工程和业务领域,他还加入了ITU、CableLabs、SCTE、IEEE、TIA、ASTM、ANSI和其它标准制定机构,确保各行业能够增加对新技术的采用并实现规模经济的优势。Jeremy拥有普度大学的管理学硕士和计算机工程学士学位,并且是一位专利作者。此外,他还是一名现役飞行员。

多晒太阳、多参加户外活动可帮助提高体内维生素D的含量,促进钙的吸收和保护骨骼。要知道自己的维生素D是否足够,不妨在下一次健康检查时加入维生素D血液检测一项。维生素D缺乏症很常见。如果血液测试中显示不足,医生会推荐适量的维生素D补充品,当中应选用最易被人体吸收利用的维生素D3的形式。——吴希素《营养师帮你“挑”食》

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今日『早读分享』第232期

【医学家年会】

肖海鹏:高质量发展之下,学科建设如何传承与创新

没有一流学科,就没有一流医院。近年来,中山大学第一附属医院(以下简称“中山一院”)在全球及国内领域拥有很多首创科研项目,推动医院迈入国内医院第一方阵。在公立医院高质量发展要求之下,学科建设如何传承与创新呢?3月18日,中山大学常务副校长、中山一院院长肖海鹏教授在参加“第七届医学家年会暨第二届医师职业发展论坛”时发表了自己的看法。(来源:医师报)

【政策】

有娃的看过来!照护3岁以下婴幼儿这样减个税

备受关注的婴幼儿照护个人所得税专项附加扣除政策28日正式发布。根据国务院印发的《关于设立3岁以下婴幼儿照护个人所得税专项附加扣除的通知》,自今年1月1日起,纳税人照护3岁以下婴幼儿子女的相关支出,在计算缴纳个人所得税前,按照每个婴幼儿每月1000元的标准定额扣除。(来源:人民网)

【百度热搜】

江苏严肃查处苏州市吴江区“7·12”四季开源酒店辅房坍塌事故案相关责任人播(来源:央视新闻客户端)

【新浪微博热搜】

#北京冬奥会志愿者再上防疫一线#

当前河北省廊坊市疫情防控正处于关键阶段,在这其中,许许多多的志愿者投身防疫一线,为抗击疫情做出自己的一份贡献。在北华航天工业学院,参与学校疫情防控的众多志愿者中,有不少刚刚凯旋的北京2022年冬奥会志愿者。来自冬奥赛场的“天际蓝”与热情如火的“志愿红”为打赢疫情防控阻击战贡献着青春力量。(来源:新华网)

【今日头条热搜】

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【热评】

充分激发数字医疗的优势(来源:人民日报)

【点赞】

#90岁医生说要为病人做一辈子功课#

90岁的结核病防治专家马玙,从医67年,如今仍坚持每周出诊。每次看病前,她都会先把听诊器焐热;记录病情的字迹,总是工工整整;检查中发现其他疾病,她也会主动找回患者,“不找要耽误事”。#90岁医生说想到治愈的病人就无悔#:“当年给他治好了,58年后病人给我来一封信,这是对我的最高奖赏。” (来源:海外网)

【反腐】

原北京市食品药品监督管理局局长张志宽被查

据北京市纪委监委消息:原北京市食品药品监督管理局党组书记、局长张志宽涉嫌严重违纪违法,目前正接受纪律审查和监察调查。(来源:中央纪委国家监委网站讯)

【疫情资讯】

上海明确要求医疗机构“非必要不封控”,切实保障“急诊绿色通道”畅通(来源:东方网)

【独家】

黄荷凤院士团队:国际首例性腺基因嵌合行三代试管技术助孕婴儿健康诞生

3月26日,一对同卵双胞胎在复旦大学附属妇产科医院黄浦院区呱呱坠地,这对婴儿是小珈夫妇多年求子后的得偿所愿,也是国际首例因男性性腺基因镶嵌行PGT(胚胎移植前遗传学检测技术)助孕后得到健康子代的案例。(来源:医师报妇儿频道)

【医保】

多地已将新冠病毒抗原检测试剂临时纳入医保目录

根据通知,参保人在定点基层医疗机构发生的相关费用按统筹地区现行规定支付,在定点零售药店购买检测试剂的费用,可使用个人账户支付。(来源:央视网)

【最新研究】

研究显示第二剂新冠疫苗加强针显著降低老年人病亡率

以色列医疗机构27日发布的研究结果显示,在老年人群中,接种了第二剂新冠疫苗加强针的人比只接种一剂加强针的人病亡率减少78%。

报告得出结论,第二剂加强针“能拯救生命”。(来源:新华社)

【医界好书】

《少年呼吸》——刘晶:从懵懂医学少年到科室青年学术骨干的蜕变

2019年6月是我职业生涯的一个分界线,之前的24年我从一个懵懂的医学少年渐渐成长为科室的青年学术骨干;而之后刚刚开始的这一段旅程是作为学科带头人,在一个全新的环境,带领一个年轻的呼吸内科走向成熟的经历。(来源:医师报呼吸频道)

【世界名刊】

《科学》杂志刊登我国脑机接口新技术,未来有望使瘫痪患者重新站立

中国神经外科领域的一项新突破,日前在世界顶级学术期刊《科学》杂志上发表。

北京天坛医院副院长 贾旺:在肌肉神经无法重新再生的情况下,利用脑机接口从脑子里面把这个命令取出来。通过芯片计算以后,发送到瘫痪的肢体上去,让他重新恢复运动,未来才能够使瘫痪的患者重新站立。(来源:央视新闻)


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