邱謀杰 柳學杰 徐磊 潘吉波 王慧榮

隨著冷鏈物流的快速發(fā)展，集裝箱碼頭冷藏箱裝卸量顯著增加。傳統(tǒng)冷藏箱運輸管理模式采用人工定時巡檢和抄錄數(shù)據(jù)的方式，不僅消耗大量人力、物力，而且難以及時了解冷藏箱狀態(tài)，增加貨損可能性。鑒于此，有必要利用先進的通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)構(gòu)建自動化堆場冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)，以減少巡檢工作量，降低人工成本、人機交叉作業(yè)風險和貨損風險。本文在介紹冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)解決方案的基礎上，分析冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)、主要功能和現(xiàn)場操作流程，以期為我國集裝箱碼頭自動化堆場冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建提供參考。

1 冷藏箱遠程集中監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀

國外冷藏箱遠程集中監(jiān)控已有30多年發(fā)展歷史，相對比較成熟，以美國和德國為代表的歐美國家對冷藏箱的監(jiān)控已覆蓋海運、陸運和堆場存儲等物流環(huán)節(jié)。相比較而言，國內(nèi)冷藏箱遠程集中監(jiān)控還處于起步探索階段，存在不同品牌制冷設備數(shù)據(jù)接口不兼容、監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)商整合技術(shù)和經(jīng)驗欠缺、通信設備價格昂貴等問題，導致冷藏箱遠程集中監(jiān)控的覆蓋率不到30%。不過，隨著我國冷鏈物流的快速發(fā)展和人工成本的不斷上升，冷藏箱遠程集中監(jiān)控的發(fā)展前景持續(xù)向好。

2 冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)解決方案

（1）串口通信方式 冷藏箱一般配有串行數(shù)據(jù)接口，常見的有3針、5針和9針數(shù)據(jù)接口，通過串口通信可實時采集箱號、溫度、濕度等數(shù)據(jù)，常用于冷藏箱檢修作業(yè)。不同品牌冷藏箱的串口通信協(xié)議相互不公開且不兼容，導致冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)難度大大增加。

（2）電力載波通信方式 冷藏箱電力載波通信已被納入ISO 10368：2006《保溫集裝箱遠程狀態(tài)監(jiān)控》標準，按照該標準生產(chǎn)的冷藏箱均配備電力載波調(diào)制解調(diào)器。冷藏箱溫度、濕度、電壓、電流等數(shù)據(jù)均可通過電力電纜傳輸，并可將設定溫度等控制命令傳輸?shù)嚼洳叵淇刂破?，實現(xiàn)雙向通信。目前國際上使用的冷藏箱監(jiān)控技術(shù)大多采用電力載波通信方式。

（3）四芯接口通信方式 冷藏箱配備四芯通信電纜，其中一芯為公共端，其余三芯分別傳輸壓縮機運行、溫度、除霜狀態(tài)等信號。四芯接口通信方式不能讀取冷藏箱溫度和濕度的具體數(shù)值，也不便于設定溫度，故一般不用于冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)。

3 冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

以國外某集裝箱碼頭為例，其地處波斯灣沿海地區(qū)，屬于熱帶沙漠氣候，常年平均氣溫近35 ℃，夏季溫度高達45℃以上，一旦冷藏箱出現(xiàn)制冷故障而未及時處理，貨物在短時間內(nèi)就會受損;因此，對冷藏箱運行狀況實施遠程實時集中監(jiān)控意義重大。該集裝箱碼頭自動化堆場采用水平布置形式，包括冷藏

箱區(qū)域和普通集裝箱區(qū)域，配備自動化軌道吊，實現(xiàn)遠程自動化作業(yè)。為此，冷藏箱遠程監(jiān)控須與自動化堆場作業(yè)配合，保證冷藏箱電源插拔、數(shù)據(jù)線插拔等銜接配合作業(yè)過程的安全可靠。

冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對冷藏箱溫度、濕度、電量、報警等數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控、存儲和分析。冷箱機組內(nèi)的信息通過下載電纜傳輸至數(shù)據(jù)接收端，然后通過四芯通信電纜傳輸至主監(jiān)控模塊，最后經(jīng)以太網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)服務器并連入數(shù)據(jù)庫。冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)監(jiān)控計算機的指令不斷采集和監(jiān)控冷藏箱數(shù)據(jù)信息，并將其存儲在數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)自動生成直觀的數(shù)據(jù)信息界面，顯示各種運行故障并報警，同時就冷藏箱的歷史數(shù)據(jù)及任意時間點的設置溫度、實際溫度、報警清單等生成記錄文件。冷藏箱管理人員通過客戶端訪問服務器所采集的數(shù)據(jù)，并監(jiān)控冷藏箱工作狀態(tài)。冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖2所示。

4 冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

4.1 實時監(jiān)控功能

冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對冷藏箱編號、送風溫度、回風溫度、當前設定溫度、報警及報警編號、預設溫度、環(huán)境溫度、濕度、相對濕度、電壓、電流、當前位置、預設位置、冷藏箱型號、控制器型號及版本等信息的實時監(jiān)控，管理人員可以通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的視圖查看監(jiān)控信息（見圖3）。

4.2 報警顯示功能

通過數(shù)據(jù)庫視圖中的“報警”列可以查看冷藏箱當前故障和報警信息。如圖4所示：冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)顯示可以切換為冷藏箱堆場布局模式，綠色代表通信正常，紅色代表故障報警。當冷藏箱接入系統(tǒng)時，系統(tǒng)自動比對預設溫度和當前設定溫度，如果兩者相差超過5℃（可調(diào)節(jié)），系統(tǒng)顯示報警。

4.3 參數(shù)設定功能

通過冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)信息編輯界面（見圖5）可以查看并設定單個冷藏箱的當前運行狀態(tài)（不同品牌冷藏箱可顯示和設定的內(nèi)容不同）。 在數(shù)據(jù)庫視圖頁面也可以通過雙擊“溫度設定”欄，在彈出的窗口中設定溫度。

4.4 歷史數(shù)據(jù)顯示功能

在冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)操作視圖界面，可以下載冷藏箱歷史數(shù)據(jù)并生成圖表（見圖6）。

4.5 箱位編輯功能

在冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)操作視圖界面選擇“建立行/列”后，彈出箱位編輯界面（見圖7）。右鍵單擊相應位置，可將其涂上白色、灰色和黑色，分別對應冷藏箱、干貨箱和空置/未使用箱位。

5 冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)流程

以冷藏箱進場插電作業(yè)為例，作業(yè)人員從接收任務到處理完畢離場的作業(yè)流程如圖8所示，具體操作步驟如下：（1）接到工作任務，登錄手持終端查看箱號及箱位信息與系統(tǒng)中的是否一致，若不一致，須向中控室說明;（2）信息確認完畢后，在手持終端鎖定冷藏箱箱位，防止自動化軌道吊對此列進行操作;（3）向中控室申請進入箱區(qū)，中控室確認后，刷卡并待指示燈變?yōu)榫G色后，開門進入箱區(qū)，按下“人員進入”確認按鈕，相應指示燈變?yōu)榫G色;（4）再次確認箱號及箱位，檢查冷藏箱外觀、壓縮機、電纜、電源插頭等;（5）確認電源插頭插針方向無誤后，插入插座并順時針旋轉(zhuǎn)送電源;（6）查看或更換數(shù)據(jù)線插頭，確保其與冷藏箱上的接口匹配后連接數(shù)據(jù)線;（7）合上冷藏箱電源開關，查看壓縮機運行情況、設置溫度以及通信狀態(tài)指示等是否正常;（8）在手持終端上確認冷藏箱信息，輸入當前冷藏箱溫度并確認;（9）刷卡開門出場區(qū)，按下“人員出”確認按鈕，指示燈變?yōu)榧t色;（10）在手持終端上解除該冷藏箱的鎖定信息;（11）與中控室確認操作完畢以及操作人員已離開箱區(qū)。

6 結(jié)束語

冷藏箱遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)在集裝箱碼頭自動化堆場的應用不僅有助于降低冷藏箱管理人員的勞動強度，節(jié)省碼頭人工成本，減少堆場作業(yè)安全隱患，而且能實現(xiàn)冷藏箱運行數(shù)據(jù)的全方位記錄、冷藏箱堆場的無人化管理和無紙化辦公，從而大大提升冷鏈運輸質(zhì)量和效率。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2020-11-04）