(高清版)GBT 42809-2023 自动化集装箱码头操作系统技术要求

自动化集装箱码头操作系统技术要求2023-05-23发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会前言 I 2规范性引用文件 3术语和定义 4系统结构 5总体要求 26子系统 37接口 8安全 附录A(资料性)ACTOS部分指标技术参数 8附录B(资料性)ACTOS与单机控制系统接口主要交互信息内容及格式示例 9参考文献 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国交通运输部提出。本文件由全国港口标准化技术委员会(SAC/TC530)归口。本文件起草单位：交通运输部水运科学研究所、上海国际港务(集团)股份有限公司、辽宁港口集团有限公司、招商局港口集团股份有限公司、上海振华重工(集团)股份有限公司、山东港口青岛港集团有限公司、天津港股份有限公司、中远海运港口有限公司、厦门港务控股集团有限公司、中交第三航务工程勘察设计院有限公司。林建喜。1自动化集装箱码头操作系统技术要求本文件规定了自动化集装箱码头操作系统的系统结构、总体要求、子系统、接口以及安全要求。本文件适用于自动化集装箱码头操作系统的设计、研发和应用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2887计算机场地通用规范GB/T9361计算机场地安全要求GB/T17799.2电磁兼容通用标准工业环境中的抗扰度试验GB17799.4电磁兼容通用标准第4部分：工业环境中的发射GB17859—1999计算机信息系统安全保护等级划分准则GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T28448—2019信息安全技术网络安全等级保护测评要求GB/T28449—2018信息安全技术网络安全等级保护测评过程指南GB/T37933信息安全技术工业控制系统专用防火墙技术要求JT/T697.3交通信息基础数据元第3部分：港口信息基础数据元JT/T904—2014交通运输行业信息系统安全等级保护定级指南3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。自动化集装箱码头操作系统automatedcontainerterminaloperatingsystem;ACTOS能够按照预定的程序自动完成集装箱码头各种生产任务并实时反馈作业信息的系统。4系统结构4.1自动化集装箱码头操作系统(ACTOS)由信息管理、生产计划、作业调度、作业交互控制4个子系统以及其他管理控制系统组成，并通过接口与业务处理系统对接，系统结构示意图见图1。2业务处理系统(电子数据交换、计费、预约、统业务处理系统(电子数据交换、计费、预约、统计分析、口岸监管……)其他管理控制系统(拆装锁、道口控制、充/换电管理、OCR智能理货生产计划子系统作业交互控制了系统作业调度子系统作业交互控制子系统内部公共接口水平运输机械操作功能模块堆场机械操作与单机系统接口岸边机械单机控制系统水平运输机械单机控制系统堆场机械单机控制系统水平运输机械操作与单机系统接口岸边机械操作与单机系统接口ACTOS内部公共接口堆场机械操作功能模块岸边机械操作功能模块信息管理子系统图1系统结构示意4.2业务处理系统包括电子数据交换、计费、预约、统计分析、口岸监管等系统。4.3其他管理控制系统包括拆装锁、道口控制、充/换电管理、光学字符识别(OCR)智能理货等系统。4.4ACTOS数据交换包括：a)信息管理子系统、生产计划子系统、作业交互控制子系统、业务处理系统、其他管理控制系统与ACTOS数据库通过ACTOS内部公共接口进行数据交换；b)作业调度子系统与岸边机械操作功能模块、水平运输机械操作功能模块、堆场机械操作功能模块通过作业交互控制子系统内部公共接口进行数据交换；c)岸边机械操作功能模块、水平运输机械操作功能模块、堆场机械操作功能模块分别与岸边机械单机控制系统、水平运输机械单机控制系统、堆场机械单机控制系统通过各自相应的系统接口进行数据交换。5总体要求5.1功能5.1.1ACTOS应具备异常事件的应急处理功能，当自动化功能失效后应能支持人工干预设备作业。5.1.2人机应用界面应简单明了，能快速、精准地显示ACTOS中的业务操作，应具有异常提示功能、合规性及正确性校验功能，宜具有趋势预测功能。35.1.3ACTOS应具备权限管理功能，能根据码头实际部门岗位情况设置不同用户角色，并根据具体工作开展需要赋予这些用户角色不同的系统操作权限。5.1.5ACTOS应支持跨平台的无线终端，并能实现实时消息推送刷新。5.2设备5.2.1ACTOS户外设备应符合GB/T17799.2和GB17799.4对工业生产环境中温度、相对湿度以及5.2.2远程操控中使用的通信系统应高效可靠，无线通信设备间不应相互干扰，移动设备无线数据通信宜选用5G技术；视频监控设备整体延时应低于250ms,监控摄像头的分辨率应不低于1080P。5.2.3ACTOS应支持7×24h不间断运行，具有可靠的容错容灾能力。5.2.4ACTOS的部分指标技术参数见附录A。6子系统6.1信息管理子系统信息管理子系统应满足下列要求：a)对码头泊位信息、码头机械设备信息、码头集装箱信息等进行维护管理和统计分析，相关信息使用要求符合JT/T697.3的规定；b)对数据进行一定期限的保存，部署历史库系统对系统数据永久保留，日志数据保留至少一周；c)能对规定期限内的历史数据进行查询，具备数据溯源功能；d)能与外部系统的信息进行交换对接；e)支持船舶单证业务，能处理装卸船作业过程中的单证，能与船公司核对装卸船资料、装卸船作业报告等信息。6.2生产计划子系统生产计划子系统包括4项基本功能和1项可选功能，见表1。表1生产计划子系统功能划分功能说明码头泊位计划基本功能船舶配载计划基本功能堆场作业计划基本功能资源分配决策基本功能火车(空轨)作业计划可选功能6.2.2码头泊位计划功能6.2.2.1码头泊位计划应具备下列功能：a)支持码头泊位信息的录入、查询；4b)支持船舶到/离港时间和相关信息自动录入、查询；c)监控码头泊位作业信息；d)预测码头泊位作业完成时间；e)具备泊位计划制定、维护功能；f)支持因计划外事件需要进行的作业计划重置。6.2.2.2码头泊位计划功能宜包括自动指泊。6.2.3船舶配载计划功能6.2.3.1船舶配载计划应具备下列功能：a)处理船公司预配信息；b)支持特殊箱(危险品、冷藏箱、超限箱、超重箱等)、特殊积载等特别配载信息的校验和提示；c)对配载计划进行检查，给出检查结果和预警信息。6.2.3.2船舶配载计划功能宜包括智能配载，即根据预配船图、船舶适航要求、码头作业要求等信息，自动生成船舶配载计划。6.2.4堆场作业计划功能6.2.4.1堆场作业计划应具备下列功能：a)支持整个场区集装箱贝(位)信息的自动录入、查询；b)制定、维护包括堆场转堆在内的堆场作业计划；c)根据堆场计划及当前码头生产作业情况进行智能派位。6.2.4.2堆场作业计划功能宜包括：a)对场地和空箱进行规划和管理；b)具备双20ft箱作业策划能力。6.2.5资源分配决策功能资源分配决策应具备下列功能：a)自动采集管理场区生产设备的设备状态和作业状态；b)预测管理场区的生产作业量；c)提供管理场区生产设备的适用性分配方案。6.3作业调度子系统作业调度子系统包括4项基本功能和1项可选功能，见表2。表2作业调度子系统功能划分功能说明岸边作业调度基本功能水平运输作业调度基本功能堆场作业调度基本功能闸口作业调度基本功能火车(空轨)作业调度可选功能56.3.2岸边作业调度功能岸边作业调度应具备下列功能：a)防止岸边作业机械作业相互干涉；b)防止进入禁行区；c)自动分配岸边作业机械作业量；d)预测、推算泊位和岸边作业机械的作业负荷，向用户及时进行预警；e)支持动态场景下作业指令的调整、替换；f)支持岸边作业机械的相互自动替换。6.3.3水平运输作业调度功能6.3.3.1水平运输作业调度应具备下列功能：a)防止水平运输作业机械作业相互干涉；b)规划水平运输作业机械运输路径，具备全局路径优化策略，路径选择满足安全优先、兼顾节能高效的要求，防止进入禁行区；c)减少作业过程中水平运输机械空载现象的发生；d)实现对水平运输作业机械的充电/换电调度安排；e)支持动态场景下作业指令的调整、替换。6.3.3.2水平运输作业调度功能宜根据设备类型，对装卸区、缓冲区和行驶区水平运输机械进行调度管理。6.3.4堆场作业调度功能堆场作业调度应具备下列功能：a)防止堆场作业机械作业相互干涉；b)防止进入禁行区；c)根据设备情况、任务分布、堆存情况等，自动分配堆场作业机械作业任务；d)实现集装箱全局存取规划，具备存取优化策略，顺序选择满足安全优先、兼顾效率的要求；e)支持动态场景下作业指令的调整、替换。6.3.5闸口作业调度功能6.3.5.1闸口作业调度应具备下列功能：a)动态显示集装箱运输车辆(以下简称“集卡”)进出闸口信息；b)支持闸口缓冲区排队管理，保持场内车辆数量在合理的范围内；c)对到港集卡进行分流作业。6.3.5.2闸口作业调度功能宜包括合理规划集卡进出闸口的时间，避免集卡进出闸口时产生长时间的拥堵。6.4作业交互控制子系统作业交互控制子系统应满足下列要求：a)包括岸边机械操作、水平运输机械操作、堆场机械操作3个功能模块，各个部分的数据和控制信息能在作业交互控制子系统内实现共享；b)具有指令执行解析判断和指令执行过程控制的功能；c)具有故障信息监控及远程操控异常排除功能；6d)能与单机控制系统高效可靠通信，具有可靠的重要控制信息联锁机制；e)能对单机作业进行远程视频监控。7接口7.1ACTOS应与业务处理系统(电子数据交换、计费、预约、统计分析、口岸监管等)、单机控制系统(岸边机械、水平运输机械、堆场机械)等外部系统有高效可靠的信息交互接口，接口宜采用数据库、网页服务或可靠信息队列等的数据交互方式。7.2ACTOS与业务处理系统接口交互信息应根据港口具体业务处理系统设计情况及使用需求确定。7.3ACTOS与单机控制系统接口主要交互信息见表3。表3ACTOS与单机控制系统接口主要交互信息对接系统名称主要接口主要交互信息岸边机械单机控制系统任务清单岸边集装箱起重机编号、作业序号、指令号、船舶编号、车道号、箱号、尺寸箱型、初始位置、目标位置等岸边集装箱起重机状态岸边集装箱起重机编号、作业类型、起重机操作状态、起重机使用状态、指令执行状态、当前执行指令号等作业船舶信息船舶编号、靠泊方向、贝位、舱面舱内、最小排、最大排等水平运输机械单机控制系统任务清单车辆编号、作业序号、指令号、车道号、箱号、尺寸箱型、初始位置、目标位置等水平运输机械状态车辆编号、作业类型、指令执行状态、当前执行的指令号、行驶速度、当前位置等集装箱起重机信息集装箱起重机号、车道号、贝位、靠泊方向等堆场机械单机控制系统任务清单堆场集装箱起重机编号、作业序号、指令号、车道号、箱号、尺寸箱型、初始位置、目标位置等堆场集装箱起重机状态堆场集装箱起重机编号、作业类型、起重机操作状态、起重机使用状态、指令执行状态、当前执行的指令号等贝位信息堆区号、贝位号、总列数、总层数、贝内箱子个数等注：ACTOS与单机控制系统接口主要交互信息内容及格式示例见附录B。8安全8.1ACTOS网络安全应满足下列要求：a)采用双冗余网络，系统服务器间的网络连接不低于千兆带宽；b)符合GB/T22239、GB/T37933对生产网络、办公网络、工控网络的安全技术要求；c)网络终端控制权限有核准机制和追查功能，与公共网络连接时采用虚拟专用网络、数据加密等方式；d)网络终端控制设备具备防病毒功能。8.2ACTOS信息安全应满足下列要求：7a)符合GB17859—1999、GB/T28448—2019、GB/T28449—2018和JT/T904—2014第二级及以上的信息系统安全保护等级规定的相关要求；b)用户密码具备复杂性要求，定期更改，并加密存储、传输；c)关键数据的交换采用加密传输的方式；d)对数据进行备份，并能对备份数据进行恢复验证；e)ACTOS的应用服务器、数据库服务器应专机专用，设计上确保当前数据和历史数据分开存储，确保外网应用与内网应用的数据库分开部署，确保生产操作核心应用与非核心应用的数据库分开部署。8.3ACTOS计算机设备应符合GB/T2887和GB/T9361相应安全级别下的防火、防水、防静电、防雷等要求。8.4应制定应急预案，当设备发生故障时能确保ACTOS正常工作和保证信息安全。8(资料性)ACTOS部分指标技术参数见表A.1。表A.1ACTOS部分指标技术参数指标技术参数位数核心系统、应用服务器最低为64位，终端设备最低为32位存储核心数据库最低为5TB,并且支持多副本冗余(最低为2副本，3副本为宜),为保证输入/输出(I/O)性能要求，实时生产数据采用固态硬盘(SSD)及以上高性能磁盘为宜内存核心服务器最低为128GB,256GB以上为宜；应用服务器最低为32GB,64GB为宜核心服务器最少为2颗中央处理器(CPU),每颗最少为10核，频率最低为2.0GHz;应用服务器CPU配置8/16/32核为宜网络通信主干网络通信传输推荐采用传输控制协议/因特网互联协议(TCP/IP);网络主节点采用多功能、可拓展、具有冗余功能的核心网络交换机为宜；主干网络传输媒介采用光纤时延自动化装卸机械设备单机的调度响应时间小于5s为宜，单机系统与调度控制管理中心的数据交互小于2s为宜，单机远程控制终端与设备本身的数据交互小于30ms为宜9(资料性)ACTOS与单机控制系统接口主要交互信息内容及格式示例B.1ACTOS与岸边机械单机控制系统主要接口B.1.1任务清单接口任务清单接口主要交互信息内容及格式示例见表B.1。表B.1任务清单接口主要交互信息内容及格式示例序号英文名称中文名称类型长度说明1AQC_ID岸边集装箱起重机编号字符串用于确定岸边集装箱起重机的唯一识别号2SEQUENCE作业序号数字4作业顺序号3ORD_ID指令号字符串任务指令编号，与作业计划唯一匹配4VESSEL_NO船舶编号字符串用于确定船舶的唯一识别号5LANE_NO车道号字符串4岸边集装箱起重机作业的车道号，值为码头实际车道编号6CONTAINER_NO箱号字符串集装箱箱号，取值见GB/T18367SIZETYPE尺寸箱型字符串4集装箱尺寸和箱型代码，取值见GB/T18368ORG_POS初始位置字符串作业指令初始位置，可能为船上具体位置、水平运输机械上的位置等9DEST_POS目标位置字符串作业指令目标位置，可能为船上具体位置、水平运输机械上的位置等B.1.2岸边集装箱起重机状态接口岸边集装箱起重机状态接口主要交互信息内容及格式示例见表B.2。表B.2岸边集装箱起重机状态接口主要交互信息内容及格式示例序号英文名称中文名称类型长度说明1AQC_ID岸边集装箱起重机编号字符串用于确定岸边集装箱起重机的唯一识别号2AQC_WORK_TYPE作业类型字符串作业类型主要包括：——SHIPLOADING:装船；—-SHIPDISCHARGING:卸船表B.2岸边集装箱起重机状态接口主要交互信息内容及格式示例(续)序号英文名称中文名称类型长度说明3AQC_OPERATE_STATUS状态字符串状态包括：——OFFLINE:脱机；——REMOTE:远程操作；——FAULT:故障；——LOCAL:本地4AQC_WORK_STATUS状态字符串状态包括：——AUTO:自动；——REMOTE:远程；——LOCAL:本地5AQC_ORD_STATUS指令执行状态字符串状态主要包括：——RECEIVE:接收指令；——START:任务开始；——FINISH:任务完成；——FAULT:任务出错；——CANCEL:取消任务6AQC_ORD_ID当前执行的指令号字符串岸边集装箱起重机当前执行的指令编号B.1.3作业船舶信息接口作业船舶信息接口主要交互信息内容及格式示例见表B.3。表B.3作业船舶信息接口主要交互信息内容及格式示例序号英文名称中文名称类型长度说明1VESSEL_NO船舶编号字符串用于确定船舶的唯一识别号2VESSEL_SIDE靠泊方向字符串2取值包括：——L:左舷；——R:右舷3BAY_NO贝位字符串2作业贝位号4LOCATAION舱面舱内字符串2取值包括：——ON:舱面；——IN:舱内5MIN_ROW最小排数字2最小排位数6MAX_ROW最大排数字2最大排位数B.2ACTOS与水平运输机械单机控制系统主要接口B.2.1任务清单接口任务清单接口主要交互信息内容及格式示例见表B.4。表B.4任务清单接口主要交互信息内容及格式示例序号英文名称中文名称类型长度说明1TRUCK_NO车辆编号字符串用于确定水平运输车辆的唯一识别号2SEQUENCE作业序号数字4作业顺序号3ORD_ID指令号字符串任务指令编号，与作业计划唯一匹配4LANE_NO车道号字符串4岸边集装箱起重机作业的车道号，值为码头实际车道编号5CONTAINER_NO箱号字符串集装箱箱号，取值见GB/T18366SIZETYPE尺寸箱型字符串4集装箱尺寸和箱型代码，取值见GB/T18367ORG_POS初始位置字符串作业指令初始位置，可能为岸边集装箱装卸位置、堆场集装箱装卸位置等8DEST_POS目标位置字符串作业指令目标位置，可能为岸边集装箱装卸位置、堆场集装箱装卸位置等B.2.2水平运输机械状态接口水平运输机械状态接口主要交互信息内容及格式示例见表B.5。表B.5水平运输机械状态接口主要交互信息内容及格式示例序号英文名称中文名称类型长度说明1TRUCK_NO车辆编号字符串用于确定水平运输车辆的唯一识别号2TRUCK_WORK_TYPE作业类型字符串类型主要包括：——MOVE:移动；——LOAD:装箱；——UNLOAD:卸箱；——CHARGE:充换电3TRUCK_ORD_STATUS指令执行状态字符串状态主要包括：——FREE:空闲；——START:开始执行；——ARRIVE:到达目的位置；——FINSH:完成指令；——ABNORMAL:异常4TRUCK_ORD_ID当前执行的指令号字符串集卡当前执行的指令编号5TRUCK_SPEED行驶速度数字4当前行驶速度，单位为米每秒(m/s)6TRUCK_POS当前位置字符串当前车辆位置，由经纬度坐标表示B.2.3集装箱起重机信息接口集装箱起重机信息接口主要交互信息内容及格式示例见表B.6。表B.6集装箱起重机信息接口主要交互信息内容及格式示例序号英文名称中文名称类型长度说明1CRANE_ID集装箱起重机编号字符串用于确定集装箱起重机的唯一识别号2LANE_NO车道号字符串4岸边集装箱起重机作业的车道号，值为码头实际车道编号3BAY_NO贝位字符串2集装箱起重机作业贝的贝位号4VESSEL_SIDE靠泊方向字符串2取值包括：——L:左舷；——R:右舷B.3ACTOS与堆场机械单机控制系统主要接口B.3.1任务清单接口任务清单接口主要交互信息内容及格式示例见表B.7。表B.7任务清单接口主要交互信息内容及格式示例序号英文名称中文名称类型长度说明1ASC_ID堆场集装箱起重机编号字符串用于确定堆场集装箱起重机的唯一识别号2作业序号数字4作业顺序号3指令号字符