自动化集装箱码头操作系统技术要求编制说明

国家标准

自动化集装箱码头操作系统技术要求

（征求意见稿）

编制说明

标准起草组

2021年6月

一、工作简况

（一）任务来源

2020年11月19日，国家标准化管理委员会正式发文（国标委发〔2020〕

48号））下达了制定《自动化集装箱码头操作系统技术要求》国家标准的工作计

划。

计划编号：20204070-T-348

标准性质：推荐性国家标准

主管部门：交通运输部

归口单位：全国港口标准化技术委员会（SAC/TC530）

（二）协作单位

本标准由交通运输部水运科学研究所牵头起草，参加标准编制工作的协作

单位有：上海国际港务（集团）股份有限公司、辽宁港口集团有限公司、中远

海运港口有限公司、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、青岛港（集团）有限公司、天津港股份有限公司、厦门港务控股

集团有限公司等。

（三）主要工作过程

为了确保标准内容准确合理、科学适用，交通运输部水运科学研究院接到

标准制订计划任务后，立即着手进行标准制订工作，主要工作过程如下：

（1）2017年7月～2017年12月，交通运输部水运科学研究院正式开展国

家重点研发计划项目《港口运输作业管理与服务关键技术标准研究》（课题编号：

2017YFF0207503）的研究工作。项目组相关研究部分的人员开始对与自动化集装

箱码头操作系统技术有关的资料文献进行收集研究，并实地走访了青岛前湾集

装箱码头有限责任公司、上海振华重工（集团）股份有限公司、上海国际港务

（集团）股份有限公司等单位。通过开展相关的调研和研究工作，项目组提出

了该标准的制订原则、主要依据及主要内容，并明确了标准草案编制的工作计

1

划。

（2）2018年1月～2019年11月，项目组通过多次讨论和修改，形成《自

动化集装箱码头操作系统技术要求》标准草案，并通过全国港口标准化技术委

员会（SAC/TC530）向交通运输部标准化主管部门提出了标准计划项目建议。

（3）2019年12月～2020年11月，交通运输部水运科学研究院参加了标

准的立项答辩，《自动化集装箱码头操作系统技术要求》通过国家标准计划项目

立项评估，2020年11月国家标准化管理委员会关于下达2020年第三批推荐性

国家标准计划的通知（国标委发〔2020〕48号），标准编制工作正式启动。

（4）2020年12月～2021年6月，交通运输部水运科学研究院牵头成立了

标准起草组，组织各协作单位，明确标准编制计划和任务。标准起草组对前期

形成的标准草案进行了进一步地修订与完善，形成了《自动化集装箱码头操作

系统技术要求》（征求意见稿），并编写对应阶段的标准编制说明。

（四）主要起草人及所做的工作

本标准的主要起草人及所做工作见下表。

表1.1标准主要起草人及所做工作

序号姓名单位分工

标准编制负责人，总体协调组

织标准编制工作，完成标准框

1梁克交通运输部水运科学研究院

架制定，确定标准范围及主要

技术内容。

上海国际港务（集团）股份有

限公司总体协调组织，主要参

2黄秀松上海国际港务（集团）股份有限公司

与标准框架、范围、总体技术

要求的讨论和起草工作。

辽宁港口集团有限公司总体协

3赵吉刚辽宁港口集团有限公司调组织，总体负责标准编制说

明编写工作，参与标准总体技

2

术要求的讨论和起草工作。

中远海运港口有限公司总体协

调组织，主要参与标准生产计

4张达宇中远海运港口有限公司

划子操作系统部分的讨论和起

草工作。

招商局港口集团股份有限公司

总体协调组织，主要参与作业

5汪沛招商局港口集团股份有限公司

调度子操作系统部分的讨论和

起草工作。

上海振华重工（集团）股份有

限公司总体协调组织，主要参

6何钢上海振华重工（集团）股份有限公司

与作业交互控制子操作系统部

分的讨论和起草工作。

青岛港（集团）有限公司总体

协调组织，主要参与信息管理

7张连钢青岛港（集团）有限公司

子操作系统部分的讨论和起草

工作。

天津港股份有限公司总体协调

8吴强天津港股份有限公司组织，主要参与安全技术要求

部分的讨论和起草工作。

厦门集装箱码头集团有限公司

总体协调组织，主要参与作业

9曾武艺厦门集装箱码头集团有限公司

调度子操作系统部分的讨论和

起草工作。

参与资料收集与调研，主要负

10陈智交通运输部水运科学研究所

责标准的统稿工作。

参与资料收集与调研，主要负

11那丹红招商局港口集团股份有限公司

责标准的修改工作。

3

二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据

（一）编制原则

本标准的制订为自动化集装箱码头操作系统的设计、开发、建设和应用提

供了参考。为确保标准条文所列的技术要求科学、合理、规范，编制过程中主

要采用了以下编制原则：

1、一致性原则

本标准在制订过程中查阅了与之相关的标准、规范和技术文件，在编制过

程中力求与现行标准、规范和技术文件相协调，避免与之出现矛盾。

2、科学性原则

本标准的制定有充分的科学依据，能有效促进经济效益和社会效益的统一。

标准条文规定了自动化集装箱码头操作系统的总体技术要求，以及生产计划系

统、作业调度系统、交互控制系统、信息管理系统等各子系统的基本功能技术

要求和自动化集装箱码头操作系统安全技术要求，所述内容均为自动化集装箱

码头操作系统最为核心、基础的技术内容。

3、先进性原则

本标准制订时通过技术分析、案例比对、专家咨询、实地调研等方法，对

自动化集装箱操作系统技术要求进行深入全面的研究，梳理分析操作系统技术

要求的关键技术，结合已有的技术和未来的技术发展方向，将基本需求和先进

技术纳入标准，以提高自动化集装箱码头操作系统技术要求的完整性和先进性。

（二）标准的主要内容说明

标准制定任务下达后，编写组在前期研究的基础上，开展了标准的编制工

作。主要内容包括：

1.范围

规定了本标准的主要内容和适用范围。

4

2.规范性引用文件

列出了本标准编制过程中规范性引用的国家标准和行业标准。

3.术语和定义

为便于对本标准的理解和适用，对于标准适用的重要术语和定义进行了重

点介绍。

标准中关于“自动化集装箱码头操作系统（ACTOS）”的定义，主要根据实

际使用中的自动化集装箱码头操作系统的两大特点总结归纳而成，这两大特点

分别为：能够按照预定的程序实时反馈集装箱码头的作业信息和自动完成集装

箱码头的各种生产任务。

4.总体技术要求

（1）系统功能技术要求（4.1）

对上海港、青岛港、厦门港等自动化集装箱码头进行了调研，归纳了自动

化集装箱码头操作系统应具备的四项基本功能，为清晰展示自动化集装箱码头

操作系统这一复杂系统，厘清系统内各子系统间的关系，标准给出了ACTOS系

统功能总结构图（4.1.1）。同时，自动化集装箱码头操作系统作为一个综合的控

制系统，还应具有一般控制系统的共性技术要求（4.1.2）。为保证自动化集装箱

码头操作系统作业的稳定性和可靠性，发生紧急事件时，ACTOS还应具备应急事

件处理功能，当自动化功能失效后能支持人工干预设备作业（4.1.3）。为便于操

作，人机交互方面，应简洁易操作，能避免误操作，且具有一定的智能（4.1.4）。

（2）配套硬件设备技术要求（4.2）

系统配套硬件设备多且散，设备质量直接影响操作系统的可靠性，有必要

单独做出规定（4.2.1）。这里着重强调了设备应具有可靠的容错容灾能力（4.2.2），

同时还通过两项国标（GB/T17799.2和GB17799.4）对户外设备应满足的工业生

产环境条件进行了规定（4.2.3），对于远程操控中使用的通讯系统及视频监控设

备，参照JTS/T174—2019，对设备选用以及整体时延和分辨率作出了规定（4.2.4）。

最后将ACTOS系统的基本技术参数以及硬件指标要求汇总编制成了一个表，以

方便查阅（4.2.5）。

5.基本功能技术要求

5

（1）生产计划子操作系统技术要求（5.1）

生产计划子操作系统的基本功能包括：码头泊位计划、船舶作业计划、船

舶自动配载计划、堆场作业计划、资源分配决策五项，标准给出了生产计划子

操作系统功能模块划分表（5.1.1）。

码头泊位计划功能技术要求（5.1.2）。该功能的实现需要全方位地了解各码

头泊位的信息及实时的作业动态；并能通过对这些信息的处理，去预测码头泊

位作业完成时间；最后，还应能根据这些信息去实现到港船舶的自动匹配，给

到港船舶安排泊位信息。通过这些功能去实现码头泊位作业安排的合理计划。

船舶作业计划功能技术要求（5.1.3）。该功能的实现需要对船舶作业计划、

到离港时间及相关信息进行全局的掌控，同时针对计划变动能自动重置、更新

作业计划。

船舶自动配载计划功能技术要求（5.1.4）。该功能的实现需要能够处理船公

司提供的预配信息；能根据堆场及船舶信息自动生成配载计划和岸桥作业计划；

支持特殊箱特殊积载等特别配载信息的校验和提示；最后能对配载计划进行检

查、预警。

堆场作业计划功能技术要求（5.1.5）。为避免堆场作业冲突，减少翻箱作业

等，堆场作业计划功能应具备作业计划自动编排功能。实现这一功能的前提是

对整个场区的集装箱贝（位）信息进行掌控。此外，该功能还应具有作业计划

改变自动重置的功能。为保证堆场作业计划有效，还应能实时预测堆场各航线

的箱量变化。同时，应能对场地和空箱进行有效规划、管理。

资源分配决策功能技术要求（5.1.6）。为了实现管理场区内的生产设备等资

源的合理使用，生产计划子系统应具备这一功能。资源分配决策以全局掌控设

备状态、作业状态为依据，所做的决策涵盖单重作业区和多重作业区的生产设

备最优分配方案。

（2）作业调度子操作系统技术要求（5.2）

作业调度子操作系统按作业区域划分，基本功能包括：岸边作业调度、水

平运输作业调度、堆场作业调度、闸口作业调度四项，标准给出了作业调度子

操作系统功能模块划分表（5.2.1）。

岸边作业调度功能技术要求（5.2.2）。通过该功能应能避免岸边作业机械作

6

业中相互冲突、干涉；同时，还应能实现岸边作业机械作业量的均衡；此外，

还应具有自动优化岸边机械作业舱位顺序的功能；最后应支持动态场景下作业

指令的实时调整和替换。

水平运输作业调度功能技术要求（5.2.3）。通过该功能应能避免水平运输作

业机械作业中相互冲突、干涉；同时，还应能实现水平运输作业机械作业量的

均衡；此外，为提高作业效率，还应能合理规划水平运输机械作业路径，宜有

水平运输重箱进重箱出的作业功能；最后应支持动态场景下作业指令的实时调

整和替换。

堆场作业调度功能技术要求（5.2.4）。通过该功能应能避免堆场作业机械作

业中相互冲突、干涉；同时，还应能实现堆场作业机械作业量的均衡；此外，

为提高作业效率，还应能对集装箱的存取进行全局的规划；最后应支持动态场

景下作业指令的实时调整和替换，以及对堆箱进行核对。

闸口作业调度功能技术要求（5.2.5）。通过该功能一方面是去全面掌控进出

闸口的集卡信息；另一方面是根据这些信息去对集卡作业中可能产生的作业冲

突、干涉进行预判，以保证作业有序进行；此外，为了避免集卡进出闸口时产

生长时间的拥堵，该功能最好能够合理规划分配集卡进出闸口的时间；同时应

控制和场内车辆数量，保证场内作业有序进行；最后为保证外部集卡进场作业

有序进行，应能对外部集卡提供路径规划和导航。

（3）作业交互控制子操作系统技术要求（5.3）

作业交互控制子操作系统以信息交互为基础，因此在本部分的第一条总体

技术要求（5.3.1）中，说明了该子系统三个功能部分间、该子系统与其他三个

子系统间信息交互的关系，包括ACTOS作业交互控制子操作系统图（5.3.1a））。

同时，对于该子系统三个功能部分的共性技术要求也进行了说明。

岸边机械操作技术要求（5.3.2）。首先介绍了岸边机械操作系统的基本功能，

应能实时远程操作码头岸边机械、完成集装箱装卸任务、采集显示作业动态信

息；然后介绍了与单机控制系统间的通信要求及重要控制信息连锁机制；最后

介绍了远程实时监控技术要求。

水平运输操作技术要求（5.3.3）。水平运输设备种类多、数量多，因此水平

运输操作系统应具备水平运输设备的管理功能；此外，还需要与各单机设备保

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持可靠的通信，能确保重要控制信息的有效传递；另外，涉及隔离区域的作业，

还应与门禁管理控制系统间留有信息交互的接口；最后，还应能对各设备的路

径进行跟踪。

堆场机械操作技术要求（5.3.4）。首先介绍了堆场机械操作系统的基本功能，

应能进行各类集装箱作业、实时监测设备运行状态；然后介绍了与单机控制系

统间的通信要求及重要控制信息连锁机制；最后介绍了远程实时监控技术要求。

（4）信息管理子操作系统技术要求（5.4）

自动化集装箱码头操作系统并非一个独立的系统，一定情况下可以与外部

系统间进行部分数据的交换，这部分功能由信息管理子操作系统去实现（5.4.1）。

此外，信息管理子操作系统还应具有对一些基本作业信息（表4）的维护管理功

能，具备报表分析功能，以充分利用系统采集存储的数据（5.4.2）。信息管理子

操作系统还应能对一定期限的数据进行储存，以便于对历史数据进行查询分析，

有关数据的保存期限，标准分别对两类型的数据做出了规定和建议（5.4.3）。最

后，系统应能更据不同角色不同操作需要，提供不同的操作权限（5.4.4）。

6.安全技术要求

安全技术要求是自动化集装箱码头操作系统的重要技术支撑，标准对网络、

设备、信息、操作四个方面的安全技术要求进行了说明。

（1）网络安全技术要求（6.1）

网络安全技术要求规定了ACTOS的网络配置（6.1.1）、网络结构（6.1.2）、

与公网的连接（6.1.3）以及终端设备的防病毒（6.1.4）技术要求。

（2）设备安全技术要求（6.2）

设备安全技术要求规定了为避免偶然、突发性灾难对ACTOS系统造成的影

响，应异地再配置一套ACTOS系统（6.2.1）；此外，还对设备用电的安全性、可

靠性进行了特别说明（6.2.2）。

（3）信息安全技术要求（6.3）

信息安全技术要求应符合《计算机信息系统安全保护等级划分准则（GB

17859）》、《信息安全技术信息系统安全等级保护测评要求（GB/T28448）》、《信

息安全技术信息系统安全等级保护测评过程指南（GB/T28449）》和《交通运

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输行业信息系统安全等级保护定级指南（JT/T904）》中的相关规定（6.3.1）；此

外，本部分还对信息的加密存储（6.3.2）、加密传输（6.3.3）、备份（6.3.4）作

了规定。

（4）操作安全技术要求（6.4）

操作安全技术要求方面对四个关键场景的安全操作技术要求进行了规定。

三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济

论证，预期的经济效果

自动化集装箱码头操作系统技术要求的相关标准，国内目前尚处于空白状

态。为了能够有效规范和科学引领自动化集装箱码头操作系统技术发展，标准

起草组收集、查阅了大量相关的资料文献，并对国内三个已建成自动化集装箱

码头的港口进行了实地调研。本标准在编制过程中，既对现有成熟运用的技术

进行学习借鉴，又对未来技术发展的方向进行思考预判，通过两者的有机结合，

将基本需求和先进技术同时纳入标准，以提高自动化集装箱码头操作系统设计、

开发、建设和运用的完整性、适用性和先进性。

本标准的编制将使得港口企业在新建和改造自动化集装箱码头操作系统时，

有标准可依；从而，引导国内自动化集装箱码头操作系统技术的有序发展；进

而，提升码头作业效率、降低企业人工成本、保障作业人员安全、改善港口作

业环境。同时，在该领域具有自主知识产权的标准的及时发布，对于我国企业

打赢市场争夺战具有重要意义，标准发布后，将适时走向国际化，助力我国产

品