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GPS系统在集装箱码头的应用方案
2009-6-23
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第一章 GPS在集装箱起重机上的应用
GPS(全球卫星定位系统)，是由美国开发创建的卫星导航和定位系统。通过空中均匀分布的24颗导航卫星，保证了定位信号在全球任何地方任意时间全天候的可靠接收。自系统投入运行以来，已广泛应用于国民经济的各行各业如石油勘探，船舶和航空导航，土建工程定位和重大军事行动。
我们于两年前开始进行GPS在场桥上的应用研究，使场桥既能保持原有灵活转场的功能，又能象RMG(轨道式集装箱起重机)一样保证大车可靠运行和箱位管理功能。我们选用的场桥GPS系统，定位精度达到+-15mm左右，具有高度的自动化特征,可广泛用于场桥的自动大车行走，自动大车纠偏，自动箱位管理等功能。
第一节 当前集装箱起重机面临的技术难题
长久以来，由于RTG能够通过轮胎转向功能，灵活地改变箱区位置而深受码头用户喜爱。然而也因为没有固定轨道，RTG在大车方向上的纠偏和定位功能一直没能很好解决，从而带来以下几方面的问题：
一． 随着RTG变得越高越快，司机的大车运行日益变得困难，纠偏操作更加艰
苦；
二． 而随着国际贸易的发展和集装箱数量的迅猛增长，码头集装箱的堆放安排
和作业统计管理也变得日益困难。成千上万集装箱的数据记录，手工工作量是巨大的；另外RTG缺乏有效位置监控，难免造成集装箱的错误安放而无法跟踪―――这种错误，对于繁忙的集装箱码头来说，造成的损失是严重的。
三． 此外，RTG在大车方向上的不足，也严重阻碍了RTG在自动化功能上的发
展。在当前RTG的小车和起升机构实行了相当程度自动化的情况下，如何解决大车机构的自动化变得更加迫切。
四． 对于大跨距RMG，其大车同步控制是令人头疼的问题。同步控制不好，则
会造成大车车轮打滑或“啃轨”现象，从而降低起重机的使用性能和寿命。
五． 在要求自动化或半自动化操作管理的集装箱码头,AGV的运行管理要求具
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有全天候实时定位系统。而只有利用GPS技术才有可能达到AGV的灵活管理和控制。
第二节 GPS在集装箱起重机上实现的功能
我们选用的GPS产品，结合了GPS设备和场桥本身大车编码器的性能，通过GPS，可实现场桥在堆场上X/Y方向的定位，而编码器则实现了GPS定位的校验和推导功能；两者相互补偿，既提高定位信号的更新速度，弥补GPS定位刷新率较低的不足，又消除了编码器长时间工作产生的累计误差，保证定位的精确性。GPS至少可以解决以下问题（以双GPS系统为例）：
一． RTG大车精确定位，精度在+-15mm左右 通过此定位信息，有助于在
，实现对RTG的实时监中控室建立一个码头所有RTG的“电子地图”
控，从而有利于码头RTG的优化调度，实现最佳路径管理，降低生产成本。
二． RTG大车自动纠偏功能 不论RTG多高多快，都可以利用GPS系统
的“虚拟轨道”功能，实现大车直线行走，免除了传统RTG司机需要长时间低头进行手动纠偏的疲劳作业和RTG行大车时同集装箱或其它车辆相撞的隐患；从而使RTG具有同RMG一样的大车运行功能；
三． RTG大车自动行走 利用RTG的当前位置和要求作业集装箱的目标
位置，结合大车自动纠偏和位置监控功能，可实现RTG的大车自动行走。届时司机只要轻触按钮，就可以实现在同一跑道上RTG大车位置的自动变换；
四． RTG防误操作功能 利用RTG大车的精确位置，并结合小车和起升
机构位置，组成RTG吊具的三维信息，根据码头堆场的实际布置，可转换成具体的集装箱大车箱位、小车堆位和起升层高（BERTH，BAY，LANE/STACK，TIER）等信息，此信息同要作业的集装箱比较，如不符合则禁止吊具动作；只有信息一致才允许作业。这样就保证了RTG无故障操作；
五． RTG箱位自动管理 利用RTG的三维位置，可随时随地发布RTG的
操作信息譬如作业箱量，作业位置，RTG状态等信息，信息通过无线系统发送到中控室，由主机自动记录统计，实时获得RTG的各种操作数据，及
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时更新堆场集装箱分布情况，从而节省大量的人工登记工作，并消除各种误差，实现了自动信息化管理，有利于信息保存归档。
六． 大跨距RMG的同步控制 大跨距的RMG在大车运行过程中容易产生
因车轮打滑而引起的“啃轨”现象，从而降低起重机的使用性能和寿命。利用GPS系统可监测大车两侧打滑情况，以利于同步控制。
七． AGV自动导航 在广阔的码头堆场上，可利用RTG用GPS移动站实
现对AGV的自动行走控制。
八． 集卡位置监控 RTG用GPS移动站也可用于码头装卸设备如集卡等的
位置监控，便于调度。
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第二章 GPS在码头生产管理上的巨大意义
第一节 当前集装箱码头生产管理上的新要求
传统的码头堆场集装箱作业模式为：理货操作部把当日要装卸的集装箱,根据原先计划安排好并储存在码头主机中的位置,通过对讲机系统或理货员（有些码头通过无线电系统把信息显示在司机室监控屏上）把箱子代码和位置(如几号箱区几号位置等信息)告知某台RTG司机，司机再把车开到对应位置操作。其中涉及的不足有：1. RTG的位置不够清楚，调度上容易产生舍近求远问题，增加生产成本；2. RTG实际吊具位置没有可靠监控，司机作业存在认为错误的可能性；3. 司机作业完毕需要人工确认
由于存在上述问题，当前有许多码头在寻找方法克服以上集装箱管理上的问题。而利用GPS技术就可以最方便地处理其中最关键的集装箱定位问题。 堆箱作业一般模式
(RTG吊具位置?)
(位置正确?)
对讲机 理货操作部发指
令
(无线电系统)
第二节 配备了GPS以后可以达到集装箱生产管理的自动化
配备了RTG用GPS系统后，利用当前普遍的无线电系统，可以有效消除RTG作业中存在的各种人工因素，整个生产过程由一系列电脑实现闭环控制，极大地
提高码头生产的正确性和信息化水平，实现无纸化管理。此过程中每台RTG都将
充分应用前述的箱位自动管理、防误操作等功能。
配备GPS系统后堆箱作业模式
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第三章 GPS系统配置
1．整个项目配备一个GPS基准站,具体包括一个GPS接收器和一个调制无线发射
电台,用于提供基准位置信号给起重机上的GPS移动站;
2．每台机配置一个GPS移动站,具体硬件包括两个GPS接收器和一个公共无线接
收电台,用于检测当前起重机所处位置,并接收基准站差分信号从而获得厘米级的检测精度.位置信号将在主机运算后送至机上PLC进一步进行箱位管理和自动纠偏等处理。
整个GPS系统结构精巧，安装简单，系统具有很强的独立性，对RTG的设计不产生任何结构上的影响。
第四章 集装箱起重机用GPS产品应用小结
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当前，GPS应用技术和RTG的基本功能已经基本完善，然而，要成功把GPS技术结合到RTG应用中，还需要不断的加以研究和探索。其中主要原因是，RTG作为一种重型机械，它具有许多自身固有的特性，比如在吊箱过程中小车会摇晃，大车行驶初大梁方向的晃动对大车偏移的监测会产生干扰，RTG的结构和配置对基于GPS的成功自动应用有决定性因素等。这些都对GPS在RTG上的应用造成不利影响。根据这两年来近50套GPS产品的应用情况，我们总结出了如下的成功经验：
1. 对于要求大车自动纠偏等要求较高的应用,我们采用双GPS加编码器后备校验
的设计,可靠性很高 ---在正常状态下,由双GPS加编码器保证系统正常工作;在其中任何一个GPS失效时,另外一个可通过GPS角度和编码器继续工作;在最糟糕的双GPS都失效时,仍可由编码器推导使自动纠偏继续运行10秒时间左右;
2. 由于采用了双GPS设计,该系统能满足轮胎吊在不同堆场上的迅速定位,使自
动纠偏等功能马上可以使用;
3. 另外,针对个别码头堆场不整齐的情况,软件设计中采用了不同ID方法进行
鉴别,提高了产品适用性;
4. 为了满足全天候的应用要求,经过长期跟踪试验,使用市场上最可靠的GPS双
频接收器,既保证了厘米级的高精度,又达到GPS接收器长期工作不失锁的目的;
5. GPS能否在RTG上应用成功,还涉及到RTG本身的控制.对配备GPS产品的RTG,
在设计中充分考虑了各机构的特性,减小各种可能对GPS定位产生不利影响的干扰因素,从而保证各自动化功能的实现.
由于本身是一个专业化的集装箱起重机制造商,并配备各种专门的研发部门经过长期艰辛的试验改进,才保证了GPS产品在集装箱起重机上的成功应用.这是其它任何厂商都不能具备的前提条件.
附录：GPS介绍
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1 GPS原理
1.1 GPS系统概述
GPS系统即（Global Positioning System-GPS）全球卫星定位系统，它是美国国防部为军事目的建立的，旨在彻底解决海上，空中和陆地运载工具的导航和定位问题。目前全部24颗卫星已发射完毕，整个系统已经建成并提供民用。它的6轨道面卫星分布方式保证了地球上的任何地方和任何时刻均可同时观测到四颗以上的卫星，具有全球、全气候，连续实时的三维导航与定位能力。近十年来， GPS定位技术得到迅速发展，已在船舶定位、海洋捕鱼、远洋轮导航、飞机导航、地质勘探等工作中得到了广泛的应用。
GPS定位系统由三部分构成：空间星座部分、地面监控部分、用户设备部分。 GPS空间星座部分由24颗卫星组成，其中包括3颗备用卫星，工作卫星分布在6个等间隔的轨道面内，每个轨道面分布4颗卫星。GPS星座部分的主要功能为：向用户连续不断地发送导航定位信号（其中包括两种不同频率的载波信号L1和L2，及调制在载波上的伪随机噪声码（C/A码、P码以及导航电文D码）和时间基准据；接收和存储由地面监控站发来的导航信息；接收并执行地面监控部分的控制指令和调度命令。
地面监控部分的主要作用是：跟踪观测GPS卫星，计算编制卫星星历；监测和控制卫星的健康状况；保持精确的GPS时间系统；向卫星注入导航电文和控制指令。
用户设备部分的核心是GPS接收机，它是由主机、天线、电源和数据处理软件等组成，共主要功能是：接收卫星播发的信号，获取定位的观测值，提取导航电文中的广播星历、卫星钟改正等参数，经数据处理而完成导航定位工作。
GPS系统的基本工作原理是：每一颗卫星不间断地向GPS接收机发送自身的星历参数和时间信息，用户接收机指收到这些住处后，经过计算输出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。GPS卫星信号中包含有多种信息，根据不同的要求，可以从中获得不同的观测参数，其中主要包括：
根据载波相位观测得出的伪距；
根据对相位观测得出的伪距；
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由积分多卜勒计数得出的伪距差；
由干涉法测量得出的时间延迟。
目前广泛采用的观测参数主要有两种：码相位观测量和载波相位观测量。码相位观测即是测量GPS卫星发射的测距码信号（C/A码或P码）到达用户接收机天线的传播时间，进而求得伪距，进行定位，载波相位观测即是测量接收机收到的具有多卜勒频移的载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差，它是目前最精确的观测方法。本方案轮胎吊定位系统正是采用这种载波相位观测法来进行实时动态定位的。
1.2 GPS载波相位测量原理
载波相位测量是测定GPS载波信号在传播路程上的相位变化值。如图1所示:
卫星S在任一时刻T发出一个载波信号，其在T时刻在卫星S处的相位为фS，当该信号经距离P传播到地面接收机K处时，K接收到该信号的相位фK，则由卫星S至接收机K的相位变化为（фS-фK）。（фS-фK）包括了整周数和不足
一周的小数部分。为方便计，载波相位均以周长为单位，这样如果能测定（фS-фK），则可表示为：
ΔфSK=фS-фK=N0+Δф--------------2.1
式中： N0---------载波相位（фS-фK）的（T时刻）整周数部分；
ρ=λ（фS-фK）
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Δф--------不足一周的小数部分；
要测量载波相位，首先在接收机内要重新获取纯净的载波。这一工作称为重建载波。因为在GPS信号中，已用相位调制的方法在载波上调制了测距码（C/A码，P码）和导航电文（D码），因此在载波测量之前，首先要进行解调，将调制在载波上的测距码和导航电文去掉，重新获取纯净的载波，重建载波一般可采用码相关法和平方法两种方法。
在获取了纯净的载波后，我们用以下原理进行载波相位测量，通过GPS接收机的振荡器产生一频率和初相与卫星处载波信号完全相同的基准信号，фKJ(Ti)则任一时刻Ti在GPS接收机的基准信号的相位就等于卫星处载波信号的相位фS(Ti)。而此刻到达接收机K处的载波信号的相位为фK(Ti)。因此，测定基准信
号与接收到的卫星载波信号的相位差[фS(Ti)- фK(Ti)]可以表示为[фKJ(Ti)- фK(Ti)]。图2是载波相位测量原理图。
图2 载波相位测量原理图
1.3 GPS载波相位实时动态定位原理
载波相位实时动态定位技术又称为RTK技术，是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。其实质就是载波相位测量相对定位。
GPS相对定位的方法是：将两台GPS接收机分别安置在基线的两端，同步观测GPS卫星以确定基线端点在协议坐标系中的相对位置或基线向量。由于有二
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台接收机同步观测卫星，同时卫星轨道误差、卫星钟差、接收机钟差及电离层和对流层的折射误差对观测量的影响具有相关性，因此可以利用这些观测量的不同组合进行相对定位，便可以有效地消除或减弱上述误差，从而提高定位精度。
载波相位实时动态相对定位采用的是GPS接收机的载波相位观测值，即测定的是接收机基准信号与接收机收到的卫星载波信号之间的相位差（由于GPS卫星发射的载波频率高（L1载波：1575.42MHZ，L2载波：1227.6 MHZ），波长短（L1
载波：19.05CM，L2载波：24.45CM），所以，载波相位实时动态定位的精度可以达到很高）。基准站通过数据链实时将其载波观测量及站坐标信息一同传送给移动站，移动站接收GPS卫星的载波相位与来自基准站的载波相位，并组成相位差分观测值进行实时处理，能实时解算出移动站的三维坐标，并达到厘米级的高精度定位结果。
第二篇：信息技术在集装箱码头上的应用
2005交通信息化论坛论文标题
信息技术在集装箱码头上的应用
彭传圣
交通部水运科学研究所
E-mail:pengcs@
电话：010-62079225-277
在集装箱码头信息技术发展和应用中，技术发展商需要选择合适的技术类型进行产品开发，集装箱码头需要确定采用信息技术的类型、选择应用时机并确定及顺产品的供应商。本文综合有关资料，介绍美国Navis公司的Erik Tiemroth博士的观点。
1 Navis公司及Erik Tiemroth博士背景
Navis公司成立于19xx年，主要致力于提供物流供应链上节点内部或者节点之间货物流管理和优化成套信息技术解决方案，服务对象包括码头、配送中心、船公司和集装箱场站，目前在41个国家拥有200多个客户，包括鹿特丹、汉堡、萨拉拉、香港、弗吉利亚等大型港口的集装箱码头和东方海外、美国总统轮船、铁行渣华等大型船公司，我国深圳港、宁波港和青岛港均有集装箱码头应用该公司的码头管理和控制软件产品。
Navis公司提供的集装箱码头管理和控制软件有SPARCS、Express、WebAccess 和PrimeRoute。SPARCS是一个实时优化劳动力、堆场和设备的使用，实现码头的通过能力、作业效率和营运效益最大化的实时处理系统，能够满足集装箱码头堆场、船舶和设备的计划需要，可以与各种技术和工艺相衔接。Express是一个管理和维持码头业务处理、数据处理并对各种码头操作和服务进行准确记录和计价的综合信息服务系统，该系统应用Oracle关系型数据库管理系统建立并可以与SPARCS无缝联接，具有自动完成预约、计费、数据交换和生成统计报表的功能，动态报告功能将重要的码头运作信息及时报告给码头管理人员以便他们关注码头性能、改善客户服务水平和提高码头运作效益。WebAccess是一个基于Internet建立的网络平台，通过该平台能够获取实时集装箱信息，完成报告、预约管理和自动事件通知，与码头管理和控制软件SPARCS和Express联接，能够给供应链上各个客户提供信息访问平台。PrimeRoute是一个通过估算优化每台拖车的堆场工作分派，自动调度拖车到合适的轮胎式集装箱门式起重机、火车装卸场或者岸边起重机处完成集装箱装卸的调度系统，能够有效降低劳动力、油料消耗和设 第 1 页
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备维护的费用。
Erik Tiemroth博士是Navis公司的发起人之一、现任公司行政副总裁。他分别在加州大学伯克利分校机械工程专业、马萨诸塞州技术学院船舶和运输工程专业、加州大学伯克利分校船舶和应用数学专业获得其学士、硕士和博士学位。Erik Tiemroth博士主持了Express系统的开发，是SPARCS和现名为PowerStow（船公司用于船舶集装箱配载的系统）系统的主要开发人员。成立Navis公司之前，Erik Tiemroth博士为一个专注于流体力学和海洋工程的咨询公司Ship Research工作，他和Navis的另一个发起人共同开发了基于位映射图形技术的决策支持系统，他们的工作成为美国总统轮船TACTICS系统的基础，TACTICS是全球第一个集成的、实时的、图形化的船舶和堆场计划系统。Erik Tiemroth博士还开发了一个用于计算和优化起重机组合动作的决策支持系统Working Schedule Planner。
2 技术产品的生命周期
技术产品的成本、生存能力和性能与应用该技术产品的客户数量密切相关。如果有较多的客户采用某一技术产品，开发商就会有更多的资金投入该技术产品的完善工作上，规模效益也使得该技术产品的成本降低，一旦该技术产品变得性能更好且价格更便宜，就会有更多的客户愿意采用它，也就有更多的资金可投入到该技术产品的完善工作上。相反，如果某一技术产品几乎没有客户采用，则没有资金投入到该技术产品的完善工作上，最终该技术产品将会被更有竞争力的技术产品所取代。
通常用技术产品的采用率
（每年应用该技术产品的新客
户的数量）表征技术的生命周
采用率 期。图1 所示为具有完全生命过程的技术产品在整个生命过
程中采用率的变化，图中还表
示了在技术产品的不同生命阶
段典型客户的特性以及客户评图1 技术产品生命过程中采用率的变化
估技术产品提供商的主要指标。技术产品完整的生命周期大致经历创新、早期成长、中断期、早期流行、晚期流行和衰退阶段。当一项信息技术产品不能完全满足大多数客户的要求时，由于每一次特性和性能的改进均能够极大地提高技术产品的价值，技术产品的价值和竞争力主要体现在其特性和性能上。当大部分技术产品（由一个技术开发商将一项技术付诸实施，构成一个技术产品）满足一般潜在客户的要求，即技术产品生命周期处于中断期的时候，客户开始考虑技术产品的可靠性。当所有技术产品均可靠的时候， 第 2 页
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购买最方便的技术开发商的技术产品将成为客户的选择。一旦所有技术开发商均提供方便的技术产品购买方式，客户的选择将只取决于技术产品的价格。此时由于价格竞争使得技术开发商的利润微薄，技术开发商没有投入技术产品完善的资金，客户也没有完善产品的需求，技术产品也接近其生命尽头。
技术可能在技术产品生命周期中的任何时候消亡，因此在技术产品的衰退阶段客户购买失败技术产品的风险最低，创新阶段最高，其它阶段风险居中。技术发展最困难的阶段是中断期，技术产品需要从满足有兴趣学习和应用新技术的技术产品创新阶段客户以及注重新技术的商业潜力并愿意承担风险以获得新技术所带来的巨大收益的技术产品早期成长阶段客户的要求，转向满足易于接受渐增性的、可测量的、可预见的改进，而不愿做行业的领先者，缺乏对创新技术的评估能力，认为过早介入未知的创新技术会带来灾难性的后果的技术产品早期大众阶段客户的要求，技术开发商不能有效完成上述转变，技术就难以跨越中断期。对于跨越了中断期的技术产品，客户购买失败技术的风险将小得多。
3 信息技术产品的选用
用户选用处于何种发展阶段的信息技术产品与用户的定位和选用信息技术产品的策略相关。
3.1 用户定位
用户选用处于创新阶段的信息技术产品不一定就好，选用处于衰退阶段的信息技术产品不一定就差。用户的正确选择取决于其经营业务的特点，特别是其规模、利润、核心竞争力和实际或者期望的客户基数。除非用户规模大，具有进行大量投资和承受一定程度风险的能力或者一流的项目管理是用户的核心竞争力，用户不应该选用处于创新阶段的技术产品。如果用户规模中等，其雇员又擅长于将新的信息技术产品和现有系统进行集成，用户可能需要选用处于创新阶段的技术产品，以便获得核心竞争力，以便在与能力稍差的同类企业竞争中处于领先地位。如果不擅长于技术集成，最好购买处于晚期流行阶段的技术产品，因为此时技术产品开发商能够提供可靠的“交钥匙”式服务。
如果用户的重要客户或期望的客户选用处于早期应用阶段的信息技术产品而用户本身选用处于衰退阶段的信息技术产品，在这样的情况下，用户遇到更具创新性的竞争者，可能就无法取胜。相反，如果用户的重要客户采用处于衰退阶段的信息技术产品，用户采用处于早期应用阶段的信息技术产品，用户可能无法通过为客户提供创新技术而获得更多的竞争优势。
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3.2 选用策略
只有当缺乏某些技术的时候，这些技术的发展才能提供持续的竞争优势，不过，技术缺乏通常只能持续一段有限的时间。一旦某些技术普遍存在而且成为必要的基础设施的一部分，用户应该更加关注这些技术的问题而不是应用这些技术的时机。这意味着需要从强调技术产品的功能和性能，过渡到强调可靠性、质量、支持、用户或者第三方扩大产品功能并和其它软件产品集成的能力、技术产品开发商的生存能力和技术产品的购买成本。一项技术成为基础设施一部分的标志包括相应技术产品功能超过需求、价格降到大多数用户能够承受的水平以及许多用户应用该项技术产品（技术产品处于晚期大众阶段）。
一项技术产品成为基础设施的一部分之后，用户较多的技术产品比用户少的技术产品具有更大的价值，这就是人们宁愿花大价钱购买Microsoft Office，而不愿意购买廉价的类似功能的产品Star Office的原因。
当一项技术产品成为基础设施的一部分时，用户选用信息技术产品时，最好选用满足行业标准的产品，而不是自己独立标准或者采用与行业标准有差别的技术产品，如果采用非行业标准产品，导致的后果将有损于用户在其客户中的影响力并使用户成本增加。
4 集装箱码头信息技术的发展历程
19xx年集装箱运输方式出现之后，最初的技术
创新出现在装卸机械、设备设计和商业流程方面，
到现在这些方面的技术创新仍然在继续，但是许多
人都认为这些技术创新引起的仅仅是量的变化而不表1 引入信息技术的数量 时间 1970－1975 1975－1980 1980－1985 1985－1990 1990－1995 1995－2000 2000－2005 引入信息技术数量 1 2 3 3 4 7 10
是质的变化。信息技术方面的创新直到上世纪70年代才开始，但是信息技术创新速度
增长很快，引入的新技术数量逐年增加，如表1所示。如今所有码头都应用了多项信息技术而且许多人都确信：无论现在还是未来，信息技术具有最大的显著提高码头运作效益的潜力。
相关集装箱码头信息技术产品当前在其生命周期中所处的阶段分析见表2。根据这一粗略的分析结果，结合用户的定位，就能够确定用户可能选用的合适的技术产品。用户也可以据此回顾现在正在应用的技术在其开始采用时处于什么发展阶段。
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表2 集装箱码头信息技术生命周期
技术
计算机化存货清单
运输数据协调委员会电子数据交换规则(TDCC) 自动设备身份条形码技术 无线数据终端
进门车道卡车处理系统 自动清关系统
自动设备身份无线射频识别技术(RFID) 图形用户界面规划工具
电子数据交换积载图报文(BAPLIE) 自动化堆码起重机 自动运转车辆
非基于全球定位系统的定位技术 基于全球定位系统(GPS)的定位技术 自动设备身份光学字符认读技术(OCR) 冷藏箱控制技术 自动车辆调度系统 适用于行政管理、商贸、交通运输电子数据交换的集装箱信息(EDIFACT) 展布频谱无线射频技术 基于英特网的客户服务 优化堆场管理 优化车辆工作分派 基于模拟的性能追算 无线局域网(LAN) 自动船舶计划
双箱吊具集装箱装卸
随选(On-Demand)软件传输 自动付费 实时性能监控
电子商务扩展标记语言电子数据交换（ebXML） 电子箱封 电子商务
基于模拟的性能预测
及时(Just-In-Time)船舶计划 实时业务流程集成（BPI） 自动门式起重机
无线传感器（智能集装箱）
创新 时间 1970 1975 1979 1981 1983 1984 1985 1987 1989 1990 1990 1993 1996 1996 1996 1997 1997 1998 1999 1999 2000 2000 2000 2000 2002 2003 2004 2004 研发中 研发中 研发中 研发中 研发中 研发中 研发中 研发中
早期 成长 时间 1975 1985 × 1993 1986 1986 1995 1990 1993 2000 1995 1999 1999 1998 1999
早期 流行 时间 1985 1989 1998 1993 1989 × 1995 1998 × 2002 2003 2002 2000
晚期 流行 时间 1995 1995 2004 1995 1995 1998 2002 2003
产品生命衰退
周期阶
时间
段
2000 成熟 1998 成熟 消亡 2000 成熟 2000 成熟 消亡 2000 成熟 2004 成熟 成长 引入 消亡 成长 成长 引入 成熟
成长 成熟 成长 成长 成长 引入 成长 成长 引入 引入 引入
用户关 注内容 (第1/第2 ) 方便/价格
方便/价格 可靠/方便 方便 方便 方便 可靠/性能 性能/可靠
可靠/性能 可靠/性能 性能/可靠 方便 可靠/性能 方便 可靠/性能 可靠/性能 可靠/性能 性能
可靠/性能 可靠/性能 性能 性能 性能
2000 2003 2000 2003 2001 2002 2002 2004
2002 2004 2004 2002 2004
5 集装箱码头信息技术的未来发展
到目前为止，大部分在码头使用的信息技术的效果体现在2个方面，一是自动化完成以前需要由人工完成的工作，如电子数据交换技术、自动冷藏箱控制技术和定位系统技术；二是提供了能够提高人的劳动生产率的工具，如进门车道大门处理技术、图形化船舶和堆场计划技术和无线数据终端技术。现有信息技术大多注重于使得包括车辆和堆码设备操作的自动化在内的码头装卸工人工作的自动化上。
应用信息技术推动码头操作进一步自动化的余地仍然存在，但是从供应链上合作伙伴间的优化和系统集成技术开发上获得的受益将更大，该项技术目前正以诸如优化车辆
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工作分派和调度、自动船舶计划、优化堆场管理、电子数据交换和基于英特网的客户信息服务技术的形式出现，大部分这类技术均处于创新和早期成长阶段。对于技术开发商和用户来说，在这些技术领域存在获得竞争优势的机会，而这些机会在更加成熟的自动化技术领域内并不存在。在未来几十年内，这些技术领域的技术和产品数量将大量增加。
集装箱运输业已经进入低价竞争时代，降低运作成本的技术总是受到青睐。信息技术产品功能集中为集装箱码头经营商特别是经营多个码头的经营商提供了较大的降低运作成本的空间。例如可以采用多租户计算机系统上的船舶计划功能从一个数据中心提供多个码头的船舶计划支持。对于小型码头经营商或者单码头经营商，采用由第三方负责维护的软件的服务可以获得类似的节省成本的效果。这种类型的服务以随选、软件服务和应用服务著称，此类服务已经出现在客户关系管理（如Salesforce.com、UpShot/Siebel）、人力资源管理（如Employese、Unicru）和专业服务自动化（如QuickArrow、OpenAir）领域并将在这些领域快速发展。
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