基于ICWP的船舶可视化系统介绍

基于ICWP的船舶可视化系统介绍

李言

天津港太平洋国际集装箱码头有限公司  天津市 300463

摘要：本文介绍了基于ICWP（智能船舶作业计划系统）的船舶可视化系统，本系统利用智能船舶作业计划系统提供的数据，实现了对船舶在港口装卸过程中的作业情况进行可视化展示。通过操作界面，用户可以实时查看船舶的结构、货物的位置以及船舶上的货物情况，同时，系统还提供了数据分析功能，可以对作业流程进行优化和改进。本系统的开发为港口运营管理提供了更为精准、高效的数据支持，有望在港口装卸作业领域推广应用。

关键词：ICWP、船舶可视化、港口作业

引言

随着全球贸易的不断发展，港口作为贸易的重要节点承担着关键的物流运输任务。然而，市场竞争的不断加剧，使得港口运营的效率和准确性变得愈加重要。为此，如何对港口作业过程进行精细化管理成为了港口业务管理的重点问题。其中，船舶的停靠和装卸过程是港口作业的核心，桥机是最重要的装卸设备。桥机的作业情况直接影响到港口装卸作业的效率和准确性。而传统的桥机作业方式由于操作流程繁琐、信息不透明等问题，容易出现操作误差和作业延误，导致港口作业成本上升，效率下降。

为了解决这些问题，许多港口开始应用现代科技来优化和改进港口作业流程。其中，基于ICWP的船舶可视化系统是一种比较新颖的技术，它可以实时监测和展示船舶装卸过程中的作业情况，并提供数据分析功能对作业流程进行优化和改进。CWP即桥机作业策划[1]，即本系统是在智能船舶作业计划系统基础上进行可视化开发的，它可以帮助用户更加清晰地了解桥机作业的情况，优化港口作业流程，提高效率和准确性。具体而言，本系统通过建立船舶和货物的三维模型，实现了对船舶装卸过程的可视化监测，实时获取装卸作业的各项数据，并对数据进行分析和处理，以便更好地掌握实时作业进度和状况，有效提高了船舶作业效率。

1智能船舶作业计划系统

首先是数据采集和分析。无论是传统的人工作业，还是现在的自动化作业，都需要进行数据管理。随着港口物流业务的增长和信息化水平的提高，港口物流系统的数据量越来越大，数据来源也越来越复杂。智能船舶作业计划系统的数据采集和分析功能能够获取和处理这些数据，将不同来源的数据进行处理和组合，为后续的作业顺序决策和作业计划生成提供数据支持。

其次是作业顺序决策。桥机作业顺序是影响港口物流效率和成本的关键因素。智能船舶作业计划系统需要考虑到一系列的因素，如货物属性、桥机性能、业务的变化等等，才能制定出最优的作业顺序。智能船舶作业计划系统需要结合实时数据和预测分析，在保证安全和效率的前提下，尽可能地减少等待时间，提高港口物流的作业效率。

第三是最优作业计划生成。智能船舶作业计划系统可以根据作业顺序决策和数据分析结果生成最优的作业计划。作业计划包括作业时间、作业顺序、作业区域、作业时长等关键信息，这些信息的合理安排可以减少整个港口系统的拥堵和等待时间，并提高整个系统的效率和作业质量。使用智能船舶作业计划系统，可以实现更精细的调度和更快速的作业。

智能船舶作业计划系统的优势在于提高了港口物流运营效率并降低了成本。首先，智能船舶作业计划系统可以精细化地进行调度和作业，避免了重复的工作和失误，提高了作业质量和效率。其次，智能船舶作业计划系统可以更好地利用桥机资源，最大程度地降低物流系统的成本和费用。通过数据的分析和计算，系统可以找到最优的作业路径和时间，减少了等待和拥堵的现象，同时也减少了人力资源的浪费和燃油的消耗。

2船舶可视化系统

2.1 系统总体设计

船舶可视化系统总体设计清晰明了，方便用户使用，如图1所示。整个系统采用B/S架构，由表现层、业务层和数据层三个层次的协同工作，表现层主要是负责向用户展示船舶的结构和所管理的数据，能够提供直观的视觉体验和良好的用户交互性，业务层则是连接表现层和数据层的纽带，在实现系统结构展示、货物展示、数据分析和作业监控四个功能模块的同时，对用户的请求进行逻辑处理和数据传输，数据层则是存储船舶数据的仓库，能够对海量数据进行高效管理和查询。为了实现这一结构，船舶可视化系统采用了多种先进技术。其中，Vue框架和Elementui组件库能够提供良好的前端开发支持，使系统的表现层更加美观和易用，Echarts可视化库和WebGL三维技术则能够提供完善的数据可视化和图形渲染功能，让用户能够更加直观地了解船舶数据，而Django框架则能够快速构建系统的业务逻辑和数据层，使系统具有更高的可扩展性和可维护性。

图1 系统总体设计

2.2 结构展示模块

船舶可视化系统的结构展示模块是该系统的核心模块之一，它能够完美地展示船舶的结构情况，包括船舱、甲板、货舱等，让使用者便其随时调整作业流程。同时，该模块可以提供船舶的实时监控，监测问题和障碍物，降低操作错误的风险，确保作业的效率和安全。船舶结构的建模是该模块实现的基础。船舶的结构信息可以通过智能船舶作业计划系统进行采集，然后使用三维建模软件3D Max进行渲染设计生成三维模型，最后将模型导入结构展示模块进行展示。在将船舶结构建模成功之后，用户可以通过鼠标进行缩放和旋转，方便观察，同时，结构展示模块还可以实现多种船舶结构模式的展示，例如全结构模式、局部结构模式等，方便用户根据实际需求灵活调整。在展示船舶结构时，用户还可以对模型进行标注，增加许多更为详细的信息，例如船舶结构的名称、尺寸、重量等等，提供更多实时信息和便利。效果如图2所示。

图2 船舶三维可视化

2.3货物展示模块

在船舶可视化系统中，货物展示模块作为一个非常重要的组成部分，通过运用三维可视化技术将每个货物展示到船舶模型上，从而使作业调度和监控变得更加直观和高效。货物展示模块的核心功能是将每个货物展示到船舶模型上，通过将每个货物在模型上的位置、形状和状态等信息一一展示出来，作业员可以在船舶可视化系统的图形界面上进行观察，这类操作方式十分直观明了，使得作业员可以更加高效地了解船舶上每个货物的状况，从而更好地进行作业管理。在货物展示模块中，不仅仅是通过位置、形状和状态等信息来展示货物，还可以通过颜色、标识等方式，对不同种类或状态的货物进行区分，作业员可以根据颜色标识来区分货物种类，以及使用数字标识来区分货物状态，这种方式使得作业员可以在船舶可视化系统中更加清晰地了解各个货物的状况，从而更好地进行作业管理。

2.4数据分析模块

数据分析模块是船舶可视化系统的重要组成部分，通过数据挖掘和分析，为船舶作业流程的优化提供了有力支撑。数据分析模块主要是将作业过程中涉及到的数据进行可视化展示和分析，以提供一些有用的信息帮助用户优化作业流程。该模块可以根据不同用户的需求，提供不同的结果，并能够简单易懂地展示数据，使用户能够快速了解船舶作业的各个情况，有助于提高作业效率和准确性。在数据分析模块中，货物状态、货物类别、货物数量等数据都会被反映在图表展示中，用户可以通过这些数据了解船舶作业的各种情况，根据实际情况调整作业计划，提高作业效率。数据分析模块能够深度挖掘数据，帮助用户了解全局作业流程。通过对数据的多维度分析，用户可以了解到作业过程中存在的问题和瓶颈，及时做出调整。该模块可以帮助用户深入了解作业流程，提高作业效率和准确性。

3总结与展望

未来随着技术的不断创新和发展，智能船舶作业计划系统和船舶可视化系统的功能和性能也将得到不断的提升和完善。例如，可以加入机器学习技术，实现对作业过程的预测和优化，进一步提高作业效率和准确性。同时，将船舶可视化系统应用于多种船舶装卸场景中，可以扩大其应用范围，更好地满足用户的需求。这些技术的应用和发展，将为船舶装卸作业的安全和高效提供更强有力的保障。

参考文献

[1]俞宙.上海港集装箱码头如何推进CWP作业模式[J].中国港口,2019(07):54-56.

[2]丁益华.自动化集装箱码头桥机资源策划系统[J].集装箱化,2022,33(01):13-17. DOI:10.13340/j.cont.2022.01.003.