季则舟：正 工程师，博士生导师，中交 航务工程勘察设计院有限公司总工程师，全国水运工程勘察设计大师，天津市规划设计大师，天津市杰出人才，天津市港口环保与生态设计工程技术中心主任。主持了百余项港口航道工程咨询与设计工作，主持参加 重点研发计划、 科技支撑计划、 自然科学基金等 及省部级科研项目10余项，出版专著3部，主持编制行业技术标准9部，授权发明专利30余项。获 科技进步二等奖2项，中国水运建设行业协会、中国港口协会、中国海洋工程咨询协会科学技术特等奖2项、一等奖12项。陈华：正 工程师，中交 航务工程勘察设计院有限公司主任工程师，中交集团技术服务平台技术专家。主要从事智慧港口、新能源领域的咨询设计、技术创新等方面的工作，作为专业负责人完成数十项港口工程咨询设计与科技创新工作。编制行业技术标准1部、团体标准1部，出版专著1部，发表学术论文6篇；作为 完成人获得授权发明专利12项、软件著作权40余项；获省部级科学技术及咨询设计一等奖5项、二等奖3项。李 ：正 工程师，河北港口集团党委 、副总经理，天津大学管理学博士，北京邮电大学博士后。中国港口协会智慧港口专业委员会副主任委员，河北省科技成果奖评审专家，全国政府信息化十大创新人物。长期从事科技、工业和信息化管理和研究工作，主持多个 、省部级及世界银行、中欧合作等重点项目，出版专著2部。 ???????????????本书以干散货码头智能化堆场为核心，系统阐述了其工程技术研究与应用实践。全书首先界定了智能化堆场的基本概念、构成与分类，梳理了 港口从传统到智慧的代际演进历程，并深入剖析了工业物联网、大数据、人工智能、数字孪生及设备感知控制等核心技术。在此基础上，构建了包含感知执行、数据传输、数据处理、服务及应用的五层总体架构，并详细设计了多源数据融合感知、高精度复合定位、数字孪生动态建模、堆取料机智能化作业策略及综合防碰撞预警等核心功能。书中还提供了详尽的设备配置、安装工艺与系统测试方案，并建立了“双轨制”的性能考核体系与标准化作业规程。 ，通过曹妃甸和秦皇岛港两个典型工程案例，验证了所提技术体系的有效性与实用性，为干散货码头的智能化转型提供了从理论到实践的全链条技术指南。 ???????????????第1章 ??概 述……… 11.1干散货码头智能化堆场基本概念21.1.1定义21.1.2构成与分类1.2干散货码头智能化堆场发展现状51.2.1 港口代际演进：从“自然港”到“可持续智慧共同体”51.2.2 外港口发展现状：从“跟跑”到“局部 ”的跨越实践101.3 ??主要港口实践情况131.3.1秦皇岛港模式131.3.2黄骅港模式151.3.3唐山港模式16第2章 智能化堆场建设技术基础………………192.1 ?工业物联网与大数据技术202.1.1工业物联网202.1.2大数据技术212.2云计算与人工智能222.2.1云计算222.2.2人工智能222.3港口作业多模态数字孪生232.3.1定义2.3.2孪生数据处理逻辑242.3.3功能252.4堆场装卸设备感知与控制252.4.1视觉与自主控制252.4.2 ?高频矩阵雷达目标判别与成像262.4.3状态在线感知26第3章 ???智能化堆场总体架构…………………………………·293.1建设目标与原则303.1.1建设目标303.1.2建设原则313.2总体架构323.2.1感知与执行层333.2.2数据传输层343.2.3数据处理与分析层353.2.4服务层363.2.5应用层373.3硬件架构3.4安全架构3.4.1信息安全架构393.4.2数据库安全架构403.5作业逻辑架构423.6系统部署3.6.1 ?部署原则及方案443.6.2逻辑功能架构513.7数据传输52第4章 ??智能化堆场功能设计…………………………………534.1多源数据感知识别544.1.1堆取料机设备姿态感知功能544.1.2料堆点云数据感知功能544.2高精度复合定位544.2.1硬件配置544.2.2北斗定位564.2.3惯导定位584.2.4编码器定位604.2.5多源传感器复合定位604.3堆场感知与模型604.3.1 ?硬件配置604.3.2移动 小二乘法(MLS)曲面拟合624.3.3基于MLS构建料堆数字模型过程634.3.4料堆数字模型生成与应用644.4堆场堆料自动化作业控制684.4.1堆料工艺4.4.2堆料自动化作业系统设计694.4.3堆料自动化作业策略计算714.4.4自动堆料与人工堆料对比分析774.5堆场取料自动化作业控制794.5.1取料工艺4.5.2取料自动化作业系统设计804.5.3取料自动化作业策略计算824.5.4自动取料与人工取料对比分析894.6堆场自动堆取料关键技术4.6.1取料机回转过程中料堆边缘检测方法904.6.2料堆残垛层高计算方法964.6.3堆料机堆料过程中料高和安息角测量方法1064.6.4堆场图像实时分割网络方法1114.6.5自动堆取料数据统一方式1184.7高可靠性综合防碰撞1264.7.1被动防碰撞算法1264.7.2 ?主动防碰撞算法1294.7.3 ?防碰撞算法结果分析1324.7.4防碰撞应用1334.8全场景全要素可视化管控与实时监测1424.8.1生产作业孪生1424.8.2设备管理孪生1424.8.3作业安全孪生1434.9智能化堆场集控中心1444.9.1 ?翻堆集控中心1444.9.2取装集控中心1444.9.3集控中心远程监控1444.10网络系统安全1544.10.1网络系统安全1544.10.2设备配置1564.11设备管理优化1634.11.1管理系统1634.11.2封点管理1704.11.3润滑保养1704.11.4点检管理1714.11.5安全作业1714.11.6特种设备管理1734.11.7月度检查1744.11.8工程项目管理1754.11.9统计分析1754.11.10供应商在线服务平台(外网)1754.11.11 App终端1764.12环境与能源监测1764.12.1能源监测1764.12.2环境监测185第5章 ???智能化设备配置、安装与测试………………………1915.1设备配置1925.1.1多模智能感知雷达1925.1.2惯导传感器1935.1.3多参数传感器1935.1.4高性能服务器5.1.5操控台人机交互与控制设备1945.1.6监控与存储设备1945.1.7工业以太网交换设备1955.1.8光纤旋转连接器1955.1.9总线报警主机1965.1.10显示与控制终端1965.1.11网络机柜1965.2安装工艺1965.2.1依据1965.2.2物资准备1975.2.3机柜安装工艺1975.2.4料位检测雷达安装工艺1985.2.5惯导安装工艺1985.2.6回转编码器安装工艺1995.2.7 RFID读头及码盘安装工艺1995.2.8毫米波雷达安装工艺2005.2.9激光雷达安装工艺5.2.10车载终端安装工艺5.2.11光纤复合卷缆安装工艺2035.2.12声光报警器安装工艺2035.2.13工业级汇聚层交换机安装工艺2035.2.14工控机安装工艺2045.2.15传感器安装工艺2045.2.16监控安装工艺2055.2.17接线箱安装工艺2055.2.18线缆管安装工艺2065.2.19线缆敷设工艺2065.2.20电缆接线工艺2085.2.21光缆布放2085.2.22中控楼光缆布线2095.2.23信息插座2105.2.24配线架端接2115.2.25安全措施2125.3系统测试2155.3.1功能测试2155.3.2 UI测试2165.3.3性能测试2165.3.4安全性测试2175.3.5兼容性测试2175.3.6回归测试2175.3.7测试实施阶段218第6章 ??堆场装卸设备性能考核与作业规程………………2196.1堆料机作业性能考核2206.1.1考核对象2206.1.2考核内容2206.1.3考核前准备工作检查表2206.1.4考核预期风险及应对方案2216.1.5性能考核表2216.1.6性能考核过程检查表2246.2取料机作业性能考核2256.2.1考核对象2256.2.2考核内容2266.2.3考核前准备工作检查表2266.2.4考核预期风险及应对方案2266.2.5性能考核表2276.2.6性能考核过程检查表2306.3堆取料机作业性能考核2316.3.1考核对象2316.3.2考核内容2316.3.3考核前准备工作检查表2326.3.4考核预期风险及应对方案2326.3.5性能考核表2336.3.6性能考核过程检查表2386.4相关作业规程2396.4.1堆取料策略规程2396.4.2皮带机及大机巡检规程2406.4.3中控室人员操作规程2416.4.4远程操作员操作规程2416.4.5堆场盘点与巡检规程2496.4.6作业计划制定规程2506.4.7设备维修点检规程2516.4.8环保规程2516.4.9能源使用规程2516.4.10 效率考核规程2526.4.11 设备点检表252第7章 智能化堆场工程案例………………2557.1 曹妃甸煤炭港务智能化堆场作业系统改造工程2567.1.1 项目介绍2567.1.2 成效分析2657.2 秦皇岛港煤五期堆场智能化作业系统改造工程2757.2.1 项目介绍2757.2.2 成效分析283结 语………………………………………………286参考文献…………………………………287