intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu thiết kế quy hoạch cảng thông minh

Chia sẻ: Huỳnh Mộc Miên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

17
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết trình bày “Cảng thông minh” ra đời với sứ mệnh giải quyết hiệu quả các vấn đề kinh tế, môi trường cho cảng biển trong tương lai. Đề tài đưa ra cái nhìn đầu tiên về “Cảng thông minh” thông qua việc thiết kế quy hoạch dựa trên việc sử dụng công nghệ mới và số hoá.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thiết kế quy hoạch cảng thông minh

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẢNG THÔNG MINH Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Bạch Dương Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Hải Phạm Văn Duy Nguyễn Văn Ngọc Lớp: Công trình giao thông thuỷ K58 Tóm tắt: “Cảng thông minh” ra đời với sứ mệnh giải quyết hiệu quả các vấn đề kinh tế, môi trường cho cảng biển trong tương lai. Đề tài đưa ra cái nhìn đầu tiên về “Cảng thông minh” thông qua việc thiết kế quy hoạch dựa trên việc sử dụng công nghệ mới và số hoá. Từ khóa: Cảng thông minh, Smart port, IoT, Thiết bị tự động, Cảm biến, Sensor, RFID,… 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đứng trước thách thức thời đại 4.0, nhu cầu khối lượng hàng hóa thương mại đường biển không ngừng gia tăng, hầu hết các cảng cần phải tiếp tục nâng cao hiệu suất và năng suất của mình, đồng thời không ngừng nâng cao chất lượng các kết nối nội địa. Ngoài ra, cảng biển cũng phải đối mặt với những lo ngại về môi trường cấp bách do ô nhiễm không khí và nước trên diện rộng, cũng như các tác động ngoại cảnh tiêu cực khác về môi trường do các hoạt động của cảng tạo ra. Chuyển đổi sang “Cảng thông minh”, dựa trên việc sử dụng công nghệ mới và số hóa, để hợp lý hóa, tổ chức và hợp lý hóa các hoạt động của cảng, đã được chứng minh là một chiến lược khả thi nhằm giải quyết cả hiệu quả kinh tế và hiệu quả môi trường, vào những thời điểm bình thường và những thời điểm những gián đoạn lớn như dịch bệnh Covid hiện nay. 2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH 2.1. Tổng quan về công tác quy hoạch cảng biển Công tác quy hoạch cảng biển về cơ bản là thiết kế bố trí các hạng mục công trình của cảng dựa trên nhiều yếu tố, trong đó quan trọng là sơ đồ cơ giới bốc xếp và vận hành các thiết bị của cảng. Để đáp ứng được khối lượng thương mại đường biển ngày càng tăng mạnh, cũng như các yêu cầu môi trường do biến đổi khí hậu, cảng biển phải chuyển mình để đáp ứng các nhu cầu trong thời đại mới. Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 221
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Cùng với sự bùng nổ của khoa học công nghệ, thiết kế quy hoạch cảng biến cũng dần thay đổi theo hướng thông minh, áp dụng các thành tựu khoa học công nghệ trong công tác tự động hoá cảng biển, nhằm giải quyết cả hiệu quả kinh tế và hiệu quả môi trường, vào những thời điểm bình thường và những thời điểm những gián đoạn lớn. Hình 5. Mô hình Cảng thông minh 2.2. Nghiên cứu thiết kế quy hoạch Cảng thông minh Nghiên cứu đi tìm hiểu hệ thông thiết bị, công nghệ, quy trình tự động được áp dụng trong cảng thông minh, là nền tảng, yếu tố đầu vào để thiết kế quy hoạch cảng thông minh. Bảng 6. So sánh thiết bị cảng truyền thông và cảng thông minh Đặc Cảng truyền thống Cảng thông minh điểm Chủ thể hoạt Con người và máy móc Hệ thống và thiết bị tự động động Hoạt Cần cẩu bờ Cần cẩu tự động, bán tự động động Cần cẩu bờ bến Xe container Xe container Hoạt Xe nâng Container Straddle Xe nâng Container Straddle động carriers carriers Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 222
  3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Đặc Cảng truyền thống Cảng thông minh điểm vận Xe tự hành AGV chuyển Hoạt động Rubber-tired gantry cranes RTG Automatic rail mounted gantry bốc xếp cranes tại bãi Dựa trên lao động Hoạt động dựa trên thông tin Hiệu Hiệu quả hạn chế Tự động hoá cao và thông minh ứng hoạt Hiệu quả cao và có khả năng ứng động Hiệu quả điều động thấp biến Chi phí xây dựng thấp Chi phí xây dựng cao Hiệu Chi phí bảo trì thấp Chi phí bảo trì cao quả kinh Chi phí nhân công cao Chi phí nhân công thấp tế Chi phí vận chuyển cao Chi phí vận chuyển thấp Lợi ích kinh tế thấp Lợi ích kinh tế cao Giám Độ tin cậy thấp Trí tuệ thông minh sát và Phản hồi chậm Độ tin cậy cao kiểm Giá nhân công cao Phản hồi nhanh soát An toàn hơn Bảo vệ Tiêu thụ năng lượng cao Phát triển bền vững môi Ô nhiếm năng Tiêu thụ năng lượng thấp trường Ít ô nhiếm Bảng 2. Các thiết bị cảm biến đo khoảng cách Phạm vi Khả năng thích ứng với Loại có hiệu Các ứng dụng môi trường lưc Thiết bị Nhạy cảm với nước, độ cảm biến Chống va chạm của cần trục bên Cao ẩm và nhiễu gió; Thời sóng siêu bờ và RMG đang theo dõi gian phản hồi lâu âm Nhạy cảm với bụi, nước Chống va chạm của giá cẩu, Laser và Rất cao và dầu; Thời gian phản main trolley, portal trolley, xe Lidar hồi rất ngắn cẩu trục, AGV và RMG Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 223
  4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Cảm biến Khả năng chống bụi, Chống va chạm của cần trục bên cảm ứng Rất thấp nước, độ ẩm, gió và dầu; bờ và RMG đang theo dõi điện từ Thời gian phản hồi ngắn Nhạy cảm với ánh nắng Cảm biến Chống va chạm của giá cẩu, mặt trời và giao thoa bức xạ Thấp main trolley, portal trolley của phản xạ; Thời gian phản hồng ngoại cần cẩu bờ hồi ngắn Bảng 3. Các thiết bị cảm biến điều hướng Sự Khả năng thích ứng với môi Loại chính Đo lường vị trí trường xác Giải pháp HF và UHF Nhạy cảm với độ lún của Cao Vị trí tuyệt đối RFID nền Hệ thống định vị toàn cầu vi Rất Nhạy cảm với kim loại và Vị trí tuyệt đối sai DGPS cao các nơi trú ẩn khác Nhạy cảm với bụi, nước, độ Hệ thống định vị dựa trên Rất Vị trí tuyệt đối ẩm, dầu, ánh nắng mặt trời laser cao và nhiễu xạ Hệ thống dẫn đường quán Vị trí tương Nhạy cảm với lỗi tích lũy, Cao tính INS đối rung và trượt Vị trí tương Nhạy cảm với lỗi tích lũy, Bộ mã hoá Encoder Thấp đối rung và trượt Bảng 4. Các công nghệ truyền dẫn không dây để kết nối và trao đổi dữ liệu Công nghệ không dây ZigBee Wi-Fi RF 4G Phổ biến + +++ ++ + 100 Mbps/1 250 kbps 300 Mbps 9.6 kbps Tốc độ Gbps 1700-2100 433 MHz, Tần số 784 MHz 2.4 GHz/5GHz MHz 2500-2700 MHz Phạm vi (ngoài trời) 100 m 100 m 20 km - Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 224
  5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Quyền truy cập công - + + ++ khai IEEE IEEE 802.11 802.11 LTE Khả năng tương thích 802.15.4 ac/n ac Hai sơ đồ tự động xếp dỡ cơ bản trong quy hoạch mặt bằng Cảng thông minh Hình 2. Sơ đồ sử dụng toàn bộ xe nâng container Straddle Carrier trên bãi Hình 3. Sơ đồ sử dụng khung cẩu bốc xếp tại bãi, kết hợp với xe tự hành AGV 2.3. Ứng dụng thiết kế quy hoạch cảng thông minh cho hàng container Các số liệu đầu vào: • Loại cảng: Cảng container chủ yếu cho nhập khẩu • Tàu: 50,000 DWT • Lượng hàng qua cảng 1 năm: 1,200,000 (TEUs/năm) • Thời gian hoạt động của cảng: Ngày 3 ca Thiết bị bốc xếp, vận chuyển sử dụng: • Cần trục bờ tự động STS • Khung cẩu ARTG Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 225
  6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI • Xe tự hành AGV • Xe nâng container Reach Stacker Thiết bị cảm ứng: • Hệ thống định vị toàn cầu DGPS cho công tác điều hướng điều hướng và chống va chạm. • Cảm biến Laser để xác định vị trí bốc, đặt container tại bãi cuối. • Hệ thống camera để nhận dạng, kiểm soát Container tại cẩu bờ Cơ sở tính toán: dựa trên tiêu chuẩn TCCS04-2010 (Thiết kế công nghệ cảng biển), với sự thay đổi các thông số năng lực vận hành, bốc xếp của thiết bị và các hệ số sử dụng thời gian. Hình 4. Mặt bằng quy hoạch cảng Bảng 5. Một số khu chức năng cơ bản Hình 5. Mặt bằng 3D quy hoạch cảng Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 226
  7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Bãi TEU Xếp chồng (hàng) td (ngày) Fcon (m2) S (m2) Xuất 864,000 5 4 14.8 35,033 Nhập 216,000 5 6 14.8 8,758 Container rỗng 60,000 3 10 14.8 4,054 Diện tích kho: 8000m2 3. KẾT LUẬN Đề tài đã đạt được một số nội dung chính sau: - Đưa ra các nội dung chính trong việc thiết kế quy hoạch cảng - Đưa ra khái niệm “Cảng thông minh”, xu thế và lý do cần chuyển đổi sang mô hình “Cảng thông minh” - Một số thiết bị vận chuyển, bốc xếp, công nghệ thông tin sử dụng để chuyển đổi “Cảng” thành “Cảng thông minh” - So sánh một số tiêu chí trong cảng truyền thống và cảng thông minh (Chủ thể hoạt động, hoạt động vận chuyển, hiệu quả kinh tế, giám sát, bảo vệ môi trường,…) - Đã ứng dụng để thiết kế quy hoạch mô hình cảng thông minh cho một cảng container cụ thể Tài liệu tham khảo [1]. Yongsheng Yang, Meisu Zhong, Haiqing Yao, Fang Yu, Xiuwen Fu, and Octavian Postolache: Internet of Things for Smart Ports: Technologies and Challenges [2]. Anahita Molavi, Gino J. Lim, Bruce Race: A Framework for Building a Smart Port and Smart Port Index [3]. ASIAN DEVELOPMENT BANK: SMART PORTS IN THE PACIFIC [4]. TS. Nguyễn Thị Bạch Dương: Giáo trình Quy hoạch cảng [5]. Cục HHVN: TCCS04-2010 Tiêu chuẩn thiết kế công nghệ cảng biển Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 227
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2