团 体 标 准
T/CIN 111—2026
非专业化干散货码头自动化改造技术指南
装船环节
Technical guideline for automatate reconstruction of non-specialization dry bulk
cargo terminals—ship-loading
2026-02-04 发布 2026-03-04 实施
中国航海学会 发 布
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国航海学会提出并归口。
本文件起草单位：青岛港国际股份有限公司、交通运输部水运科学研究院、北部湾港股份有限公司、国投曹妃甸港口有限公司、唐山港集团股份有限公司、青岛港国际股份有限公司前港分公司。
本文件主要起草人：纪懿桓、毕涛、吉学斌、顾群、赵伟丽、李兆单、张良、陈荣昌、刘石乾、朱静、尹占强、饶京川、张杰、高梓瑄、王俊文、蔡金易、邓翰京、任勤雷、石浛锟、王雪琳、黎广宇、贾远明。
非专业化干散货码头自动化改造技术指南 装船环节
1 范围
本文件提供了非专业化干散货码头前沿装船作业自动化改造的总体原则，给出了改造内容、码头前沿设备、综合管控系统、远程控制中心和支持保障系统等方面的指导。
本文件适用于矿石、煤炭、散粮等非专业化干散货码头前沿装船作业相关系统的自动化改造。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 6067.1 起重机械安全规程 第1部分：总则
GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求
GB/T 25070 信息安全技术 网络安全等级保护安全设计技术要求
GB/T 28181 公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求
GB/T 37025 信息安全技术 物联网数据传输安全技术要求
GB 50174 数据中心设计规范
JT/T 400 港口门座起重机安全规程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
非专业化干散货码头 non-specialization dry bulk cargo terminals
采用通用装卸工艺和设备进行矿石、煤炭等干散货作业的码头。
注：通用装卸设备主要包括门座式起重机、装载机、货运车辆等。
3. 2
自动化门座式起重机 automated portal crane
在干散货码头前沿，通过自动或远程控制运行实现装卸作业的门座式起重机。
3. 3
自动化轮式装载机 automated wheel loader
通过自动或远程操控实现行驶、装卸作业的轮式装载机。
3. 4
远程操控台 remote control console
安装在远程控制中心，用于对设备作业进行操控和监视的装置。
3. 5
综合管控系统 integrated manage and control system
具备装船作业过程的作业计划、安全监管、设备协同、运行统计等功能，实现统一监管和控制的系统。
4 总体原则
4,1 适用性
4.1.1 自动化改造设备宜具有自动化运行、人工远程操控和机上人工驾驶作业三种模式。
4.1.2 宜根据码头生产作业和安全管理要求，综合确定自动化改造方案。
4.1.3 采用稳定可靠、适用经济、环保节能和易于维护的技术和设备。
4.2 统筹性
4.2.1 宜根据码头自动化改造需求开展专项设计，充分考虑与场地布置、水工结构、供配电、通信等条件适配性。
4.2.2 宜根据码头生产作业实际需求，确定装船作业设备的整体改造或部分改造方案。
4.2.3 不停产进行自动化改造时，统筹协调改造工作与码头作业的关系。
4. 3 安全性
4.3.1 自动化码头改造装船作业区域宜实现无盲区监管。
4.3.2 宜充分考虑结构安全和运行安全，必要时进行专业技术评估。
4.3.3 选用的传感器、激光雷达、视频摄像头等设备外壳防护等级不宜低于GB/T 4208 中 IP65，并采取必要的安全防护措施。
4.3.4 通信网络需保障作业安全，采用安全设备与外网隔离，信息安全防护宜参照GB/T 22239、GB/T
25070、GB/T 37025 有关内容。
5 改造内容
5. 1 改造内容主要包括码头前沿设备、综合管控系统、远程控制中心和支持保障系统，自动化改造框架见图 1。
图1 非专业化散货码头前沿装船作业自动化改造框架5. 2 码头前沿设备主要包括自动化门座式起重机和自动化轮式装载机：
——自动化门座式起重机实现码头前沿作业面货物自动抓取和装船作业;
——自动化轮式装载机实现码头前沿作业面货物的自动清理和堆垛等作业。
5.3 远程控制中心主要包括自动化门座式起重机远程操控台、自动化轮式装载机远程操控台，实现对自动化门座式起重机、 自动化轮式装载机的远程操控和作业状态监视。
5. 4 综合管控系统主要包括作业计划、安全监管、设备协同和运行统计等子系统。
5.5 支持保障系统主要包括定位导航、视频监控、通信网络和数据中心等。
6 码头前沿设备
6. 1 自动化门座式起重机
6.1.1 宜参照 GB/T 6067.1 和 JT/T 400 设计自动化门座式起重机。
6.1.2 自动化门座式起重机宜具备自动化运行、远程操控和机上操控模式，根据不同模式设置远程/本地操作控制。
6.1.3 自动化门座式起重机控制系统宜具备如下功能：
——位置姿态感知;
——空间建模;
——单机自动控制;
——动作规划;
——安全避碰;
——视频监控和网络。
6.1.4 位置和姿态感知功能的实现宜采用以下方法：
a) 在大车行走机构、起升机构、变幅机构和回转机构分别安装绝对值编码器，采集位置、高度、变幅、回转角度和吊具摇摆角度等数据;
b) 在大车行走机构安装厘米级精度的差分卫星定位系统，实时监测大车位置;
c) 联动校对差分卫星定位系统与绝对值编码器采集的数据，两种定位偏差超过 15 cm 时触发报警。
6.1.5 空间建模功能的实现宜采用以下方法：
a) 在象鼻梁头部安装高精度激光扫描仪，扫测船舶、甲板、舱口、舱口内货物、过道、船舶建筑物、码头前沿作业面货物等信息;
b) 在回转平台平行于臂架方向的两侧安装带有云台的激光扫描装置，采集臂架运动方向及周围的障碍物信息;
c) 根据扫描数据建立实时的空间模型。
6.1.6 单机自动控制功能通过机上控制主机、可编程序控制器等电控设备实现，控制主机接收综合管控系统发送的作业计划和设备协同作业信息，将作业状态信息实时传送到综合管控系统，并自动记录运行指令及工作状态，记录时间不少于 30 d。
6.1.7 动作规划功能的实现宜采用以下方法：
a) 控制主机根据获取的位置、姿态和环境空间等信息，生成设备路径规划和动作指令;
b) 通过计算等效绳长获取抓斗位置并控制抓斗姿态;
c) 可编程序控制器根据指令实现顺序抓取、定点抓取、 自动抓取和抓斗防摇的控制。
6.1.8 安全避碰功能的实现宜采用以下方法：
a) 控制主机根据位置、姿态与预计动作信息计算、判断碰撞发生的风险
b) 根据碰撞风险程度进行预警、减速和紧急停止控制;
c) 防碰撞预警响应时间不大于 100 ms;
d) 紧急停车距离不超过设备有效制动距离的 80%。
6.1.9 视频监控系统宜具备：
a) 通过通信网络将视频图像实时传送到远程控制中心;
b) 在装船作业区域内设置电子围栏，对人员、车辆等进行入侵识别和报警;
c) 根据远程监控和操作需要，监控摄像头具有抗振、抗冲击能力;
d) 在象鼻梁头部安装具有阻尼防摆能力的视频摄像机。
6.1.10 网络系统宜满足：
a) 支持与远程控制中心的实时信息交互，视频通信延迟不大于 250 ms，控制通信延时不大于 30 ms;
b) 机上通信网络采用工业以太网，带宽不小于 100 Mbps，与远程控制中心通信采用光纤模式，带宽不小于 1000 Mbps。
6. 2 自动化轮式装载机
6.2.1 自动化轮式装载机宜具备自动化运行、远程遥控、视距遥控和机上操控模式，根据不同作业模式设置远程/本地操作控制。
6.2.2 自动化轮式装载机运行控制通过机上电控系统完成，主要功能如下：
——位姿环境感知;
——物料建模;
——单机自动控制;
——路径规划和控制;
——安全避碰;
——音视频和网络。
6.2.3 位姿和环境感知功能的实现宜采用以下方法：
a) 采用双天线高精度差分卫星定位技术，定位精度达到厘米级;
b) 配备惯性测量单元(IMU)，在卫星信号丧失时实现短时间导航，系统自检时间不超过 3 s;
c) 在前后车架铰接、动臂与前车架铰接等位置安装角度传感器，采集角度数据;
d) 转斗液压缸、动臂液压缸、转向液压缸等位置安装位移传感器，采集位移数据;
e) 通过机械或固态激光雷达、超声波传感器、毫米波雷达中的一种或多种设备组合，探测作业区域内的人员、物料、车辆和障碍物等。
6.2.4 物料建模功能的实现宜采用以下方法：
a) 实时获取周围人员、物料、车辆和障碍物等扫描信息;
b) 将扫描信息转化为同一坐标系;
c) 根据获取的数据建立空间模型。
6.2.5 单机自动控制功能的实现宜采用以下方法：
a) 通过车辆控制主机、可编程序控制器采集各传感器数据;
b) 结合任务、位置、姿态、物料、自动化门座式起重机动作等信息形成车辆行驶、动作指令;
c) 通过可编程序控制器和控制设备控制车辆机构运行;
d) 自动记录运行指令及工作状态不少于 30 d;
e) 对装载次数、作业量等作业数据进行统计、存储，历史数据保存 3 个月以上;
f) 车辆控制主机接收综合管控系统发送的作业计划、行走路线、自动化门座式起重机动作等信息，并将自动化轮式装载机作业状态信息实时传送到综合管控系统。
6.2.6 路径规划和控制功能的实现方法宜采用以下方法：
a) 车辆控制主机根据位置、姿态和环境空间信息，生成运行路径规划和动作指令;
b) 可编程序控制器根据动作指令控制各机构实现前进、后退、转向、加减速、刹车、推铲、举升、
卸料等控制;
c) 举升时间、下降时间和卸载时间不高于改造之前。
6.2.7 安全避碰功能的实现方法宜采用以下方法：
a) 车辆控制主机根据作业区域人员、障碍物等信息，结合作业动作预判碰撞风险;
b) 根据风险程度进行报警、减速、停机等操作。
6.2.8 音视频功能的实现方法宜采用以下方法：
a) 车身前左、前右、中间、后左、后右配置可见光和红外摄像头，摄像头宜配置自清洁装置;
b) 车身上安装扬声器，播放远程控制中心操作人员发送的提醒、警示等语音信息。
6.2.9 通信网络采用CANopen 协议，建议采用 5G 专用网络或无线局域网与远程控制中心通信，数传时延单向不大于 50 ms，图像及视频传输时延不大于200 ms，带宽不小于 150 Mbps。
7 综合管控系统
7. 1 作业计划子系统功能如下：
a) 根据船舶调度计划、堆场存储、气象条件、场内道路和设备信息自动生成装船作业计划;
b) 作业计划包括作业位置、时间、作业量、设备配置等内容;
c) 由远程操控人员下达指令。
7. 2 安全监管子系统功能如下：
a) 采集装船现场作业设备的位置、姿态信息;
b) 采集现场车辆、人员位置信息;
c) 安全监管、预警和报警;
d) 安全事件信息记录。
7.3 设备协同子系统功能如下：
a) 实时采集现场作业信息;
b) 根据码头前沿作业空间、装船效率、货物输送等信息，确定作业设备数量和作业区域范围;
7,4 运行统计子系统功能如下：
a) 结合计量称重信息，对装船作业运行情况进行统计;
b) 统计内容主要包括装卸作业量、设备能耗、故障报警等。
7.5 综合管控系统通过数据接口与以下设备和系统进行实时信息交换：
a) 码头前沿设备;
b) 远程操控台;
c) 支持保障系统;
d) 调度计划、堆场存储、计量秤重等其他作业系统。
7.6 数据接口支持 OPC UA、Modbus-TCP 等开放的工业通信协议，实现与码头其他系统的数据交互，接口响应时间不大于 100 ms。
8 远程控制中心
8. 1 一般建议
8.1.1 远程操控台布置在中控室或专门设置的远程操控室内，室内工作环境宜参照 GB 50174。
8.1.2 远程操控台宜配置控制主机和监视器、操控手柄和按钮、视频监控、语音对讲、网络通信、不间断电源(UPS)等。
8.1.3 远程操控台宜具备以下功能：
a) 远程手动和远程半自动作业;
b) 支持绑定多台远控设备，且每次操控匹配锁定一台设备进行控制;
c) 操作人员身份认证、授权验证和日志生成;
d) 实时监视并显示被控码头前沿设备的状态;
e) 对被控码头前沿设备进行必要的运行参数设置;
f) 向被控码头前沿设备实时发送动作指令;
g) 模式切换前对现场作业情况、设备运行和通信链路状态的检查确认;
h) 人工介入操控和异常情况的检查、排除和恢复。
8.1.4 在线式 UPS 供电时间不宜小于 1 h。
8.1.5 通信网络支持远程操控台与综合管控系统进行实时信息交互。
8. 2 自动化门座式起重机远程操控台
8.2.1 控制主机具备显示功能，主要显示信息如下：
——远程操控台和操作员信息;
——作业船名、舱位、货种、重量;
——设备名称编号、设备位置信息;
——进出舱高度和变幅;
——回转角度和起升高度;
——料斗重量;
——船舱内物料信息;
——作业斗数、累计作业量、作业时长;
——通信、防摇、设备故障报警。
8.2.2 控制主机具备设置功能，主要设置内容如下：
——作业信息;
——人工设定变幅和高度;
——物料粘度;
——抓斗类型;
——放料和抓料方式;
——抓放料方向。
8.2.3 操控手柄、按钮、指示灯等参照人体工程学原则布置，至少包括以下内容：： ——电源、电气控制及指示;
——操作模式选择;
——大车行走;
——料斗上升、下降; ——增幅、减幅;
——左转、右转;
——开斗、闭斗;
——人工介入/恢复; ——紧急停止。
8.3 自动化轮式装载机远程操控台
8.3.1 自动化轮式装载机控制主机具备显示功能，主要显示信息如下：
——名称编号;
——作业信息;
——位置、方向和速度;
——发动机转速和温度;
——铰销高度和摇臂角度;
——作业时间和累计作业量;
——历史行进轨迹。
8.3.2 自动化轮式装载机远程操控台的操控手柄、按钮、指示灯等参照人体工程学原则布置，至少包括以下内容：
——电源、电气控制及指示;
——操作模式选择;
——装载机前进、后退和转向;
——动臂举升、下降;
——铲斗翻转;
——车载喇叭控制;
——灯光控制;
——紧急停止。
8.3.3 视频监控和语音对讲系统宜具备以下功能：
——接收自动化轮式装载机机载摄像头实时视频画面，并在监视器上显示;
——视频画面可组合、缩放显示;
——具备现场对讲、广播的功能。
9 支持保障系统
9. 1 定位和导航
9.1.1 在码头作业区域建立高精度卫星差分定位基站，定位精度达到厘米级。
9.1.2 在码头装船作业区域建立统一空间模型，更新时间不宜超过 24 h，装船作业涉及的设备、设施等处于同一坐标系内，空间模型主要覆盖船舶整体、船舱区、甲板区、过道区、物料区、码头前沿区和建筑物区。
9.1.3 装船作业设备的定位信息、物料的空间点云、船舶和码头前沿设施位置信息通过算法统一转化为大地坐标系。
9.1.4 船舶、自动化门座式起重机和自动化轮式装载机的定位精度达到厘米级，船舶姿态主要考虑潮汐、货物重量变化引起的横摇和纵摇，并对横摇和纵摇进行监测。
9.1.5 定位采集装置根据实际运行情况进行校准和标定。
9.2 视频监控
9.2.1 在码头前沿作业区域利用高杆灯、围栏等设施合理配置高清、低照度摄像机，实现自动化作业无死角可视化覆盖。
9.2.2 摄像机分辨率不宜低于 2560×1440 dpi，帧率不宜低于 25 fps，低照度摄像机宜支持 0.01 lx以上的成像。
9.2.3 视频摄像机画面通过通信网络实时传送到中央控制室或远程操控室。
9.2.4 码头前沿自动化作业区域宜设置视频监控电子围栏，对进入人员和车辆进行识别和风险报警，根据情况选择警告、减速和停机操作。
9.3 通信网络
9.3.1 码头区域无线网络覆盖满足多台自动化门座式起重机和自动化轮式装载机同时运行的要求。
9.3.2 网络传输延时、丢包率等宜参照GB/T 28181,建立网络性能监测机制，实时监测延时、丢包率、覆盖盲区等, 自动形成报警和记录。
9.3.3 码头区域通信网络系统建立设备、链路、数据多层安全保护机制，防止外部非法入侵。
9.4 数据中心
9.4.1 数据中心考虑自身条件、业务量、数据量，宜选择码头既有基础设施或独立建设自主可控的基础设施。
9.4.2 数据中心用于存储码头生产作业信息，宜通过综合管控系统进行数据交换。
A
A
B C
B
参 考 文 献
[1] GB/T 43380—2023 自动化干散货码头综合管控系统技术要求
[2] JTS/T 188—2022 自动化煤炭矿石码头技术规范
[3] JTS/T 199—2021 自动化集装箱码头建设指南
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