基于物联网的岸边集装箱起重机管理维护系统的研究设计.pdf

摘要

随着全球化贸易的不断增长，港口作为国际贸易的重要节点，其运营效率和

安全性受到了前所未有的关注。尤其是岸边集装箱起重机(简称岸桥)作为港口核

心设备，在提升港口吞吐能力和保障作业安全中发挥着关键作用。为了提高岸桥

管理维护工作的效率，本文通过引入先进的物联网技术，构建了一套岸桥物联网

管理维护系统。该系统能够采集岸桥的关键部位数据，为岸桥的高效运营和安全

管理提供了强有力的数据支撑，对于提高港口作业效率和确保设备安全具有重要

意义。主要工作如下：

(1)对岸桥的管理维护需求工作进行了深入分析，发现管理维护工作中主要存

在制度、操作及素质方面的不足。同时，系统需求分析揭示了对于数据采集、分

析报警以及远程查看等功能的需求。基于这些分析，明确了系统应具备的核心功

能，并决定采用C/S架构来满足这些需求。

(2)提出了一种基于Mamdani的岸桥失效模式和影响分析(FMEA)方法。从岸

桥的结构和操作出发，绘制了功能和边界图，为后续的岸桥FMEA分析奠定基础。

制定了FMEA原理中决策因子S、O、D的评估表，并针对确定决策因子主观性较

强、未考虑因子相对重要度等缺点，提出了基于Mamdani模糊推理的改进FMEA

方法，对岸桥进行FMEA分析和Mamdani模糊推理分析，从而确定了岸桥失效模

式的风险优先数，根据故障发生的优先等级确定了岸桥管理维护系统的监测项目

以及对应传感器的类型。

(3)完成岸桥物联网管理维护系统的设计。首先对系统进行总体设计，其次从

感知层、网络层和应用层对系统进行分层设计开发，感知层负责数据的采集与传

输，网络层则涉及传输协议与通道的选择，以及客户端和服务器通过网络层的信

息交互过程，应用层包含服务器、数据库及客户端开发。

(4)完成岸桥物联网管理维护系统的实现。阐述了系统客户端的开发环境，开

发思路以及实现的功能模块，包含用户管理模块、设备管理模块、数据查看报警

模块以及检修记录和公共信息共享模块。进一步地，以岸桥的金属结构为研究对

象，提出基于云模型的岸桥安全等级评估方法，确定了岸桥金属结构的安全等级，

为制定相应的预防措施提供了帮助。

关键词：岸边集装箱起重机，物联网，FMEA，云模型

Abstract

Withthecontinuousgrowthofglobaltrade,portasanimportantnodeof

internationaltrade,itsoperationalefficiencyandsafetyhavereceivedunprecedented

attention.Inparticular,thequaysidecontainercrane(referredtoasshorebridge),asthe

coreequipmentoftheport,playsakeyroleinimprovingthehandlingcapacityoftheport

andensuringoperationsafety.Inordertoimprovetheefficiencyofshorebridge

managementandmaintenance,thispaperconstructsasetofshorebridgeInternetof

ThingsmanagementandmaintenancesystembyintroducingadvancedInternetofThings

technology.Thesystemcancollectthedataofkeypartsoftheshorebridge,which

providesastrongdatasupportfortheefficientoperationandsafetymanagementofthe

shorebridge,andisofgreatsignificanceforimprovingtheefficiencyofportoperation