成果编号：1677

完成单位：河南科技学院、华北水利水电大学、河南卫华重型机械股份有限公司、宜昌港股份有限公司、河南新科起重机股份有限公司、河南大方机器有限公司

登记编号：CAPE-CXCG-2024-J-T- 

登记年份：2024年

发布时间：2024-07-17

成果主要完成人：聂福全、杨文莉、陈步保、赵红远、郭长宇、蔡晓杰、王丽君、张清锋、黄进前、杨文强、吴亮善、曹彭、郝大为、张志鹏、张义伟

一、成果项目背景

粮食安全是国家安全的重要基石，随着国家粮食安全战略、中原农谷建设战略深入推进，内河粮食港口、粮食物流枢纽的智能化、绿色化、高效化升级迫在眉睫。传统粮食转运码头普遍存在装备自动化程度低、作业协同性差、运维依赖人工、故障排查滞后、扬尘污染突出、流程监控缺失、各系统数据孤立等痛点，导致粮食装卸、输送、堆取全过程效率偏低、能耗偏高、损耗较大，难以适配现代化大规模、标准化、绿色化粮食物流转运需求。

针对我国内河粮食港口成套装备智能化水平不足、管控体系碎片化、绿色运维能力薄弱等行业共性难题，项目团队立足粮食物流数字化转型需求，依托大数据、数字孪生、物联网、高精度定位、智能控制等前沿技术，开展基于大数据管理的粮食转运成套装备及关键技术研发，构建集智能管控、智能装卸、智能输送、智能堆取、绿色运维于一体的粮食转运成套技术体系与装备体系，全面提升内河粮食码头自动化作业、安全管控、节能降碳、高效运维综合能力，助力粮食物流行业高质量发展。

二、核心研发内容与关键技术

本成果聚焦内河粮食港口转运全流程，突破传统装备与管理模式瓶颈，系统性研发大数据智能管控平台与系列智能化成套装备，形成多维度、全链条、可落地的粮食智能转运技术体系，核心研发内容分为四大关键板块。

1、粮食港口远程集中控制大数据信息管理平台研发

创新采用“公有云+专属云”混合云架构，融合数字孪生技术、物联网自动化管理系统、设备运行参数监控系统、视频联动监控系统，搭建内河粮食港口专属远程集中管控平台。平台打通粮食装卸、输送、堆料、取料、仓储、运维全流程数据，实现多工位协同作业、设备状态实时监测、运行数据智能分析、故障隐患在线预警、作业流程远程管控，彻底解决传统码头数据孤岛、管控分散、调度滞后等问题，实现粮食转运全过程数字化、可视化、智能化集中管理。

2、高精度智能装卸技术及成套装备研发

依托大数据平台数据支撑，集成激光扫描探测、智能防摇摆控制、作业路径自主优化、北斗/GPS高精度导航、设备自学习智能算法等核心技术，研制新一代粮食智能装卸成套装备。可根据粮食转运工况、物料特性、场地环境自动适配作业参数，实现粮食装卸自动化、精准化、高效化作业，有效降低人工干预，杜绝人为操作偏差，大幅提升内河港口粮食接卸、转运作业精度与作业效率。

3、长距离绿色智能输送技术及输送装备开发

针对粮食长距离转运损耗大、设备故障率高、扬尘污染严重、巡检难度大等痛点，融合机器人智能巡检、电机运行状态大数据预警、智能干雾除尘绿色技术，研发粮食专用长距离智能输送装备。实现输送设备全程自动巡检、运行状态实时研判、故障提前预警、扬尘智能抑制，兼顾作业高效率与生产绿色性，有效解决传统粮食输送能耗高、损耗大、污染大、运维难的行业短板。

4、高精度智能堆取料技术及成套装备开发

依托三维地图建模技术、激光实时扫描技术，结合北斗RTK高精度定位、高精度编码检测、非接触式角度监测装置，搭建粮食智能堆取料控制系统。可自动完成料垛三维扫描、作业路径智能规划、设备高精度定位、恒流量稳定取料、全过程精准作业，实现粮食堆取料无人化、精细化、智能化管控，彻底解决传统堆取料作业精度低、物料堆积不均、作业效率不稳定、人工管控难度大等问题。

三、项目创新亮点

1、架构创新：构建混合云+数字孪生粮食物流大数据管控体系

首创适配内河粮食港口的混合云大数据管理架构，结合数字孪生实景建模，实现设备、工况、环境、人员、流程多维度数据融合联动，突破传统粮食码头单一设备管控模式，形成全流程、一体化、可追溯的智慧运维管理体系。

2、装备创新：多技术融合实现粮食转运装备智能化升级

集成北斗高精度定位、激光扫描、智能防摇摆、自学习算法、机器人巡检、智能除尘等多项先进技术，自主研发全套粮食装卸、输送、堆取智能装备，实现粮食转运关键设备国产化、智能化、绿色化升级，适配各类内河港口复杂作业工况。

3、模式创新：实现粮食转运“无人值守、智能调度、绿色运维”新模式

依托大数据预警、智能调控、全流程监测技术，构建粮食转运自动化作业、数字化监管、绿色化生产的新型运维模式，大幅减少人工依赖，提升作业安全性、稳定性与规范性，为内河智慧粮港建设提供标准化解决方案。

四、成果应用成效与经济效益

本项目技术成果已采用工程总包模式实现规模化落地，广泛应用于河南信阳港、周口港、淮滨港、四川宜昌港、重庆港、辽宁盘锦港等国内重点内河粮食枢纽港口，适配全国多区域粮食物流转运场景，技术落地性、场景适配性极强。

产业化应用方面，项目已实现年产港口智能粮食转运成套装备及配套产品300台套的产能规模，年销售收入突破5亿元，年利税超6000万元，产业带动能力强劲，有效推动粮食物流装备产业智能化升级，助力地方高端装备制造与粮食物流产业融合发展。

在生产运维层面，成套智能装备与大数据管控平台落地后，粮食港口作业效率显著提升，设备故障率、物料损耗率、能耗及扬尘污染大幅降低，设备运维便捷性、作业安全性、流程规范性全面升级，彻底扭转传统粮食港口粗放式作业、经验化管理的局面。

五、技术成果与社会效益

本项目先后获得国家科技支撑计划、河南省重大科技专项重点支持，技术成果丰硕、知识产权体系完善，行业标准引领性强。项目累计取得各类知识产权及科研成果60余项，其中授权发明专利15项、授权实用新型专利24项、软件著作权21项，主导及参与制定国家标准6项，发表学术论文19篇，出版专著1部，形成了自主可控、体系完备、可复制推广的粮食智能转运核心技术体系。

项目成果有效补齐我国内河粮食港口智能化短板，提升粮食转运全流程安全管控、节能降碳、高效运维水平，对保障国家粮食转运安全、推进粮食物流数字化绿色化转型、完善智慧粮港建设标准、带动粮食装备产业升级具有重要战略意义与显著社会效益。

六、成果推广价值

本成果针对性解决内河粮食港口装备智能化低、管控碎片化、运维成本高、环保压力大等行业共性难题，形成了“大数据平台+智能成套装备+绿色运维技术”一体化解决方案，技术成熟、落地性强、适配场景广。可广泛应用于全国内河粮食港口、粮食物流枢纽、粮食仓储转运基地、粮油集散中心等场景，是粮食物流行业数字化转型、智慧港口建设、绿色低碳生产的标杆技术成果，具备极高的行业借鉴价值、产业化推广价值与工程应用价值。