基于DQN的自动化集装箱码头自动引导车多目标调度优化

以自动引导车利用率最大和能源消耗量最小为目标,建立AGV调度优化数学模型,设计7种不同调度策略作为可变调度策略空间,提炼自动引导车调度问题的状态特征和奖励函数,提出一种基于深度Q学习网络算法(deep Q-network,DQN)的可变调度策略的调度算法。算例分析结果表明:与GA算法和Q-learning算法相比,采用基于DQN的调度优化方法求得的调度方案可使自动引导车的利用率分别提高14.76%和19.92%;能源消耗方面,采用DQN算法求得的调度方案平均能耗与GA算法和Q-learning算法相比分别降低16.88%和10.77%。通过与固定调度策略相比,平均利用率提升12.39%,平均能耗降低7.58%。可见本文方法的求解质量更高,同时与固定策略相比验证了所提出可变策略的有效性。

自动化集装箱码头安全风险分析

为积极应对自动化集装箱码头带来的新风险、新问题,提升自动化集装箱码头的安全风险管控能力,通过实地调研与科学分析的方法,结合自动化集装箱码头实际管理经验,分析当前自动化集装箱码头标准规范体系方面的不足和自动化码头在运营过程中的安全风险,提出人机交叉作业风险、传统码头改造风险、远控作业风险、内贸业务风险、非传统安全风险,以及缺乏消防和应急相关要求是当前需重点关注的自动化码头新风险,并分析自动化作业对装卸效率和事故责任体系的影响。结合当前现状归纳总结自动化集装箱码头安全风险要点并提出相应对策建议。

基于系统动力学的自动化集装箱码头作业安全风险仿真分析

采用系统动力学对自动化集装箱码头岸桥装卸作业的安全风险进行分析,利用事故树的溯源分析辅助建立了包括本质安全因素、环境因素、系统和网络因素、管理因素在内的4个方面共计19个自变量的系统动力学模型;根据实际情况识别出包括机械维护保养修正系数、网络安全管控措施修正系数等在内的5个辅助变量;利用模糊判断确定自变量的发生概率,根据各变量之间的逻辑关系确定系统动力学模型中的数学表达式;通过模型仿真检验当前安全策略对总体事故概率的影响性。研究成果可为自动化集装箱码头总体安全风险计算提供参考依据。

自动化集装箱码头数据标准化治理

为了加强自动化集装箱码头数据标准化建设,满足码头运营需求,提升码头整体作业效率,设计一种自动化集装箱码头数据标准编制方法,构建自动化集装箱码头数据管理平台。实际应用证明:数据标准化治理有助于促进自动化集装箱码头业务协同,能够为决策层制定相关发展战略提供数据支撑。

基于计算物流的自动化集装箱码头AGV生产调度

针对自动化集装箱码头自动导引车(AGV)在线实时生产调度约束动态复杂和难以可视化的问题,在计算物流框架下,利用AnyLogic平台创建自动化码头水平运输计算实验模型,并针对平台中已有的经典资源分配策略,面向AGV生产调度提出两方面的改进:将运筹规划商业求解器与计算实验平台结合来求解动态复杂组合优化问题;基于计算物流的思想方法,迁移和定制出五种面向问题探索的自定义AGV在线调度算法。由于商业求解器的局限性,模型和实验数据是基于自动化码头进口箱作业部分。实验表明,两种改进策略能够弥补商业求解器和计算实验平台的部分不足,尤其是自定义策略相较于经典资源分配策略能够面向特定装卸船需求更好地实现AGV生产调度,实现自动化码头水平运输的高效作业。

自动化集装箱码头的经济与社会效益

近年来,随着制造业和全球经济贸易的快速增长,国际物流亦日益繁忙,作为最经济的港口物流逐渐成为重要支撑。集装箱码头是港口贸易的重要组成部分,也是港口贸易的重要基础设施,如果集装箱码头存在问题,就会影响整个港口的贸易。因此,对集装箱码头进行探究具有非常重要的价值。随着科学技术的进步,自动化集装箱码头也凭借其高效、智能的优势被广泛应用,取得显著的经济和社会效益。本文通过对自动化集装箱码头的经济和社会效益进行分析,探究自动化码头在提高效率和降低成本方面的优势,并评估其对社会的积极影响,揭示自动化码头在减少人力投入、提高装卸效率、降低人为失误以及减少事故发生等方面的显著效益。以期提升自动化集装箱码头的实际应用效果,为港口贸易以及物流行业提供有价值的参考,从而推动物流行业的发展。

自动化集装箱码头堆场调度规则研究与优化

堆场作业效率是体现自动化集装箱码头海侧装卸船能力、陆侧收发箱水平的重要指标。针对自动化集装箱码头堆场作业过程中出现的堆场调度工况不合理、效率较低的问题,进行堆场调度规则研究。通过对堆场各工况实际作业需求进行分析,确立堆场海侧、陆侧作业调度原则,优化不同工况调度顺序,增加自动化堆场作业重进重出比例,改善自动化码头堆场调度逻辑,并对比调度规则优化前后的堆场作业效率。结果表明,优化后的堆场调度规则可以显著提升自动化码头堆场作业效率和对外服务水平,提高自动化码头核心竞争力。

一种水水中转比例高且可调的自动化集装箱码头交通分流工艺

为确保装卸作业安全,自动化集装箱码头设计的重点在于如何将港内自动化水平运输设备和外集卡交通流分离。水水中转是世界上许多集装箱枢纽港的主要集散方式。水水中转比例不同,码头海陆侧进出港箱量的比例随之不同,对水平运输系统的要求也不同。针对目前已建或在建自动化集装箱码头的交通分流工艺对水水中转比例适应性的局限性,提出了一种水水中转比例高且可调的自动化集装箱码头交通分流工艺,并对该工艺水水中转比例调整的适应性进行分析,可为类似自动化集装箱码头的规划建设提供参考。

我国首个全国产自动化码头投产运营自动化集装箱码头数量已居世界首位

2023年12月27日,我国首个全国产全自主自动化集装箱码头——山东港口青岛港自动化码头(三期)投产运营,标志着我国在自动化码头研发建设领域实现新突破。据了解,山东港口青岛港自动化码头(三期)位于山东港口青岛港前湾港区南岸,建设2个10万吨级集装箱泊位。投产运营后,全自动化集装箱码头岸线总长达2088米,可用岸线1652米,将提升码头堆存能力26%,提升综合服务效率6%。

《自动化集装箱码头计算任务调度系统技术要求》团体标准简介

根据《关于2021年度中国港口协会团体标准立项的公示》,由上海国际港务(集团)股份有限公司牵头,联合哪吒港航智慧科技(上海)有限公司、青岛港国际股份有限公司、上海海勃物流软件有限公司、上海国际港务(集团)股份有限公司尚东集装箱码头分公司、上海海事大学、上海热璞网络科技有限公司、青岛新前湾集装箱码头有限责任公司等单位共同申报的《自动化集装箱码头计算任务调度系统技术要求》团体标准获得立项,并联合承担起草工作。

顺岸开放式全自动化集装箱码头集卡无人驾驶关键技术研究与应用

山东港口日照港建成以“远控自动化岸桥+无人集卡+自动化轨道吊”为基本布局的全球首个顺岸布局开放式自动化码头。15台无人集卡车辆在运营调度系统的管理下共同参与作业,具备车辆自动驾驶、与港机配合作业、可由后台监控和调度管理、应急情况下可由远程驾驶系统接管处置等功能。

自动化集装箱码头建设经验和启示——以广州港南沙港区四期工程为例

结合当前自动化集装箱码头建设热潮,以广州港南沙港区四期工程为例,介绍南沙港区四期自动化集装箱码头建设历程,总结相关建设经验:第一,提前筹划,成立自动化集装箱码头技术团队;第二,建立激励担当作为的容错纠错机制;第三,关注前沿科技发展,助力自动化集装箱码头落地;第四,重视技术资料储备,形成可复制的自动化集装箱码头建设成果;第五,针对新技术应用风险,提前开展技术试点验证;第六,建设符合港口自身实际条件和需求的自动化集装箱码头;第七,系统性与细节性并重。

U型自动化集装箱码头海铁联运作业场景智能导引车整车技术体系

为了确保海铁联运集装箱转运作业高效、连贯和流畅,针对U型自动化集装箱码头海铁联运作业场景下自动化水平运输设备导航定位、路径规划和智能调度等难题,以北部湾港钦州港域U型自动化集装箱码头海铁联运作业场景为背景,提出由复合导航技术、车端管理平台、云端调度平台和场景物流信息化平台组成的基于多端同步管理的智能导引车整车技术体系:复合导航技术融合多传感器实现特征匹配定位;车端管理平台基于空中下载技术、开发运营一体化方法、持续集成和持续交付方法捕获智能导引车运行数据,并允许在智能导引车运行异常时通过远程控制台实施人工干预,从而确保海铁联运整体作业流畅;云端调度平台基于智能导引车驾驶环境高精地图,利用车辆调度系统和模拟仿真系统对智能导引车实施统一调度和路径规划;场景物流信息化平台整合海铁联运作业任务信息,并利用数字孪生技术实现作业监控和过程回溯,从而提高智能导引车运维管理的便捷性。

自动化集装箱码头U型堆场门禁系统设计

随着全球贸易智能化程度的不断提升,自动化集装箱码头的应用和管理在企业物流过程中扮演日益重要的角色,基于此,提出一种适用于U型堆场的自动化集装箱码头门禁系统设计方案。采用先进的感知技术和数据处理算法,实现对U型堆场入口和出口的实时监控与智能管控,并进行安全权限设置。另外,结合网络通信和云平台技术,实现系统的远程管理。通过实际案例应用,证明该门禁系统在U型堆场环境下具备出色的性能和可扩展性,为自动化集装箱码头提供了安全高效的门禁管理解决方案。

U型工艺自动化集装箱码头堆场门禁系统设计与应用

堆场门禁系统是集装箱码头的安全管控手段之一,其实现难点在于通过自动化手段实现效率与安全的平衡。在U型布局中,该系统的设计与门禁及箱区的布置紧密相关。针对钦州港自动化集装箱码头的U型工艺布局特征,探讨了该场景下堆场门禁系统在功能模块、操作流程、系统结构以及关键逻辑上的设计思路,提出了一种基于门禁与场区相对位置的“4类规则+2类区域划分”的校验方案,该方案聚焦于软件层校验与设备层校验的双重结合,且具备一定的可复用性。项目实现情况表明,该设计方案可满足U型堆场自动化码头门禁管控的需求,降低堆场人工作业对设备运行效率的影响。

自动化集装箱码头设备资源调度优化

以WOS和CNKI数据库为基础,利用VOSviewer对检索出的494篇文献进行共词聚类分析,得出码头设备资源的调度是自动化集装箱码头领域近年来的热点。按照设备资源的种类数量进行分类综述,提出未来的研究方向。研究结果表明:多数文献建立了时间最小化,装卸效率最高的目标函数,但近年环境问题日益受到关注,能耗等相关环境内容加入到目标中考虑,形成多目标函数问题;前期的文献主要针对单一的装卸工艺进行研究,并取得了较多成果,在今后研究中,应结合自动化集装箱码头的特点,将研究重心转移到自动化集装箱码头的混合工艺上;多数文献只针对单装或单卸模式进行研究,而忽略了双周期策略的应用;多数文献主要研究确定情况下设备资源的调度问题,随着研究的深入,不确定情况下的调度问题将会成为未来研究的重点。随着码头装卸量的不断上升,普通的智能算法求解效率逐渐降低,未来可以开发更多快速的,系统化的求解算法。

自动化集装箱码头标准体系构建与评价研究

针对国内外自动化集装箱码头缺乏标准化顶层设计、标准需求不明确的问题,开展自动化集装箱码头标准体系研究及其适用性评价。首先,在总结国内外自动化集装箱码头标准化现状的基础上,提出了自动化集装箱码头标准体系构建的原则和方案类型;其次,参考已有相关标准体系架构,基于霍尔三维结构理论,构建了自动化集装箱码头标准体系框架,并提出了标准需求方向;最后,采用模糊综合评价法对标准体系进行量化评价。结果表明,该标准体系的综合评价值为8.783,总体上对自动化集装箱码头的实际发展具有良好支撑作用。根据体系分项评价分值,提出了体系优化和后续标准制定建议,为交通运输其他领域标准体系构建和评价提供案例参考。

基于数字孪生的自动化集装箱码头多AGV动态调度

自动导引车(AGV)调度是自动化集装箱码头作业的关键环节,其效率也是影响码头整体作业效率的决定性因素之一。为了应对作业中不确定事件、信息不对称以及生产信息透明度低等问题对AGV调度效率和稳定性产生的影响,提出了一种基于数字孪生的自动化集装箱码头多AGV动态调度方法,通过码头物理空间和孪生空间的闭环交互以提高调度效率和减少调度偏差。构建了一种多AGV动态调度数字孪生框架和调度问题模型,深入探索了数据服务平台、数字孪生多维多尺度模型的构建、虚实一致性验证的运行机理以及码头虚实交互;详细阐述了基于数字孪生的多AGV动态调度流程和相应算法设计,并以某自动化码头实际的AGV调度过程为例,设计了原型系统来验证所提出AGV调度模式的有效性。

新一代自动化集装箱码头生产作业平台一体化架构设计

为了解决现有自动化集装箱码头系统架构引起的界面重复、指令冲突和频繁交互等问题,分析现有系统架构技术瓶颈的构成原因,运用微服务、物联网、边缘计算等信息技术,从流程一体化、界面一体化、资源一体化等3个方面提出一种集码头作业系统和设备控制系统于一体的自动化集装箱码头生产作业平台架构。采用新架构设计开发的自动化集装箱码头生产作业平台系统在广西钦州中谷集装箱物流园区的自动化堆场进行示范应用,结果表明:在项目调试阶段可减少约1/3的调试人员数量;可取消设备控制系统中控操作员配置;实现18自然箱/h的自动化轨道吊作业效率。

自动化集装箱码头数字孪生数据建模及评价方法研究

为充分利用自动化集装箱码头海量作业数据,实现数字孪生驱动的码头数字化、智能化转型,提出一种自动化集装箱码头数字孪生数据建模及效果验证评价的方法。研究了基于数字孪生的自动化集装箱码头的应用框架及其运行机制;结合数字孪生框架的数据处理逻辑,提出了基于数字孪生的码头作业过程演化及动态数据建模方法;为验证数字孪生数据能否满足码头数字孪生的有效运行,给出了码头数字孪生数据验证评价的量化计算方法。为实现基于数字孪生的自动化集装箱码头的智能作业管控和作业数据管理提供方法支撑。