带时间窗的中心站多车程集卡调度优化研究

为解决铁路集装箱中心站与周边货源地间的公铁联运多车程集卡集疏调度问题,将货源地的每一集装箱集疏需求视为一个任务节点,以集卡调度总成本最小为目标,综合考虑集卡容量和集装箱集疏时间窗等约束,构建允许同一集卡重复利用的多车程集卡调度优化模型,并设计改进的遗传算法求解该模型。为均衡集卡工作时间,以调度模型确定的最佳集卡数量和车程集合为输入,进一步构建以集卡作业时间之差最小为目标的集卡车程分配模型,并借助Gurobi精确求解每一集卡的最佳车程任务。以郑州铁路集装箱中心站为例进行实验验证,结果表明:本文所提方法能有效解决公铁联运集装箱在集疏环节的集卡调度问题;相较于单车程模式,多车程模式下集卡调度成本平均减少了60.31%;车程分配优化可以将集卡作业时间最大差值减少14.3%以上,提高了集卡作业时间的均衡性。

采用转角补偿LQR的自动驾驶集卡路径跟踪控制

为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法进行转角补偿设计了LQR路径跟踪控制器;通过MATLAB/Simulink和TruckSim搭建联合仿真平台,在不同工况下进行仿真分析验证。结果表明:通过采用提出的路径跟踪算法,引入PID转角补偿,牵引车平均距离偏差降低62%以上,半挂车平均距离偏差降低31%以上,航向偏差和铰接角偏差也均有所改善。因此,该文提出的控制算法具有较好的路径跟踪性能,提高了对期望路径跟踪的精度和稳定性。

集装箱码头新型智能集卡调度系统研发与应用

为了解决传统集装箱码头生产工艺下集卡压车和岸桥等待集卡等问题,开发适用于内贸集装箱码头的新型智能集卡调度系统,以动态调整集卡与岸桥之间的配比状态,适应不同船舶装卸需求,同时兼顾有人集卡与无人集卡的综合调度,统筹设备资源,实现生产组织精益化,推进集装箱码头智能化进程。实际应用证明:新型智能集卡调度系统有效提升集卡周转效率和码头作业效率,有望成为内贸集装箱码头装卸船集卡调度的先进方案。

港口自动驾驶集卡动力学模型构建研究

为了满足自动驾驶仿真测试的高精度集卡模型要求,面向自动驾驶集卡提出了一种子系统耦合的牵引车-挂车铰接动力学建模方法。基于牵引车-挂车铰接关系,对集卡进行精确的运动学描述;根据集卡牵引车-挂车间运动学关系,利用牛顿力学分别建立了牵引车、挂车的动力学模型;考虑自动驾驶集卡仿真测试的控制需求,分别对驱动、制动、轮胎、转向、空气动力子系统进行描述。针对集卡装载质量的可变性,对集卡质心位置和转动惯量进行计算,得到了轮胎垂直载荷,完成了整车子系统耦合的动力学模型构建;并分别在急刹和双移线工况下进行数值仿真。面向港口环境,基于集卡动力学模型建立了虚拟仿真系统。结果表明:在急刹和双移线工况下,与TruckSim进行精度对比,测试结果RMSE均在0.05以下;港口环境下路径跟踪测试的最大偏差小于0.6m;表明该方法能够对集卡在不同工况下的动态响应进行精准表述。

基于运载能力的铁路集装箱中心站轨道吊与集卡协同优化

为解决铁路集装箱中心站设备资源有限的问题,本文基于集卡实际运载能力,研究铁路集装箱中心站集卡“一车两箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同优化问题,并构建以集卡作业完成时间最短为目标的整数规划模型,同时,考虑集卡运输不同尺寸集装箱的决策以及轨道吊的安全约束等实际情况。为求解模型,设计考虑轨道吊分配策略的遗传模拟退火算法,并进行3组不同规模的实验,验证模型和算法的可行性和有效性。实验结果表明,与传统集卡“一车一箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同作业相比,集卡“一车两箱”模式下,作业完成时间平均缩短了13.3%,并且随着算例规模的增大,集卡“一车两箱”模式的作业完成时间缩短越明显;同时,集卡“一车两箱”模式下,轨道吊作业更加灵活且作业量更均衡;此外,当铁路集装箱中心站集卡资源有限时,集卡“一车两箱”模式也可以提高设备的利用率。

港口电动集卡发展现状和趋势分析

为进一步降低港口能耗和碳排放,解决港口集卡清洁化问题,分析有关港口集卡清洁化的支持政策、补贴政策和应用现状,基于技术经济性分析电动集卡的效益和推进障碍。通过典型工况和测试数据对比电动集卡相对柴油集卡的比较优势。分析显示,电动集卡和充换电技术已经基本成熟,主要效益是节能减污,电动集卡购置成本高是阻碍电动集卡推广的主要障碍。基于国家和行业政策和推进现状,预测电动集卡的发展趋势,并提出推进电动集卡大规模应用的相关建议。

考虑外集卡到达时间随机的提箱策略优化

在进口箱提箱作业中,外集卡不准时到港会引起外集卡到港顺序发生变化,影响后续提箱顺序,导致翻箱成本和外集卡等待成本增加。本文提出一种动态决策提箱顺序的策略,通过考虑权重和时差,旨在最小化翻箱成本和等待成本,建立基于外集卡到港时间随机性的提箱调度模型,并采用遗传算法求解。结果发现:在相同情境下,两种提箱策略存在显著差异,尤其是在扰动较大时差异更为明显。最后,使用成本的期望和方差评价两种策略的优劣。数值实验结果表明,对比先到先服务策略,本文提出考虑权重和时差能够实现动态决策的提箱策略在降低成本的同时保证各情景下的成本稳定性。

考虑双重集卡优先的闸口通道与场桥配置协同优化

双重任务集卡指在一次进出港中完成一次送箱作业与一次取箱作业的集卡,双重任务集卡能够有效地提高码头集疏运效率,在码头作业中应该具有更高的优先级。因此,本文研究考虑双重任务集卡优先级下的闸口通道与堆场场桥配置优化,在闸口部分设立双重任务集卡优先通道,在堆场部分考虑内集卡作业为第一优先级,双重任务外集卡为第二优先级,单一任务外集卡为第三优先级的3级集卡作业优先级,建立集卡在码头闸口和堆场的排队模型。结合排队模型,以最小化启用的闸口通道和配置的堆场场桥数量,以及最小化集卡的排队数量为目标,建立双目标混合整数规划模型,优化闸口通道与堆场场桥配置数量,提出结合逐点固定流体近似算法的多目标进化算法求解。数值实验证明了所提出方法的有效性,在码头资源配置相同的前提下,考虑双重任务集卡优先级,可减少21.82%的闸口处平均双重任务集卡排队数量和18.27%的箱区处平均双重任务集卡排队数量。

海铁联运一体化集装箱场站集卡调度研究

海铁联运一体化集装箱场站依靠集卡进行水平转运作业,为缩短场站内部转运时间,提出海铁联运集装箱场站中铁路集卡与港口集卡联合调度的新思路。基于海铁一体化发展导向,尝试不再区分铁路集卡、港口集卡,通过港铁平台公司投入采购共享集卡,用于整个联运组织的任意水平运输任务,优化转运换装环节,缩短集装箱在港内的流转时间,提高集卡利用率。研究以集卡派遣成本、空车运行成本与时间窗惩罚成本整体最小作为优化目标建立整数规划模型,并利用数学软件编写遗传算法求解集卡调度模型,对算例进行研究分析,得到最优集卡联合调度方案。同时,对遗传算法个体编码方式进行特别设计,使算法与问题间更为适配。通过对比实验可以得出,联合调度方案在一定程度上降低了运输成本,证明了该方案的可行性与优越性。

基于区块链的集疏港“共享集卡”车队联盟运营机制

针对目前共享集卡车队联盟运营中存在的问题,构建了基于区块链的“共享集卡”车队联盟运营机制。为消除成员对信息安全的担忧,将联盟链相关技术应用在集疏港业务流程设计中,通过P2P网络实现信息“点对点”传输,通过基于节点权限的信息共享机制来保障所有成员的信息安全。为保证联盟中任务与收益分配的公平性,设计了“共享集卡”车队联盟交易流程,并将集卡协同调度规则写入智能合约,设置响应条件触发合约自动执行,避免成员舞弊行为;提出基于Shapley值法的收益分配策略,按照任务共享车队与实际执行车队的贡献分配任务收益,为联盟的长久发展奠定基础。

自动化集装箱港区无人集卡模式总体布置关键技术

自动驾驶技术为自动化集装箱码头和现有码头自动化升级改造提供了一种经济的、对陆域条件和码头平面布置形态适应性强的水平运输自动化解决方案,是智慧港口建设的一部分。文章依托妈湾海星码头改造无人集卡自动化集装箱码头工程测试现状,研究基于自动驾驶技术的无人驾驶集卡在目前技术条件下安全应用需解决的关键技术问题,提出了无人集卡模式下自动化集装箱港区的总体布置关键因素,对推动无人集卡在自动化集装箱码头的规模化应用具有重要意义,可为我国自动化集装箱码头建设提供借鉴。

基于叙事的集卡式RPG游戏内容设计研究

目的:随着数字娱乐产业的蓬勃发展,RPG游戏作为一种备受欢迎的游戏类型吸引了规模庞大的玩家群体。然而,随着集卡机制在盈利目的下的引入以及国内游戏市场的总体饱和,要想在这个竞争激烈的领域突出重围,游戏开发者不仅要关注游戏表现形式的创新,还要理解玩家的认知心理,对作为主要驱动力的游戏内容设计进行研究。方法:文章旨在分析基于叙事的RPG游戏在引入集卡机制后的特殊性,并剖析其中的内容设计,聚焦游戏成功与失败的案例,尝试理解玩家在集卡式RPG游戏中对角色层、游戏层以及自我层的转化流程,认知这些要素在游戏参与和角色设计中产生的影响。结果:通过分析RPG游戏特征,聚焦于化身认同、互动叙事与自我概念等关键理论,构建一个闭环的集卡式RPG游戏内容运作框架,揭示游戏叙事因素积极参与集卡机制与玩家的博弈,并且在游戏体验的动态平衡机制中发挥导向作用。结论:游戏叙事是集卡式RPG游戏内容设计的重要承载节点,也是当今相关游戏重要的差异化竞争手段,基于叙事的内容设计能够为玩家构建核心自我以及投身代理角色提供链接,强化并更新角色扮演模式,通过集卡机制将玩家抽象情感转化为游戏盈利,为相关游戏革新提供重要的参考范式。

港口“ETC”再升级!宁波舟山港开启集卡进港“秒时代”

2024年4月1日,宁波舟山港集卡进港证(RFID卡)正式完成由“6B卡”到“6C卡”的全面替换,确保集卡在进港、检斤、装车、出港等环节均可实现“秒级”通过。据统计,自2024年1月1日启动替换工作以来,新一代RFID卡已在近30000辆集卡上安装,发往近2500家车队;助力集卡作业超16万车次,过磅通行时间压缩到10s以内,大幅提升港区集疏运效率。

日照港电动集卡智能换电站技术方案及应用效果

为了推动港口新旧动能转换,推进智慧绿色港口建设,日照港依托山东港口一体化改革发展,以集装箱短倒运输为试点,实施绿色运力提升工程,协调推进水平运输车辆电动化和新能源化,首批投放30辆采用换电方式的电动集卡,建设可满足50辆电动集卡换电需求的智能换电站,开发智能硬件和智能换电以及车辆运营、电池管理、换电管理云平台等技术创新点,从而实现能耗现状可查、未来可测的智能管控模式。

新能源设备再添新成员!3台纯电动集卡在大连集装箱码头正式投用

2024年8月8日上午,大连集装箱码头公司6号泊位出现“新面孔”,3台纯电动集卡在充满电后正式投入码头生产,标志着该公司在绿色港口建设方面又迈出坚实一步,新能源设备队伍再添新成员。2024年以前,大连集装箱码头公司运营使用的港内水平运输拖车均为传统内燃机械,随着设备使用年限增加,能耗大、排放高、运营成本高等问题逐渐出现。为优化用能结构,降低流动设备燃油使用比例和堆场作业排放,公司加快了港口专用拖车电动技术应用。

“氢”装上阵!穿山港区首批10辆氢能集卡到港

2024年9月23日,10辆氢能集卡在宁波舟山港穿山港区集中交付。这是穿山港区首次引进氢能集卡,也是该港区布局绿色产业、优化能源结构、积极推进国家重点研发计划项目“水运港-船多能源融合技术及集成应用”示范工程落地的又一重要举措。

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。

集卡定位系统在集装箱起重机的应用分析

集装箱起重机(岸桥、轮胎吊、轨道吊等)是现代化港口岸边装卸集装箱的主要机械,其作业效率及安全性能决定了港口集装箱的装卸载速度。随着港口机械自动化技术的不断发展,各类安全辅助类子系统不断衍生成熟,其在港口自动化方面的应用,也不断提高港口运作的效率。集卡定位系统的成熟应用,也使港口集装箱装卸的效率和安全性得到了很大的提升。

基于同贝同步装卸的岸桥与集卡协同调度

集装箱码头岸边装卸桥同贝同步装卸船模式下,岸桥装卸作业序列决策和集卡调度协同优化是保障同步装卸率的关键,属NP难问题。考虑集卡和岸桥作业之间的紧密衔接、堆场翻箱影响、船舶舱盖等空间约束,构建以岸桥装卸总次数及堆场翻箱次数最小化、岸桥最大完工时间最小化、集卡等待时间最小化为目标的岸桥装卸序列决策与集卡调度联合优化数学模型。设计改进遗传算法-改进非支配排序多目标遗传算法(IGA-INSGA-Ⅱ)两阶段算法,利用IGA求解船舶贝位内岸桥装卸集装箱作业序列;基于装卸作业序列优化方案和INSGA-Ⅱ,提出岸桥最早可作业时间优先的集卡任务指派策略,设计分段式编码及解码方法,求解集卡任务分配与指派问题。通过算例,将设计的算法与常见智能算法进行对比分析,验证了模型与算法的有效性。

近港集疏运道路货运集卡分时畅行策略仿真

随着国际贸易的快速发展,各大港口集装箱吞吐量快速增长。集装箱吞吐量的快速上升使得各大港口集疏运能力出现瓶颈,导致集疏运道路产生交通拥堵及交通事故等问题。针对上述问题,结合洋山港区集疏运道路环境、港外集疏运中心建设方案等因素,提出集卡预约系统、智能集卡编队等分时畅行策略。基于洋山港区集疏运道路现状进行远期流量预测,模拟了远期流量场景和专用车道场景,采用SUMO作为仿真软件对两类场景下分时畅行策略应用效果进行验证。仿真结果表明,基于集卡预约系统策略,远期流量场景能够实现高峰小时不均匀系数降低25%,达到了较好的削峰填谷效果;基于智能集卡编队策略,专用车道场景可实现单车道饱和状态下平均小时通行能力提升98.1%,有效提升了集疏运通道通行能力。