自动化码头单悬臂场桥调度与AGV路径规划

为提高单悬臂场桥与自动导引车(AGV)协同作业效率,针对双单悬臂场桥调度和AGV路径规划问题,构建两阶段优化模型。第一阶段以最大完工时间最少为优化目标建立模型,优化AGV停车位和双单悬臂场桥调度,设计遗传模拟退火算法求解;第二阶段根据第一阶段得到的AGV停车位置及时间信息,首先在不考虑AGV冲突的情况下采用改进的Dijkstra算法求解AGV初始路径,然后采用混合冲突解决策略解决箱区内AGV冲突问题。以上海洋山四期自动化码头为背景设计算例,用CPLEX验证模型准确性,通过与其他算法的比较验证了算法的有效性。结果表明,所建模型和提出的策略能有效提高单悬臂场桥和AGV的工作效率。

场桥远程控制作业安全保护程序

为提高场桥远程控制作业的安全性,解决场桥元器件损坏或线路故障引起的场桥吊具挂箱、钩箱、砸箱和设备损坏等问题,对场桥远程控制运行工况和作业过程中出现的异常状况进行分析、研究,填补远程控制场桥运行过程中的安全保护漏洞,设计和编写远程控制场桥起升机构、大车机构、小车机构、吊具机构和自动化运行的安全保护程序30余项。实际应用表明,当场桥远程控制运行出现异常状况时,安全保护程序能够及时检测到异常情况并停止场桥机构运行,场桥远程控制作业的异常损坏情况能够得到有效控制。

妈湾场桥远程控制通信解决方案

为解决妈湾场桥远程控制通信问题,实现远程操控场桥的目的,利用双腔裂缝波导管通信技术、空中无线通信技术和光纤通信技术等,通过有线通信和无线通信的技术融合,提出一套堆场作业通信为双腔裂缝波导管通信和换场为空中无线通信的解决方案,利用定制长度的双腔裂缝波导管,将其架设在码头现有“油改电”支架内,完成远控场桥有线、无线相结合的通信方式搭建。该通信解决方案已在妈湾场桥远控系统中稳定、可靠运行6a,作业箱量超过600万TEU。

考虑场桥调度的集装箱码头船舶配载研究

为了提高码头配载作业效率,对集装箱码头的场桥调度船舶配载问题进行了研究。结合船舶预配总图、岸桥作业计划和堆场堆存情况,建立了目标为堆场翻箱量最少和场桥箱区间移动时间最短的混合整数规划模型;利用CPLEX对小规模数据模型进行求解,检验了模型的准确性;针对中、大规模问题,设计了一种基于嵌套循环的禁忌搜索算法(NLTS)来寻找解,并与禁忌搜索算法进行对比。研究结果表明:NLTS算法优化效果和运算速度均优于禁忌搜索算法,且优化模型能有效地减少场桥移动时间和翻箱量。

双场桥集装箱堆场效能仿真研究

以双场桥集装箱堆场为研究对象,通过建立堆场作业多智能体仿真模型,研究接力作业模式下堆场的作业效率和能耗。模拟在自动导引车和港外集卡抵达时间不确定性的条件下双场桥复杂的作业过程,实现堆场机械功率和能耗的定量计算。通过对作业效率和能耗指标的定量分析,探究不同工况下接力区位置对堆场效率和设备能耗的影响。结果表明:堆场作业仿真模型可有效模拟堆场设备作业流程及其交互行为,并得到不同工况下的效率和能耗指标值。此外,最大效率和最小能耗对应的接力区位置不尽相同,应根据具体工况合理设计接力区来实现效率和能耗的双目标。

送箱集卡失约下多箱区箱位分配及场桥调度优化

船舶进港前,为避免到港船舶无法按班期及时离港,码头需在规定时间内完成集港作业.堆场按送箱集卡预约到港时间制定箱位分配及场桥调度计划,若送箱集卡失约会导致计划失效,进而产生翻箱问题,影响装船效率.针对送箱集卡失约对箱位分配计划、场桥调度计划及集卡等待时间的影响,提出送箱集卡失约下多箱区箱位分配及场桥调度优化问题.考虑集卡预约时段、场桥间安全距离等约束,以集港时间最短为目标,建立混合整数规划模型.设计混合遗传变邻域算法求解模型,在改进遗传算法的基础上增强其局部搜索能力,通过对比不同算法的实验结果可以看出,该算法收敛速度快,求解结果优.结合集卡实际到港时间,衡量失约对不同情景内完工时间和集卡等待时间扰动,提出干扰恢复策略.实验表明,提出的干扰恢复策略能缩短作业完工时间、降低因送箱失约导致的翻箱量,缩短送箱集卡等待时间,提高堆场作业效率.

基于改进遗传算法的自动化港口贝位两侧进出箱模式下场桥调度模型研究

当前,我国港口智能化基础相对不足,特别是在自动集装箱港口智能管理和控制方面,港口运营效率和智能管理的相关技术还相对落后。在此背景下,针对自动化集装箱港口中具有重要作用的场桥调度展开研究,不同于传统场桥调度,文中采取贝位两侧进出箱的策略来避免集卡在单侧通道进出时导致的等待时间。同时文中构建了单场桥调度数学模型,引入了改进的遗传算法,根据候选集的适应度分布特点来动态调整选择和变异参数,减弱算法迭代过程中种群多样性下降的问题,提升算法求解最优解的能力。最后通过实例验证表明,此模型能在传统模型的基础上有效提高场桥调度任务完成的效率,降低调度所需总时间,提高港口场桥调度效率。

轮胎式自动化场桥箱区防碰撞保护系统的研究与应用

为保证轮胎式场桥的自动化改造及运行时的安全,通过在小车及吊具上安装测距传感器的方式引入防碰撞保护系统。本文将论述这一系统中传感器类型的选择,在小车与吊具上的安装和应用方法及可能的影响因素,为轮胎式场桥的自动化改造作业提供坚实保障。

集装箱场桥双绕组起升电机冗余控制策略

为了解决集装箱码头场桥起升系统中1台变频器出现问题后无法继续完成提升作业的问题,根据双绕组异步电机结构特点,分析场桥双绕组提升机系统的3种工作模式,设计一种双绕组异步电机冗余控制策略,通过使用接触器合理地切换电机绕组,实现电机冗余控制.经在连云港新东方国际货柜码头有限公司场桥项目上试验验证,通过此切换方法实现了起升冗余工作模式,使场桥起升系统在1台变频器出现问题后仍能继续运行,在一定程度上提升场桥提升系统的作业效率,同时为场桥提升系统增加安全保障.

考虑碳排放的集装箱码头场桥调度优化

针对港口低碳发展需求,以场桥和集卡的综合碳排放量最小化为目标,构建集装箱码头场桥调度优化模型,设计遗传算法求解模型,并利用厦门港某码头的实际运营数据验证模型和算法的有效性。结果显示,该模型和算法有效。

场桥大车轮胎跑偏故障原因及解决措施

为了保证轮胎式龙门集装箱起重机(以下简称“场桥”)作业安全和作业出勤率,分析场桥大车轮胎跑偏故障原因,并提出场桥大车轮胎跑偏故障解决措施:加装大车轮胎跑偏检测装置并采用电气联锁保护,使大车在轮胎转向连杆发生故障时及时停机,从而避免对大车机构造成二次损坏,提高设备安全性能。

基于远控自动化轮胎式场桥的叠箱质量优化

为提高堆场叠箱质量,对远控自动化轮胎式场桥的叠箱方式进行优化,对比单点激光测距、二维激光扫描测距、视觉传感器与三维激光扫描等方案在进行叠箱作业时的利弊,分析其误差来源和问题解决思路,为传统码头轮胎式场桥自动化改造在优化叠箱质量、提升叠箱精度方面提供一定的借鉴经验。

基于SAGA算法的双40英尺场桥作业调度优化及比较分析

基于双40 ft场桥的作业特点,建立以最小作业时间为目标的混堆箱区内传统单吊具场桥、单起升双40 ft场桥,以及双起升双40 ft场桥调度模型。通过SAGA(simulate anneal genetic algorithm)算法求解模型,达到了优化场桥设备配置和调度策略、缩短平均装卸时间、提高自动化码头作业效率的目标。对比了不同相邻箱占比、总任务量和贝位数情况下的3种场桥的作业效率。结果表明:在相邻箱占比、总任务量或贝位数不同的情况下,双40 ft场桥效率均高于单吊具场桥,验证了调度模型和算法的有效性。

考虑外集卡的混堆集装箱码头多场桥调度

针对混堆模式下集装箱码头的多场桥调度问题,考虑该模式下内外集卡等待对码头作业成本影响程度的不同,以及多场桥作业时相互间的干扰和堆场内集卡等待时间上限等约束,提出一个多场桥调度整数规划模型。为提高遗传算法的全局寻优能力,设计了新的变异操作,引入了解空间切割方法,并在算法框架中嵌入基因修复技术,提出改进遗传算法进行求解。通过多次数值实验,验证了算法的优越性;基于不同任务规模的实验分析,验证了所提调度方法的有效性。

基于爬山算法的集装箱堆场场桥调度

为提高集装箱码头的运作效率,采用1种基于整数规划模型和启发式算法(爬山算法)的场桥调度混合策略,将场桥调度和堆存空间分配作为整体构建场桥动态调度模型.以上海某集装箱码头堆场为例通过仿真验证该系统,结果表明该模型和算法的有效性和实用性.

集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题

为提高集装箱码头堆场作业效率和降低运营成本,对堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题进行了研究.采用分区域平衡策划方法进行场地策划,考虑场桥间安全距离和场桥作业量均衡,以场桥移动成本和空闲成本之和最小为目标,建立集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化模型.为增强遗传算法的全局搜索能力,将模拟退火思想引入到遗传算法进化过程中,设计模拟退火遗传算法进行求解.通过数值实验验证了算法的有效性,并针对箱区不同规模的出口箱量进行实验分析,结果表明分区域平衡策划方法可以更好地解决箱位分配及多场桥调度协同优化问题.

集装箱码头场桥协同调度研究

针对集装箱港口场桥调度过程中场桥移动路径具有冲突性的特点,提出了将集中决策和多agent建模相结合的优化方法,充分发挥集中决策的高效性和多agent建模的灵活性。通过数值实验和以往的调度方法进行了比较,结果显示得到的调度结果具有良好的可行性。

基于混合遗传算法的混堆箱区内场桥调度研究

所谓混堆模式下集装箱箱区内场桥调度问题,是指在固定时段内,将有限的场桥资源在混堆模式集装箱港口堆场的单个箱区内进行分配和排序,以最大限度地减少该时段内所有任务的等待成本和场桥非装卸成本为目标,并保证不能超过场桥的作业强度极限.在充分考虑了多场桥作业时须有安全距离和不能相互跨越,以及内外集卡的优先级有差异和集卡等待时间有上限等现实约束下,对此问题构建了非线性数学规划模型.基于问题自身的特点设计了基于任务排序的染色体结构,用融入禁忌搜索的混合遗传算法进行求解.最后通过实例分析证明了模型和算法的有效性.

基于缺口应力法的场桥导轨焊接结构疲劳性能评估

为研究焊接工艺对场桥导轨疲劳性能的影响,应用缺口应力法对试件的疲劳性能进行评估.建立了场桥导轨试件的有限元模型,分析了试件形状、尺寸、边界条件对缺口应力值的影响,并根据计算结果绘制了场桥导轨试件的S-N中值曲线和设计曲线.结果表明,试件的形状、尺寸和边界条件均对缺口应力值有一定的影响.缺口应力法适用于场桥导轨焊接结构的疲劳评估,其计算结果可以反映这些客观因素的影响,降低试验数据的离散性,当试件形状相差不大时,以缺口应力表示的试验数据可以用一条S-N曲线进行表征.

基于遗传算法的港口集装箱堆场场桥智能调度优化

以港口集装箱场桥调度为研究对象,建立集装箱场桥的智能调度优化数学模型,设计基于遗传算法的模型求解策略,并根据一个典型港口的实际数据进行验证。运算结果表明,与实际操作及以前的优化算法相比,该方法可较大幅度地缩短作业时间、降低运作成本。