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。

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。

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。

面向顺岸式集装箱码头堆场多种车道布局的自动化场桥调度算法设计与应用

为了优化完善传统码头操作系统的自动化场桥调度功能,以天津港自动化场桥智能调度控制系统为例,考虑堆场不同车道布局下的场桥调度需求和堆场作业策略需求,结合通用规则、量化评分机制和特殊规则,设计面向顺岸式集装箱码头堆场多种车道布局的自动化场桥调度算法。自动化场桥智能调度控制系统应用实践证明:面向顺岸式集装箱码头堆场多种车道布局的自动化场桥调度算法具有可行性和灵活性,能够有效提高堆场作业效率,并降低场桥作业能耗。

场桥轮胎吊的运行噪音控制技术研究

随着港口集装箱运输量的不断增加,场桥轮胎吊(RTG)的运行噪音问题日益突出,严重影响了周围环境和作业人员的健康。本文研究了港口起重机械的轮式起重机运行造成的噪音来源和传播特点,同时对机械传动系统、电动机与轮胎系统、轮胎与地面接触以及环境条件对噪音产生作用进行深入的探究,在此基础之上,开发出相匹配的减噪技术,包括减振降噪技术、结构设计优化、电动机噪音控制技术、轮胎材质与设计优化、地面铺设材料的选取和隔音屏障与吸音材料的运用。

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。

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.

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.

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。

多箱区多场桥调度优化模型及算法实现

为探究在预知集卡进场时间与运载任务的条件下,如何低成本、高效率地对多场桥进行调度这一难题,本文以多箱区多场桥调度为研究对象,以场桥移动成本与时间窗下场桥与集卡之间的等待罚金之和最小为目标,以场桥间作业安全距离为约束,并考虑场桥作业时间的均衡性,建立数学模型.利用模拟退火算法对模型进行求解,并利用MATLAB实现算法编程.根据某港口的实例数据,通过应用程序进行多场桥调度的算法求解.求解结果与实际人工操作相比,运作成本大幅降低,作业时间也缩短,这验证了本文调度优化模型及其实现算法的有效性与显著性.

基于混合演化策略算法的多场桥调度优化

针对集装箱堆场多场桥调度问题,构建调度模型,提出一种混合演化策略算法。采用基于实数的四维个体编码方法,设计了基于三点交叉互换的重组算子以及基于两点互换的变异算子,并采用三种不同的局部搜索策略来优化算法的性能。通过算例分析证明混合演化策略算法在优化多场桥调度问题时的有效性。在三种不同的局部搜索策略中,基于互换操作的局部搜索策略要优于其他两种,能明显改善演化策略算法的优化性能。最后,通过一组对比试验对局部搜索的次数进行了分析。

混堆模式下多箱区场桥联合调度

为了在提升港方整体服务水平的同时降低运营成本,对固定时段内堆场混堆模式下多箱区的场桥调度问题进行了研究。以场桥移动、转场成本与内外集卡等待成本之和最小为目标,重点考虑场桥在箱区间的合理共享、场桥作业量的均衡、场桥与集卡的有效衔接3个方面,建立了混堆模式下多箱区场桥联合调度的非线性数学规划模型。基于问题特点设计了基于场桥作业序列和作业量的两部分染色体编码方式,利用嵌入解空间切割策略和染色体修复技术的改进遗传算法进行求解。算例试验分析结果表明,应用该模型和算法得出的调度方案效果良好,从而验证了它们的可行性和有效性。

港口集装箱多场桥装卸动态调度模型研究

集装箱物流的高速发展,使得集装箱码头操作越来越繁忙,整个流程瓶颈问题已经由岸边操作转化为场地操作。为此建立有效、准确的场桥调度模型,减少集卡和场桥等待时间,成为提高整体港口操作效率的关键。在堆场混堆模式下,多台场桥连续进行集装箱的装箱和卸箱操作,以存取箱作业完成时间最小化和延迟时间最小化为目标,考虑了多台场桥间的安全距离和设备干扰,以及混堆模式下场桥装箱和卸箱的连续操作,建立了混合整数数学模型,并对模型采用Cplex进行优化求解,得到场桥的最优调度方案。经以港口实际数据为算例,计算得出的结果与实际相符。

集卡与岸桥及场桥联合调度模型优化

分析了集装箱码头中的集卡与岸桥、场桥联合调度;基于集卡运输时间与等待岸桥、场桥时间之间的权重系数考虑,建立了以等待岸桥、场桥作业时间与集卡运输时间之和最小为目标的联合调度优化模型,为集装箱码头装卸作业调度提供了决策支持;算例验证了模型的有效性和实用性。

一种基于最佳优先搜索算法的集装箱堆场场桥调度策略

集装箱堆场管理承担着集装箱码头较多的业务,对整个集装箱码头的运作效率有着较大的影响.由于堆场中各箱区作业量是实时变化的,因此对堆场设备的动态调度就显得尤为重要.在以提供一种新颖的场桥调度策略为目标的情况下,构建了一种基于整数规划的场桥动态调度模型,该模型以各箱区各时段预测的工作量为前提,以达到各时段中剩余的总工作量最小的目标.由于该模型的求解属于NP(nondeterministic polynomial)难问题,所以采用了一种启发式算法:最佳优先搜索算法,来作为求解该模型的算法.最后,通过对某集装箱码头堆场的仿真来说明该系统,结果表明该模型和算法的有效性和实用性.

彩色噪声输入下的场桥结构工作模态参数识别技术

为检验在彩色噪声输入下平衡实现(Balance Realization,BR)法对港机结构工作模态参数识别的有效性,对工程上常见的彩色风谱及路谱进行数值模拟,并将其加载在场桥结构的有限元模型上进行计算,得到结构各节点的输出响应;应用BR法对结构的输出响应进行模态参数识别,得到的结果与用有限元方法计算的结果吻合良好,且其各阶模态相互独立、正交性良好.由此表明,可应用BR法进行港机结构彩色噪声输入下的工作模态参数识别.

混堆集装箱箱区内场桥调度模型与算法

在混堆模式下的集装箱港口中,场桥(YC)调度是否合理直接影响着堆场的作业效率。考虑到混堆箱区内各任务对应的内集卡或外集卡到达时刻的不同,以及内外集卡优先级别的差异,构建了一个以所有集卡的等待成本和场桥的总移动成本最小为目标的场桥调度(YCS)模型,并设计了对应的遗传算法,给出了相应遗传算子的操作规则,通过算例的求解验证了模型与算法的有效性。