自动化码头考虑缓冲区的AGV和自动堆垛起重机集成调度优化

为实现自动化码头设备的高效作业,在卸船过程中自动化导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)和自动堆垛起重机(AutomatedStackingCrane,ASC)实行集成调度,考虑缓冲区的影响,建立以最小化集装箱完工时间和AGV等待时间为目标的AGV和ASC集成调度混合整数规划模型,采用改进的粒子群算法求解,并通过对比粒子群算法和改进粒子群算法的求解结果,验证模型和改进算法的优越性。研究发现合适的缓冲区容量能够优化AGV和ASC作业协调性,最后给出合理的缓冲区容量下AGV的数量配置、任务分配和ASC装卸顺序调度优化方案,实现码头的高效率运营。

BIM+智慧工地在青岛港自动化码头三期工程中的创新应用

2017年5月山东港口青岛港全自动化集装箱码头正式投产运营,并实现当年投产当年盈利。2021年底着手开展三期工程建设。高质量如期完成施工是自动化码头尽快投入生产的关键。因此本项目结合智慧工地的建设,在质量、工期、效益等方面走在前列,用科学、信息化的手段建设港口工程,在绿色港口科技创新方面做出努力和探索。

妈湾港集装箱自动化码头装卸工艺研究

随着港口航运的发展和港城融合的需要,越来越多建设年代较早、泊位等级低、技术落后、环境不友好的老码头进入改造高峰期。利用这些老码头优越的区位优势和岸线资源进行岸线整合和专业化改造,使其脱胎换骨为一个专业化、自动化、绿色环保低碳的现代化港区,对提高岸线资源利用率和促进港口高质量发展具有重要意义。本文对传统散杂货码头—妈湾港改造为20万吨级集装箱自动化码头的装卸工艺与布置进行了研究,结合项目特点和业主建设要求重点研究了水平运输工艺和堆场工艺,确定了5G+自动驾驶集卡工艺的自动化集装箱港区总体布置技术,通过比选确定了内外集卡交通隔离及交通组织模式,解决了港内无人集卡与港外集卡混合作业的难题。

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%。

一种自动化码头单小车岸边集装箱起重机开闭锁验证方法

为解决船舶作业过程中因卸船箱信息不准确、装船堆场位置错误等问题导致的货运事故,基于自动化码头单小车岸边集装箱起重机作业特点,提出一种开闭锁验证方法,将集装箱箱号、ISO、危标等信息与系统进行匹配判断,可有效杜绝因船箱信息不准确而导致的货运事故。

自动化码头水平运输调度的改进人工蜂群算法

针对实际场景下自动化码头中自动导引车(AGV)的水平运输调度问题,考虑集装箱任务指派和AGV路径规划并将其映射为并行机调度问题,以最小化水平运输耗时为优化目标,构建了自动化码头的水平运输调度数学规划模型。为提高求解质量,开发了一种改进人工蜂群算法。该方法提高了蜂群个体的邻域搜索性能,并引入种群规模自适应机制,根据食物源丰富与否改变种群规模。最后,根据洋山四期自动化码头的历史运营数据设计了不同规模的算例,并将改进算法与多种智能算法及其改进算法进行了对比测试,从而证明了所提算法的优越性和有效性,同时表明开发的算法能够缩短水平运输耗时,为自动化码头提供决策支持。

基于启发式规则的自动化码头换电式AGV调度优化方法

针对自动化集装箱码头的水平运输调度问题,考虑换电式AGV的同步装卸作业模式特点,提出了一种基于启发式规则的AGV调度优化方法。以AGV作业序列和换电时机为决策变量,建立了以最小化AGV空载时间、AGV等待时间、任务等待时间和岸边延误时间总成本为目标的调度模型。在此基础上,设计了基于“任务相对优先级”和“最早可获得时间”启发式规则的改进蚁群算法进行求解。通过数值实验,与不考虑换电过程、传统的启发式规则以及最小化最大完工时间得到的调度方案效果进行验证比较。实验结果表明,本方法提高码头运作效率的同时降低AGV能耗,更符合换电式AGV的实际作业调度。

基于改进CBS算法的自动化码头多AGV无冲突路径规划

针对自动化集装箱码头上自动引导车(automated guided vehicle,AGV)数量增加导致冲突更频繁。提出一种改进的基于冲突的搜索(conflict based search,CBS)算法。底层采用基于曼哈顿距离的A算法,上层结合二叉树原理建立冲突树对AGV之间的冲突进行规避。以最小化AGV在岸桥和堆场之间的总路径长度为目标,使用栅格法建立AGV路网模型。考虑AGV之间的点冲突与边冲突,将自动化码头多AGV无冲突路径规划问题规约为多智能体寻径问题。实验结果表明,所提出的算法在保证堵塞率为0%的前提下,缩短总路径长度并提高运算速度,验证算法的有效性。

适配多种装船模式的自动化码头车序控制方法

针对自动化集装箱码头装卸作业中交通拥堵和集装箱倒箱问题,结合码头不同装船作业顺序的要求,文中提出一种适配多种装船模式的自动化码头车序控制方法。基于码头生产实际,提出3种装船作业模式,选择装船次序要求最高的严格模式作为研究对象,给出一种将静态规划和动态规划相结合的复合车序控制方法。通过仿真软件Anylogic建立复合车序控制策略与码头原有方案的对照模型,仿真结果显示:复合车序控制方法相较于原有的策略,提高了10%的集装箱装卸效率和6.25%的岸边集装箱起重机利用率,并降低了15.4%的ART单次作业用时。研究表明:此复合车序控制方法有效减少了运输车辆等待时间,提高了岸边集装箱起重机装船作业效率。

自动化码头智能运输机器人差速调序控制仿真分析

文中针对自动化集装箱港口装卸作业中交通拥堵和效率低下的问题,在传统智能运输机器人无差速调控策略基础上,提出一种适用于自动化码头智能运输机器人的差速调序策略。该策略通过控制智能运输机器人行驶过程中的车速,调整智能运输机器人到达岸边集装箱起重机作业位置的时间,以保证集装箱装船次序。最后,利用专业仿真软件Anylogic建立码头模型,对差速调序方案与无差速方案进行分析比较。仿真结果显示,差速调序策略相较于无差速策略在排队时间,装卸效率等指标上提升了55.77%和5.3%。研究表明,与无差速方案相比,差速调序策略可以有效提高码头作业效率,解决码头拥堵问题。

自动化码头AGV运行区场地方案分析

结合自动化码头AGV的运行特性,分析沥青混凝土和水泥混凝土在码头路面建设中的优缺点及使用中可能存在的问题,为自动化码头水平运输系统路面材料选型提供参考。

自动化码头新一代智能管控系统关键技术研究与应用

为实现自动化码头向智能化的跃迁,上海国际港务(集团)有限公司联合其他6家单位组建“自动化码头新一代智能管控系统关键技术研究与应用”攻关项目组,以“核心技术完全自主可控、持续保持国际领先”为目标,积极应对码头业务规模不断扩大、接入设备不断增多、海量数据不断汇集带来的新挑战,并以全球规模最大的自动化集装箱码头--上海港洋山四期码头为应用场景,在现有自动化管控系统ITOS基础上,打造新一代智能管控系统,全面提升码头运营效率和智能化水平,取得丰硕技术成果和显著应用效果。

自动化码头对我国港口经济的影响及未来发展对策

由于自动化技术的发展,国内外造船厂建设都取得了长足的进步。自动化码头对经济的影响非常重要。本文提出提高自动化码头的作用,促进港口经济发展的措施和建议。在全球经济一体化深入、世界经济持续增长和国际贸易快速发展的今天,港口不仅是进出口集散地,也是全球集散网络的重要节点。

全自动化码头智能导引车系统关键技术及场景应用

全自动化码头是航海领域的新课题。目前,全国仅有六座全自动化码头,智能导引车系统是传统码头自动化升级的战略选择。在2023世界机器人大会机器人产业链协同创新论坛上,上海振华重工(集团)股份有限公司设计研究总院智慧研究院副院长王振国指出,智能导引车系统是全自动化码头的重要组成部分,倡议各合作伙伴走好重工领域国产化之路,共同支撑中国制造业产业链健康发展。

考虑充电过程的自动化码头AGV调度

为了降低自动化集装箱码头充电过程对自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)调度的影响,以提高AGV的作业效率,考虑AGV实际充电需求和空重载耗电差异,以最小化最大完成工时为目标,以AGV电池电量为约束条件,应用遗传算法,构建考虑充电过程的自动化码头AGV作业调度模型。设计3种充电策略,并进行优劣性对比,分析各策略对作业时间的影响。检验结果表明,与传统的充电策略相对比,充电区间设定为50%~65%的机会式充电策略,完成任务总时间和充电时长最优,可以有效提高AGV作业效率。

自动化码头AGV电池备件与充电机配置联合决策

以自动化集装箱码头换电式自动导引车(automated guided vehicle,AGV)电池换电系统为研究对象,采用双有限源封闭循环描述AGV电池换电队列与充电队列,以满足一定工作水平下的总成本最低为目标,基于马尔可夫过程建立电池备件和充电机配置联合优化模型。通过遗传算法求解,得到最优电池备件数与充电机数量。研究结果表明,电池备件数或充电机数过少时,将产生高额的惩罚成本与利润损失。相较于传统的用一备一策略,采取最优策略使得运营总成本显著降低。

自动化码头多AGV路径冲突的优化控制研究

针对自动引导车(AGV)在自动化码头水平运输过程中可能发生的路径冲突问题,提出一种将AGV路径容量、安全距离、行驶时间及行驶速度相结合的多参数优化控制模型.Dijkstra算法规划多条AGV路径,位向量交集运算法检测路径冲突,改进的速度控制策略通过控制AGV在冲突节点处的行驶速度,解决冲突问题.对某自动化码头的AGV路网进行仿真实验和分析.比较停车策略、速度控制策略和改进的速度控制策略的结果,验证了改进速度控制策略在AGV路径冲突问题中的可行性及有效性.

基于高精地图的自动化码头ART动态路径规划研究

针对自动化集装箱码头ART路径规划问题,在分析运输车辆运动学特性的基础上,提出一种基于动态高精地图的自动化码头ART动态路径规划方法,通过高精地图实时存储和更新港区道路信息,利用北斗卫星定位技术精准获取ART位置,设计A-star算法为ART规划全局最优作业路径,结合局部精细化引导和单车执行控制策略完成ART转弯和避障等动作,为作业过程中ART规划出最优行驶路径。与现有技术相比,该方法根据道路实际情况动态调整线路,可缩短运输行车时间,提高水平运输效率。

基于环岛策略的自动化码头AGV路径仿真优化

随着自动化集装箱码头的广泛使用,水平运输环节逐渐成为制约码头作业效率的新瓶颈。为避免AGV在交叉路口产生排队等待,采用虚拟环岛策略,并根据AGVs运行机理,考虑边装边卸作业工况,利用e M-Plant仿真软件建立包括岸桥、AGV和堆场在内的集装箱码头仿真模型,最后通过变动支路数量和位置,来比较AGV不同行驶路径对码头作业效率产生的影响。研究结果表明:AGV选择不同的行驶路径在一定程度上影响着码头的作业效率。实验结果为提高码头作业效率,优化码头前沿路径提供一定参考依据。

基于层次分析法模糊综合评价算法的自动化码头设备选型研究

为实现集装箱码头高效装卸作业,最大限度缩短船舶在港时间,世界各国集装箱码头均在不断改进岸边集装箱桥式起重机结构,提高码头自动化及智能化程度,以追求更高的装卸船效率。文中以目前自动化集装箱码头主要使用的单小车与双小车岸边集装箱起重机为研究对象,提出其优越性评价指标,计算单小车及双小车岸边集装箱起重机的装卸效率,使用层次分析法模糊综合评价法对2种岸边集装箱起重机结构进行综合评价,得出自动化集装箱码头在使用岸边集装箱起重机+AGV(IGV)+轨道式集装箱门式起重机的模式时,双小车岸边集装箱起重机更具有优越性。