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。

智能化集装箱码头地面解挂锁工艺方案研究

无论是传统集装箱码头还是自动化集装箱码头装卸船作业时,解挂锁销作业是必不可少且极为重要的环节,在一定程度上影响和制约着码头的装卸船作业效率。智能化、自动化集装箱码头解挂锁工艺方案的确定很大程度上取决于岸桥设备的选型和集装箱码头对岸桥装卸船效率指标的要求水平。本文结合天津港北疆港区C段智能化集装箱码头项目的工程特点、建设规模及装卸船设备选型,介绍与单小车岸桥适配的地面相对固定的解挂锁工艺方案。

AGV装卸位非平行于岸线的前沿作业区布置设计

国内外现有自动化集装箱码头前沿作业区普遍采用AGV装卸位平行于码头岸线的布置形式,针对该种布局存在的码头前沿水平作业区占地面积过大、AGV转弯次数较多等问题,提出了一种AGV装卸位非平行于码头岸线的新布局。从前沿水平作业区场地面积、对AGV装卸方式、AGV循环效率和能耗等方面对两种布局进行对比分析,结果表明新布局具有显著优势,可供未来自动化集装箱码头前沿布局设计参考。

集装箱码头装卸混合调度模型

为提高集装箱码头作业效率,建立装卸混合调度模型,并设计两阶段禁忌搜索算法的求解方法:通过禁忌搜索算法决定进口集装箱的堆存位置;基于堆存方案执行另一禁忌搜索算法,获得集卡的优化调度方案,然后再决定装卸桥作业顺序、计算装卸总作业时间,且将结果反馈到第一阶段的搜索过程,通过两阶段搜索过程的反馈优化装卸调度.算例表明,两阶段禁忌搜索算法可以获得满意求解结果;与装卸分别调度相比,装卸混合调度模型可以提高集卡利用效率.

“岸桥—集卡—堆场”双向作业协同模型

为了提高集装箱码头作业效率及客户的满意度,在计划周期范围内,本文考虑客户的集港、提箱业务需求,结合岸桥、堆场龙门吊的装卸序列,建立了'岸桥-集卡-堆场'双向作业计划协同优化模型.场内集卡在所有的船舶间共享,以减少内部集卡在码头区域的空驶率,降低客户集港、提箱的等待时间,从而实现系统整体优化.鉴于模型的复杂性,设计了混合智能算法对其求解.数值试验结果表明,模型和算法可行有效,岸桥作业效率提高28.2%,集卡作业效率提高34.6%,龙门吊作业效率提高15.9%,为集装箱码头实际作业计划提供了依据.

自动化集装箱码头装卸工艺仿真

详细分析了由双40英尺集装箱岸桥、低架桥分配系统和轨道式集装箱起重机(RMG)构成的一种自动化集装箱码头新型装卸工艺,定义了该工艺关键设备的事件信息,基于事件驱动和虚拟现实技术构建了其装卸工艺仿真系统,对集装箱装卸工艺进行了仿真。重点分析了该新型工艺系统下岸桥和低架桥的装卸作业特性,并计算了该工艺方案关键设备的作业效率。仿真结果表明,新装卸工艺的自动化集装箱码头相对于传统集装箱码头具有较高的装卸效率。

一种基于闭排队网络的集装箱码头设备配置优化模型

将集装箱码头龙门吊装卸工艺抽象为闭排队网络模型,采用估算均值法计算了顾客到达和服务时间分布为一般情况的闭排队网络系统性能指标。仿真结果表明,闭排队网络模型计算结果可以为集装箱码头设备配置提供一定的决策支持。

自动化集装箱码头平面与工艺总体布局现状与发展趋势

自动化集装箱码头是未来港口发展的必然趋势,但仍存在初期建设投资高阻挡了部分小型企业发展自动化的进程、单一技术路线无法满足自动化集装箱码头个性化的“私人订制”服务需求、现存在营的传统集装箱码头自动化改造技术仍有待突破等问题。近年来,在建设交通强国、海洋强国的背景下,结合全球自动控制、人工智能、视觉计算、大数据等现代科技的应用,以港口工业化、智能化、绿色化和产业化转型为导向,在多样性平面总体布局、新型装卸设备升级两方面探讨自动化集装箱码头的发展现状与趋势,以适应国内外自动化码头快速建港的需求与高质量发展,为本领域工程建设提供借鉴。

同贝同步模式下的集装箱装卸作业调度优化

同贝同步装卸是集装箱码头一种新的作业组织模式,可以大幅度提高码头装卸效率,本文建立了同贝同步装卸调度整数规划模型,通过优化同贝同步作业每贝中舱和栈的装卸作业顺序,减少岸桥的作业时间;同时,通过优化堆场的集装箱装船顺序,降低堆场场桥的翻箱时间,进而减少船舶在港时间.针对该模型的特点推导出了该问题的一个理论下界值,并设计了遗传算法进行求解,通过与理论下界值以及与现行调度方法的对比实验,显示了模型与算法的有效性与实用性.

适用于江海联运海港自动化集装箱码头的总体布置方案

针对具有驳船小港池的海港集装箱码头的特点,结合自动化集装箱码头建设发展的需要,突破自动化集装箱码头堆场垂直于码头前沿线布置的局限性,创新提出堆场箱区平行于码头前沿线布置的总体自动化集装箱码头方案。引入智能驾驶与卫星导航等技术,采用智能驾驶运输车替代传统集装箱卡车,从而使平面工艺总体方案适用于江海联运吞吐量占比高的运输模式,同时实现港区自动化,降低建设与运营成本,为我国传统集装箱码头的自动化升级改造提供借鉴。

集装箱码头装卸设备配置优化研究

研究了集装箱码头运用双小车岸桥的装卸设备配置问题,通过构建一个包括岸桥、龙门吊和集卡的动态多级排队网络,考虑码头装卸运作中的随机因素,建立集装箱码头装卸作业模型,并运用Witness仿真系统来描述集装箱码头装卸系统,用仿真法求解集装箱码头装卸设备的最优配置。通过对系统输出指标的分析得出了集装箱码头装卸作业的最优配置比,仿真结果表明最优配置可充分提高集装箱码头装卸设备的使用效率。

基于模拟与整数规划方法的多码头集装箱港口装卸设备投资优化模型及其在上海港的应用

将模拟与整数规划相结合,提出一种适用于具有多码头的集装箱港口装卸设备的动态投资优化方法,得到港口装卸设备分码头、分年度的投资计划．模型从整体最优的观点出发,以港口内各集装箱码头的总成本最小为目标,对各码头进行统筹安排;此外,模型反映了码头效率和设备配比的动态性,因此更接近港口实际．

出口箱随机入港下的集装箱码头泊位调度

针对港口竞争环境下产生的出口箱随机入港分散堆放策略,综合考虑出口箱堆场堆存位置分布以及泊位分配与集卡路径之间的相互影响,提出了出口箱随机入港下的集装箱码头泊位调度问题,并以船舶停靠泊位为决策变量,以所有集卡行驶总路径最短为目标函数,建立了泊位调度优化模型。采用基于遗传算法的启发式算法,对遗传算子进行了改进设计。最后,应用算例对模型和算法进行仿真实验,并将优化后结果与传统的先到先服务泊位调度模式进行比较分析。结果表明:以集卡行驶总路径为考量的泊位调度优化可使集卡行驶总路径缩短11.51%,可明显降低港口的运营成本,同时获得合理的泊位分配计划,模型和算法可行有效。

同船装卸协调作业模式下的集卡路径优化调度

为提高集装箱码头的装卸作业效率,合理使用集装箱码头作业机械资源,研究了基于同船同步装卸协调作业情况下集卡行驶路径问题,并综合考虑了岸桥的作业时间,使得在这种装卸调度模式下,集卡的行驶时间和岸桥装卸集装箱的总作业时间最小.并对所建模型进行了数值模拟,给出了集卡行驶的最优路径,岸桥进行装卸同步作业的次数.与传统的调度模式相比较,大大缩短了集卡的行驶时间以及降低了集卡的空载率,同时也提高了岸桥的作业效率,总体提高了机械设备的利用率.

集装箱码头装卸作业的协同与优化

港口集装箱装卸作业系统的开放性、复杂性、随机性的要求,建立基于多智能体的港口集装箱装卸作业协同优化系统,用强化学习算法与经验知识相结合实现单项作业智能体的结构,通过点对点的通讯方式以及对策论与社会规则相结合的协同优化方法,实现集装箱码头装卸作业的协同与优化.

基于混堆的集装箱同贝位同步调度方法

本文针对集装箱码头内装卸桥、集装箱卡车与龙门吊三者对集装箱装卸问题,基于现今码头同步装卸技术的思想,在深入分析研究该项技术在集装箱装卸调度方法的实际应用基础上,提出了基于混堆的集装箱同贝位同步调度方法,建立了集装箱卡车总行驶距离最小的数学模型,并对模型进行求解。运用Matlab进行数值模拟,对比传统单程装卸模式的数据,验证了基于混堆的集装箱同贝位同步调度方法的可行性与有效性。

集装箱港口装卸同步作业模式下的协调调度研究

研究如何在单船舶多桥吊的条件下实现集装箱港口装卸同步作业,通过二阶段建模,引入混合车间调度模型,并采用多层编码遗传算法与0-1整数规划模型求解,最后用实例验证其可行性,得到装卸同步作业进出口集装箱装卸序列以及设备调度优化方案。结果证明,在此作业模式下作业时间减少17%,桥吊和集卡在一定程度上实现了"满去满回"状态,降低了设备空载率,提高了作业效率,缩短了船舶在港停留时间。

基于舱位协同作业的集装箱同步装卸方法

在集装箱同步装卸方法的研究基础上提出了舱位协同作业,建立了基于岸桥与集卡加权作业时间最短的多目标优化模型.求解同一个贝位中不同舱位的最优装卸顺序,及优化后的集卡与岸桥作业时间.通过数值模拟与传统装卸策略的数据对比,验证了基于舱位协同策略的集装箱同步装卸方法的可行性与有效性,为改进国内大多数港口传统装卸方法提供了参考.

基于堆场混堆的集装箱异贝位同步调度方法

针对集装箱码头内装卸桥、集装箱卡车与龙门吊三者对集装箱装卸问题,基于现今码头同步装卸技术的思想,在深入分析研究该项技术在集装箱装卸调度方法的实际应用基础上,结合集装箱贝位协同作业的同步装卸方法,提出了基于堆场混堆的集装箱异贝位同步调度方法,建立了集装箱卡车总行驶距离最小的数学模型,并运用单亲遗传算法对模型进行求解。运用Matlab进行数值模拟,对比传统单程装卸模式的数据,验证了基于堆场混堆的集装箱异贝位同步调度方法的可行性与有效性。

需求约束下集装箱码头装卸设施配置逆优化模型

为了解决需求不足的条件下,集装箱码头装卸设施配置优化问题,构建了集装箱码头装卸设施配置的逆优化模型,并给出了基于互补松弛定理的求解方法.研究结果表明,以效率最大为目标,以现有资源为约束的优化模型,在面临市场需求不足时,存在资源浪费.不同资源消减方案的成本不同,逆优化模型可以找到成本最小的资源消减方案.