專利名稱：一種自動(dòng)化碼頭的橋吊計(jì)劃調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)化碼頭領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化碼頭計(jì)劃作業(yè)的 橋吊計(jì)劃調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
由于經(jīng)濟(jì)全球化以及國際貿(mào)易的日益密切，集裝箱碼頭的吞吐量在日益增大，客 戶對(duì)于服務(wù)的要求也在日益提高。在這樣的背景下，能否在相同的時(shí)間內(nèi)完成更多的船舶 裝卸并準(zhǔn)時(shí)地把貨物送到客戶手中成為現(xiàn)今國際集裝箱碼頭的一個(gè)需求現(xiàn)狀。當(dāng)然，從硬 件方面，碼頭可以選擇擴(kuò)建泊位跟投入先進(jìn)設(shè)備來達(dá)到這個(gè)目的，但是需要的時(shí)間和投資 是一個(gè)巨大的難題，而且對(duì)于一些小的國家來說土地的利用問題是一個(gè)最大的限制條件。 然而，從軟性方面，碼頭可以選擇優(yōu)化流程來輕松地達(dá)到這個(gè)目的，自動(dòng)化操作和技術(shù)優(yōu)化 既節(jié)約了土地，時(shí)間和資金，還減少了人力成本，對(duì)于碼頭來說是最優(yōu)的選擇。集裝箱碼頭系統(tǒng)分為計(jì)劃和控制兩個(gè)系統(tǒng)，計(jì)劃系統(tǒng)的作用是對(duì)碼頭內(nèi)部的各種 作業(yè)進(jìn)行計(jì)劃管理，從而實(shí)現(xiàn)有效地控制和設(shè)備調(diào)度。如果計(jì)劃不夠合理，控制系統(tǒng)就不能 完成計(jì)劃的安排，將直接影響到碼頭的作業(yè)效率跟服務(wù)水平。因此，制定有效的計(jì)劃對(duì)于碼 頭的日常運(yùn)營是至關(guān)重要的。以往的自動(dòng)化碼頭系統(tǒng)僅僅在功能上實(shí)現(xiàn)了碼頭的作業(yè)流程，而在系統(tǒng)優(yōu)化方面 缺乏進(jìn)展。然而，橋吊計(jì)劃是碼頭計(jì)劃系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是連接計(jì)劃系統(tǒng)跟控制 系統(tǒng)的橋梁。同時(shí)，橋吊的工作效率也是衡量碼頭作業(yè)效率的一個(gè)重要指標(biāo)。如果流程得 不到優(yōu)化，沒有一個(gè)好的調(diào)度計(jì)劃，橋吊的工作效率不會(huì)得到提高。如何能保證橋吊的連續(xù) 工作，減少因其他橋吊的妨礙造成的時(shí)間空閑以及如何能均衡各橋吊的工作量，最小化船 舶的裝卸時(shí)間成為目前自動(dòng)化碼頭系統(tǒng)中亟待解決一個(gè)重要難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種自動(dòng)化碼頭的橋吊計(jì)劃的調(diào)度方法，該方法可以優(yōu)化自動(dòng)化 碼頭裝卸流程，縮短碼頭裝卸時(shí)間。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì) 劃調(diào)度方法，包括以下步驟a.根據(jù)船圖和裝卸配載圖生成任務(wù)簇，所述任務(wù)簇包含具有相同屬性的箱子；b.根據(jù)橋吊的裝卸箱量和橋吊的限制條件得到橋吊的初始位置和作業(yè)范圍；c.通過一種或多種篩選條件將任務(wù)安排給橋吊，得到初始任務(wù)序列。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟a中的任務(wù)簇是由用戶自行定義，或者是根據(jù) 預(yù)定的規(guī)則自動(dòng)生成。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述方法是根據(jù)箱子的第一屬性生成任務(wù)簇，所述第一 屬性包括裝卸工作類型、甲板位置或大小及其組合。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述方法還包括根據(jù)箱子的第二屬性將任務(wù)簇分為任務(wù)
4組，所述第二屬性包括箱子的目的港或類型及其組合。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟b中，根據(jù)箱子的數(shù)量來分配橋吊的裝卸箱量， 如果工作模式為先卸后裝，則所述裝卸箱量為卸箱數(shù)量；如果工作模式為裝卸同時(shí)，則所述 裝卸箱量為裝箱量、卸箱量之和。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述橋吊的限制條件包括電纜長度和/或可用時(shí)間。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟c中任務(wù)安排給橋吊的步驟包括從總?cè)蝿?wù)集中篩選出符合篩選條件的候選任務(wù)集；從候選任務(wù)集中對(duì)各任務(wù)進(jìn)行比較得到目標(biāo)任務(wù)安排給橋吊；以及最后再根據(jù)目標(biāo)任務(wù)內(nèi)的任務(wù)組安排箱子到堆場(chǎng)并更新任務(wù)完成時(shí)間。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在步驟c中通過比較每個(gè)橋吊所安排的任務(wù)數(shù)來動(dòng)態(tài)分 配任務(wù)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)任務(wù)組的類型指定不同的堆垛進(jìn)行卸箱或者裝箱。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述篩選條件包括以下的任意組合箱子的裝卸順序及位置關(guān)系；任務(wù)橋吊工作范圍以內(nèi)；任務(wù)橋吊可用時(shí)間范圍以內(nèi)；箱子的位置不會(huì)對(duì)其他橋吊產(chǎn)生碰撞。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述箱子的裝卸順序及位置關(guān)系的條件包括箱子的裝卸優(yōu)先級(jí)；以及任務(wù)簇的裝卸優(yōu)先級(jí)，其包括以下條件的任意組合在先裝后卸的模式中，卸載的任務(wù)簇先行處理；在同一貝中，先卸后裝；在卸箱過程中，同一貝內(nèi)甲板上的任務(wù)簇優(yōu)先于甲板下的任務(wù)簇；以及在裝箱過程中，同一貝內(nèi)甲板下的任務(wù)簇優(yōu)先于甲板上的任務(wù)簇。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，比較候選任務(wù)與任務(wù)橋吊的當(dāng)前位置，選擇距離較小的 作為目標(biāo)任務(wù)；如果有多個(gè)任務(wù)均具有最小值，則通過隨機(jī)選擇其中一個(gè)做為目標(biāo)任務(wù)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在步驟c之后還包括d.通過局部搜索優(yōu)化初始任務(wù)序列并得到最優(yōu)解。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的局部搜索包括比較各橋吊計(jì)劃完成時(shí)間找到完成時(shí)間最長的橋吊，將其中的某個(gè)任務(wù)轉(zhuǎn)移到相 鄰的橋吊來優(yōu)化船舶的總裝卸時(shí)間；以及更換橋吊中的部分任務(wù)的順序來優(yōu)化橋吊的總移動(dòng)時(shí)間。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在步驟c之后還包括e.對(duì)執(zhí)行任務(wù)反饋的結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)整以保證各橋吊工作負(fù)荷均衡以及船 舶裝卸時(shí)間的最小化。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，對(duì)執(zhí)行任務(wù)反饋的結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)整的步驟包括 當(dāng)裝卸計(jì)劃中每一個(gè)任務(wù)簇被執(zhí)行完成時(shí)，反饋任務(wù)的實(shí)際完成時(shí)間，通過比較計(jì)劃完成 時(shí)間來檢查后續(xù)任務(wù)的狀態(tài)，如果各橋吊之間計(jì)劃完成時(shí)間發(fā)生偏差，對(duì)后續(xù)任務(wù)進(jìn)行重 新計(jì)劃。
本發(fā)明的自動(dòng)化碼頭的橋吊計(jì)劃的調(diào)度方法根據(jù)任務(wù)類型將船上的箱子分成各 個(gè)小的任務(wù)，使箱子在堆場(chǎng)的計(jì)劃安排過程中可以有效地進(jìn)行分配；本發(fā)明還兼顧了諸如橋吊之間的防碰撞問題等限制，使橋吊在任務(wù)的執(zhí)行過程中 互不妨礙。本發(fā)明在得到橋吊裝卸序列后可對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最優(yōu)化橋吊的最終完成時(shí) 間，使得計(jì)劃船舶能夠在最少的時(shí)間內(nèi)完成裝卸。在實(shí)際運(yùn)行階段中當(dāng)每一簇的任務(wù)完成后系統(tǒng)返回執(zhí)行結(jié)果，本發(fā)明會(huì)根據(jù)執(zhí)行 結(jié)果對(duì)后續(xù)任務(wù)序列檢查并在必要時(shí)進(jìn)行重新計(jì)劃，以保證橋吊不會(huì)因?yàn)閳?zhí)行時(shí)間的誤差 產(chǎn)生碰撞，同時(shí)也保證了在實(shí)際執(zhí)行結(jié)果改變的情況下仍然保持橋吊的任務(wù)均衡以及裝卸 時(shí)間的最小化，使得計(jì)劃和控制能夠緊密地結(jié)合在一起。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具 體實(shí)施方式作詳細(xì)說明，其中圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例的調(diào)度方法的主要流程示意圖；圖2示出了本發(fā)明一實(shí)施例的生成及優(yōu)化任務(wù)序列的過程；圖3示出了本發(fā)明一實(shí)施例的初始解生成示意圖；圖4示出了本發(fā)明一實(shí)施例的最優(yōu)解生成示意圖；圖5示出了本發(fā)明一實(shí)施例的一個(gè)任務(wù)簇圖例；圖6示出了圖5的任務(wù)簇經(jīng)過合并后的任務(wù)簇圖例；圖7示出了本發(fā)明一實(shí)施例的一個(gè)任務(wù)組圖例；圖8示出了本發(fā)明一實(shí)施例的任務(wù)簇關(guān)系示意圖；圖9示出了本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)移任務(wù)簇的示意圖；圖10示出了本發(fā)明一實(shí)施例的交換任務(wù)簇的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種自動(dòng)化碼頭橋吊計(jì)劃的調(diào)度方法，參考圖1和圖2所示，該方法 100包括步驟102，根據(jù)船圖和裝卸配載圖生成任務(wù)簇。任務(wù)簇是一堆具有相同的第一屬性的箱子的單位，其劃分方法主要是根據(jù)下列第 一屬性的組合箱子的作業(yè)方式(如裝/卸)，位置(如同貝(bay)甲板上/下)，大小(如 20/40英尺)。在圖5所示的一個(gè)示例中，船貝26—共有5個(gè)任務(wù)簇1-5。如果考慮到雙 箱操作，可以將兩個(gè)奇數(shù)貝的20英尺箱合并作為一個(gè)任務(wù)簇。即由圖5中的任務(wù)簇1和任 務(wù)簇2變?yōu)閳D6中的任務(wù)簇1和任務(wù)簇2，圖5中的任務(wù)簇4和任務(wù)簇5變?yōu)閳D6中的任 務(wù)簇4，這樣一來船貝26的任務(wù)簇就由5個(gè)變?yōu)?個(gè)。因此任務(wù)簇的定義可以是十分靈活 的，可以根據(jù)用戶不同的需要進(jìn)行拆卸組裝，與主流程之間可以分離而通過接口進(jìn)行計(jì)算， 十分方便。任務(wù)組是任務(wù)簇中的一堆具有相同的第二屬性的箱子的最小單位，其劃分方法主 要是根據(jù)下列第二屬性的組合箱子的目的港，箱子類型(如冷凍箱/危險(xiǎn)箱)。在圖7所示的一個(gè)示例中，字母代表不同的目的港，數(shù)字則代表不同的箱子類型。圖7中40英尺箱 的任務(wù)簇中包含了 3個(gè)不同的任務(wù)組SO、Si、H0。步驟104，根據(jù)橋吊的裝卸箱量和橋吊的限制條件得到橋吊的初始位置和作業(yè)范圍。裝卸箱量的計(jì)算在先裝后卸和先卸后裝兩種裝卸方式中是不一樣的，考慮到橋吊 在裝卸過程中的移動(dòng)會(huì)帶來碰撞問題，每個(gè)橋吊的工作量需要均衡。因此在一個(gè)實(shí)例中，在 先裝后卸的過程中只計(jì)算卸的箱量，后期裝的部分可通過優(yōu)化環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，初始位置主 要由卸箱數(shù)量來決定；而裝卸同時(shí)的過程則是裝和卸的總箱量，初始位置主要由裝卸箱量 之和來決定。同時(shí)橋吊的限制條件會(huì)影響初始位置。橋吊的限制條件主要是電纜長度，其次是橋吊的安排時(shí)間。比如，某些橋吊可能因 為正在其他船舶上作業(yè)，需要結(jié)束后才能移動(dòng)到本船舶來繼續(xù)作業(yè)。通過裝卸箱量和橋吊數(shù)量，以及上述兩個(gè)限制條件，可以計(jì)算出每個(gè)橋吊的初始 位置以及作業(yè)范圍。圖2示出計(jì)算初始任務(wù)序列和最優(yōu)解的過程。其中通過多次迭代的算法來進(jìn)行計(jì) 算。用戶可以定義計(jì)算初始任務(wù)序列的總迭代次數(shù)MTI，還可以定義最優(yōu)解改進(jìn)的改進(jìn)迭代 次數(shù)MOT。步驟106，通過各種篩選條件將任務(wù)安排給相應(yīng)的橋吊，得到初始任務(wù)序列。如圖3所示，此過程主要包括以下幾個(gè)步驟步驟106a，選擇目標(biāo)橋吊并建立符合此橋吊條件的候選任務(wù)集；選擇目標(biāo)橋吊主要是通過動(dòng)態(tài)加載任務(wù)簇的方式比較所有橋吊的完成時(shí)間來獲 得的。比如加載之前所有橋吊的完成時(shí)間均為0，此時(shí)任意選擇其中一個(gè)作為目標(biāo)橋吊來加 載任務(wù)(可以設(shè)置為默認(rèn)選擇第一個(gè))。然后從所有任務(wù)中篩選出符合此橋吊條件的候選 任務(wù)集。下面列出候選任務(wù)需滿足的一些篩選條件的例子1).箱子的裝卸順序及位置關(guān)系；2).任務(wù)橋吊工作范圍以內(nèi)；3).任務(wù)橋吊可用時(shí)間范圍以內(nèi)；4).箱子的位置不會(huì)對(duì)其他橋吊產(chǎn)生碰撞。其中，箱子的裝卸順序及位置關(guān)系主要包括以下幾個(gè)方面1).箱子的裝卸優(yōu)先級(jí)，例如個(gè)別箱子會(huì)因?yàn)槠渥陨硖匦孕枰獌?yōu)先裝卸；2).任務(wù)簇的裝卸優(yōu)先級(jí)，舉例來說在先裝后卸的模式中，卸載的任務(wù)簇要先行處理；在同一貝中，先卸后裝；在卸箱過程中，同一貝內(nèi)甲板上的任務(wù)簇要優(yōu)先于甲板下的任務(wù)簇；在裝箱過程中，同一貝內(nèi)甲板下的任務(wù)簇要優(yōu)先于甲板上的任務(wù)簇。如圖8所示，任務(wù)簇1，2，3. . . 13為卸箱任務(wù)，任務(wù)簇14，15，16. . . 26為裝箱任務(wù)。 以矩形框同一貝的任務(wù)簇為例，2和3是卸箱任務(wù)，2在甲板上，3在甲板下；15和16是裝箱 任務(wù)，15在甲板上，16在甲板下。根據(jù)以上所述篩選條件，這四個(gè)任務(wù)簇的工作序列應(yīng)為 2 — 3—16—15。步驟106b，從候選任務(wù)集中選取最佳目標(biāo)任務(wù)；
7
計(jì)算出候選任務(wù)集中每個(gè)候選任務(wù)的位置與當(dāng)前橋吊的距離，選取距離最短的那 個(gè)作為目標(biāo)任務(wù)。如果有多個(gè)候選任務(wù)具有相同的距離值，則例如可以隨機(jī)選擇一個(gè)作為 目標(biāo)任務(wù)。如果所有候選任務(wù)都不滿足條件，那么目標(biāo)橋吊的完成時(shí)間就會(huì)增加一個(gè)單位 時(shí)間的值，然后返回步驟106a重新選擇新的目標(biāo)橋吊。步驟106c，更新目標(biāo)橋吊的完成時(shí)間；目標(biāo)橋吊的完成時(shí)間+ =目標(biāo)任務(wù)的任務(wù)數(shù)X目標(biāo)橋吊的平均單位運(yùn)輸能力 (秒/個(gè))。也就是說，目標(biāo)橋吊的完成時(shí)間會(huì)隨著目標(biāo)任務(wù)的累加而逐漸累加。步驟106d，根據(jù)每個(gè)任務(wù)組的類型將箱子安排到不同的堆垛；首先判斷目標(biāo)任務(wù)的作業(yè)類型是裝載還是卸載，然后根據(jù)用戶的需要選擇幾個(gè)堆 垛同時(shí)作業(yè)。在安排的過程中，本方法可以考慮每個(gè)堆垛的工作量的均衡，同時(shí)還根據(jù)目標(biāo) 任務(wù)內(nèi)不同的組安排到不同類型的堆垛。優(yōu)選的，在步驟108，通過局部搜索優(yōu)化初始任務(wù)序列并得到最優(yōu)解。如圖4所示，此過程主要包括以下幾個(gè)步驟步驟108a，通過轉(zhuǎn)移某橋吊任務(wù)序列中的一個(gè)任務(wù)到另一個(gè)相鄰的橋吊來減少裝 卸完成時(shí)間；如圖9所示，箭頭上方的甘特圖表示的是初始解的橋吊任務(wù)序列。此序列的完成 時(shí)間是28800秒，各橋吊之間完成時(shí)間差異較大，結(jié)果并不是十分理想。因此，在此結(jié)果的 基礎(chǔ)上，先選擇完成時(shí)間最長那個(gè)橋吊(此例中為QC2)中的某個(gè)任務(wù)，然后轉(zhuǎn)移到相鄰橋 吊完成時(shí)間最短的那個(gè)橋吊(此例中為QC3)的任務(wù)序列中。如果轉(zhuǎn)移后的序列滿足上述 條件，且總完成時(shí)間得到改善，則轉(zhuǎn)移成功；反之則轉(zhuǎn)移不成功，再選擇其他位置繼續(xù)比較。 此例中任務(wù)7轉(zhuǎn)移到QC3的第一個(gè)任務(wù)位置中，且船舶的裝卸時(shí)間變?yōu)?6550秒，小于之前 的裝卸時(shí)間，因此轉(zhuǎn)移成功。步驟108b，通過改變某一橋吊的任務(wù)序列的排列順序來減少橋吊的移動(dòng)距離；在任務(wù)簇的選擇過程中，某些序列結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致橋吊來回移動(dòng)，增加了橋吊的 移動(dòng)時(shí)間，延長了船舶的裝卸時(shí)間。如圖10所示，將任務(wù)11和22的順序替換，可以優(yōu)化橋 吊的移動(dòng)距離。因此，通過橋吊內(nèi)部任務(wù)序列的調(diào)整可以最小化橋吊的完成時(shí)間。步驟110，對(duì)控制系統(tǒng)反饋的結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)整。在實(shí)際裝卸過程中，控制系統(tǒng)不可能完全按照計(jì)劃系統(tǒng)的時(shí)間完成裝卸任務(wù)。要 解決這個(gè)問題，計(jì)劃的調(diào)整是不可避免的。因此，在控制系統(tǒng)執(zhí)行完某個(gè)任務(wù)簇以后，系統(tǒng) 返回實(shí)際完成時(shí)間。系統(tǒng)通過計(jì)劃時(shí)間對(duì)其進(jìn)行比較，如果后續(xù)任務(wù)會(huì)產(chǎn)生橋吊碰撞問題 或某橋吊的完成時(shí)間差異較長，則會(huì)對(duì)后續(xù)任務(wù)進(jìn)行重新計(jì)劃。其計(jì)劃方法與步驟108類 似，此處不再進(jìn)行贅述。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變 化、變型都將落在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于包括以下步驟a.根據(jù)船圖和裝卸配載圖生成任務(wù)簇，所述任務(wù)簇包含具有相同屬性的箱子；b.根據(jù)橋吊的裝卸箱量和橋吊的限制條件得到橋吊的初始位置和作業(yè)范圍；c.通過一種或多種篩選條件將任務(wù)安排給橋吊，得到初始任務(wù)序列。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟a中， 所述任務(wù)簇是由用戶自行定義，或者是根據(jù)預(yù)定的規(guī)則自動(dòng)生成。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，根據(jù)箱子的第 一屬性生成任務(wù)簇，所述第一屬性包括裝卸工作類型、甲板位置或大小及其組合。
4.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，還包括根據(jù)箱 子的第二屬性將任務(wù)簇分為任務(wù)組，所述第二屬性包括箱子的目的港或類型及其組合。
5.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟b中， 根據(jù)箱子的數(shù)量來分配橋吊的裝卸箱量，如果工作模式為先卸后裝，則所述裝卸箱量為卸 箱數(shù)量；如果工作模式為裝卸同時(shí)，則所述裝卸箱量為裝箱量、卸箱量之和。
6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，所述橋吊的限 制條件包括電纜長度和/或可用時(shí)間。
7.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟c中， 任務(wù)安排給橋吊的步驟包括從總?cè)蝿?wù)集中篩選出符合篩選條件的候選任務(wù)集；從候選任務(wù)集中對(duì)各任務(wù)進(jìn)行比較得到目標(biāo)任務(wù)安排給橋吊；以及最后再根據(jù)目標(biāo)任務(wù)內(nèi)的任務(wù)組安排箱子到堆場(chǎng)并更新任務(wù)完成時(shí)間。
8.如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，在步驟c中，通 過比較每個(gè)橋吊所安排的任務(wù)數(shù)來動(dòng)態(tài)分配任務(wù)。
9.如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，根據(jù)任務(wù)組的 類型指定不同的堆垛進(jìn)行卸箱或者裝箱。
10.如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，所述篩選條件 包括以下的任意組合箱子的裝卸順序及位置關(guān)系； 任務(wù)橋吊工作范圍以內(nèi)； 任務(wù)橋吊可用時(shí)間范圍以內(nèi)； 箱子的位置不會(huì)對(duì)其他橋吊產(chǎn)生碰撞。
11.如權(quán)利要求10所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，箱子的裝卸 順序及位置關(guān)系的條件包括箱子的裝卸優(yōu)先級(jí)；以及任務(wù)簇的裝卸優(yōu)先級(jí)，其包括以下條件的任意組合 在先裝后卸的模式中，卸載的任務(wù)簇先行處理； 在同一貝中，先卸后裝；在卸箱過程中，同一貝內(nèi)甲板上的任務(wù)簇優(yōu)先于甲板下的任務(wù)簇；以及 在裝箱過程中，同一貝內(nèi)甲板下的任務(wù)簇優(yōu)先于甲板上的任務(wù)簇。
12.如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，比較候選任務(wù)與任務(wù)橋吊的當(dāng)前位置，選擇距離較小的作為目標(biāo)任務(wù)；如果有多個(gè)任務(wù)均具有最小值， 則通過隨機(jī)選擇其中一個(gè)任務(wù)做為目標(biāo)任務(wù)。
13.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，在步驟c之后 還包括d.通過局部搜索優(yōu)化初始任務(wù)序列并得到最優(yōu)解。
14.如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，所述的局部 搜索包括比較各橋吊計(jì)劃完成時(shí)間找到完成時(shí)間最長的橋吊，將其中的某個(gè)任務(wù)轉(zhuǎn)移到相鄰的 橋吊來優(yōu)化船舶的總裝卸時(shí)間；以及更換橋吊中的部分任務(wù)的順序來優(yōu)化橋吊的總移動(dòng)時(shí)間。
15.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，在步驟c之后 還包括e.對(duì)執(zhí)行任務(wù)反饋的結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)整以保證各橋吊工作負(fù)荷均衡以及船舶裝 卸時(shí)間的最小化。
16.如權(quán)利要求15所述的自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，其特征在于，對(duì)執(zhí)行任務(wù) 反饋的結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)整的步驟包括當(dāng)裝卸計(jì)劃中每一個(gè)任務(wù)簇被執(zhí)行完成時(shí)，反 饋任務(wù)的實(shí)際完成時(shí)間，通過比較計(jì)劃完成時(shí)間來檢查后續(xù)任務(wù)的狀態(tài)，如果各橋吊之間 計(jì)劃完成時(shí)間發(fā)生偏差，對(duì)后續(xù)任務(wù)進(jìn)行重新計(jì)劃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化碼頭橋吊的計(jì)劃調(diào)度方法，可以優(yōu)化自動(dòng)化碼頭裝卸流程，縮短碼頭裝卸時(shí)間。為此，本發(fā)明的方法包括以下步驟根據(jù)船圖和裝卸配載圖生成任務(wù)簇，所述任務(wù)簇包含具有相同屬性的箱子；根據(jù)橋吊的裝卸箱量和橋吊的限制條件得到橋吊的初始位置和作業(yè)范圍；以及通過一種或多種篩選條件將任務(wù)安排給橋吊，得到初始任務(wù)序列；然后通過局部搜索得到最優(yōu)結(jié)果。本發(fā)明根據(jù)任務(wù)類型將船上的箱子分成各個(gè)小的任務(wù)，從而使箱子在堆場(chǎng)的計(jì)劃安排過程中可以有效地進(jìn)行分配。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK101930556SQ20091005327
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者王巖 申請(qǐng)人:上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司