卸船作业模式下自动化码头AGV路径仿真优化

AGV作为自动化码头水平运输的设备,主要负责运输集装箱。受岸桥和场桥装卸能力、水平运输距离和集装箱作业量增加等因素影响,水平运输环节是制约自动化码头发展的瓶颈。结合港口码头作业实际,采用"模型+实例+仿真"的方法对自动化码头AGV路径优化问题进行研究。结合道路交通流理论,提出交通虚拟环岛策略以避免多AGV在码头行驶时产生冲突和拥堵。在卸船作业流程下,采用e M-Plant仿真软件,对提出的交通控制策略从不同角度进行仿真模拟。结果表明,AGV不同路径的选择影响着码头的作业效率。试验结果进一步提高码头作业效率,为自动化码头AGV路径优化提供参考依据。     

自动化岸边集装箱起重机模拟操作系统设计

作为码头前沿的关键装卸设备,岸边集装箱起重机(以下简称"岸桥")的装卸效率在一定程度上决定着集装箱码头的装卸效率.随着自动化集装箱码头建设在世界各地蓬勃兴起,自动化岸桥广泛应用于新建自动化集装箱码头.自动化岸桥应用于新建码头可能存在以下问题:一是岸桥司机和设备工程师对自动化岸桥不熟悉,需要实操培训后才能上岗,从而在无形中导致码头运营成本上升;二是自动化岸桥作业采用远程操作模式,不正确的操作流程和方法不仅会降低码头作业效率,而且存在极大的安全隐患.为了避免在应用自动化岸桥的过程中出现上述问题,鹿特丹港MV2自动化集装箱码头、丹吉尔港TM2自动化集装箱码头、上海港洋山深水港区四期自动化集装箱码头等均向岸桥设备生产商采购自动化岸桥模拟操作系统.     

自动化集装箱码头双小车岸桥主小车作业效率优化

正自动化已成为当今集装箱码头发展的新趋势,其在很大程度上能够提高码头作业效率;但我国自动化集装箱码头发展还处于起步阶段,进一步提高作业效率仍是首要任务。作为集装箱码头重要的装卸设备之一,岸桥的作业效率直接决定整个码头的作业效率。上海港洋山深水港区四期自动化集装箱码头(以下简称"洋山四期码头")配备10台双小车岸桥。在双小车岸桥作业过程中,门架小车自动运     

基于AGV的自动化集装箱码头设备调度仿真

在介绍自动化集装箱码头装卸工艺流程和作业调度问题的基础上,利用MATLAB软件进行仿真试验,采用AGV先到先指派策略,在不同箱任务数量、AGV数量和ARMG数量情况下,分析传统AGV和顶升AGV 2种工艺对自动化集装箱码头作业效率的影响,并根据求解的适应度函数值进行对比分析。仿真试验结果表明,在不同的AGV数量和ARMG数量下,通过选择合适的工艺可提高码头整体装卸作业效率。     

基于动态规划算法的集装箱码头集卡优化调度模型

集卡是非自动化集装箱码头重要的水平运输设备,其作用是实现集装箱在码头前沿与堆场间的水平位移。集卡调度通常是根据岸吊作业顺序进行的。优化集卡调度能减少岸吊等待时间,提高码头装卸效率。目前国内外已有许多学者对集装箱码头装卸过程中的集卡分配和调度问题进行研究:BISH等[1]运用启发式算法建立基于车辆的集卡分配模型,从而使船舶在港时间最短;     

基于滚动时域优化策略的多载AGV充电调度

为验证多载自动导引运输车(Automated Guided Vehicle, AGV)在自动化集装箱码头的适用场景,采用周期与事件混合驱动的滚动时域优化策略,解决多载AGV动态调度问题,提高码头AGV的作业效率。以AGV装载能力和充电后的续航能力为约束条件,构建自动化码头多载AGV动态作业调度的混合整数规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型。实例验证结果表明:在考虑40英尺箱占比变化的情况下,当40英尺箱占比达到约30%时,目标函数趋于最优,多载AGV电池的利用率最高;滚动周期的长短应根据实际情况加以确定。与单载AGV相比,集装箱码头的规模越大,多载AGV的优越性越明显。     

基于多智能体仿真的自动化集装箱码头合理通过能力研究

针对自动化集装箱码头泊位合理通过能力评估问题,基于多智能体仿真建立采用"双小车岸桥(DTQC)+自动导引车(AGV)+自动化轨道吊(ARMG)"工艺的自动化集装箱码头装卸作业模型,对顺岸布置的自动化码头通过能力与码头服务水平、泊位数量之间的关系进行研究。仿真结果表明:码头服务水平(AWTAST)与泊位通过能力呈明显负相关关系,且在一定码头服务水平下,泊位合理通过能力随顺岸式码头泊位数量的增加显著提高。基于仿真结果进行公式拟合,提出了自动化集装箱码头的泊位合理通过能力估算方法,可以为自动化集装箱码头规划与运营提供决策支持。     

基于服务损失函数的集装箱码头泊位—岸桥联合调度优化

面对不确定环境、多样性和差异化服务需求,集装箱码头亟需改进和优化调度方法,提高码头作业效率和客户满意度。针对集装箱码头泊位与岸桥的资源分配问题,通过添加缓冲时间来吸收不确定因素对调度计划产生的影响,引入多元服务质量损失函数建立以偏离最优靠泊位置、岸桥移动损失及在港时间损失为目标的优化模型,利用改进的遗传算法对模型进行求解,并通过试验算例证明了模型及算法的有效性。     

数字孪生技术在自动化集装箱码头自动导引车调度优化中的应用

<正>自动导引车(automated guided vehicle,AGV)作为广泛应用于自动化集装箱码头(以下简称“自动化码头”)的水平运输设备,在作业效率和智能化等方面明显优于传统集卡^[1],但同时也存在空载运行时间较长、重载率较低等问题。为了提高AGV在复杂作业环境下的利用率和运行效率,     

集装箱码头泊位智能调度系统设计

为了促进智慧港口建设,针对集装箱码头泊位和岸桥的资源分配问题,引入人工智能算法设计一套泊位智能调度系统。系统主要包括码头模块、潮汐模块、报表模块等3个模块。在码头模块中,系统采用智能算法对泊位和岸桥调度问题进行2次计算,分别以船舶在港时间最短和岸桥移动次数最少为求解目标。结合实际业务情况,对各模块功能、基础数据、界面显示、关键算法进行详细设计。系统将船舶信息、码头作业信息等集中显示在界面上,便于工作人员直观地掌握码头作业情况,有利于提高集装箱码头作业效率。     

A two-phase tabu search approach to scheduling optimization in container terminals

An optimization model for scheduling of quay cranes （QCs） and yard trailers was proposed to improve the overall efficiency of container terminals. To implement this model, a two-phase tabu search algorithm was designed. In the QCs scheduling phase of the algorithm, a search was performed to determine a good QC unloading operation order. For each QC unloading operation order generated during the QC＇s scheduling phase, another search was run to obtain a good yard trailer routing for the given QC＇s unloading order. Using this information, the time required for the operation was estimated, then the time of return to availability of the units was fed back to the QC scheduler. Numerical tests show that the two-phase Tabu Search algorithm searches the solution space efficiently, decreases the empty distance yard trailers must travel, decreases the number of trailers needed, and thereby reduces time and costs and improves the integration and reliability of container terminal operation systems.     

一种基于激光测距的船形轮廓扫描系统

为提高自动化码头中岸边集装箱起重机对船作业的效率和安全性,提出一种适用于自动化岸桥的船形扫描系统.该系统将激光器安装在岸桥小车架下方,利用激光器测距原理,实时扫描获取船上障碍物的轮廓,并随着小车的运动,生成障碍物点云地图信息;利用障碍物信息和吊具位置关系,对小车和起升限速以达到防撞保护的目的;系统可以提供船形轮廓,用于...     

Optimization of integrated scheduling of handling and storage operations at automated container terminals

Increasing demand for containerization compels container terminals to improve their performance. Uncoordinated scheduling of operations is one of the main factors accounting for poor performance at automated container terminals (ACTs). To increase land utilization efficiency and lower operational times, a new storage system called the split-platform automated storage/retrieval system (SP-AS/RS) has been introduced for temporary storage of containers. This paper describes a multi-objective mixed-integer programming (MIP) model that is based on a combination of multiple interacting sub-tasks. It is aimed at optimizing the integrated scheduling of handling and storage operations in ACTs. The MIP model objective function is to minimize delays in the loading/unloading tasks of the cranes and the travel time of vehicles and platforms in the SP-AS/RS. At the same time, a simulated annealing algorithm (SAA) that provides near-optimal solutions for the problem in a reasonable computation time is appraised. The results of this study show that the objective function of the MIP model is, on average, 58 % lower than that of the non-integrated scheduling method. On the other hand, the best objective function values obtained by the SAA indicate only a 3.7 % disadvantage in comparison with optimal values determined by the MIP model, demonstrating that the SAA is able to provide near-optimal solutions for the integrated scheduling of handling and storage operations.     

自动化集装箱码头AGV维修功能区布局新模式及其应用

目前国外已建成的全自动化集装箱码头大部分采用自动引导车（AGV）作为水平运输设备。AGV在实现集装箱码头水平运输机械全自动化的同时,改变了传统码头设备维修模式,对码头总平面布局中机械维修功能区布局产生较大的影响。如何科学合理布置自动化集装箱码头的AGV维修区,成为提高码头运行效率和充分利用土地资源的关键问题。在总结分析国外典型自动化集装箱码头AGV维修功能区实际案例布置基础上,结合目前技术发展及港口整体发展要求,提出了几种新的布置方案,并在我国大型全自动化集装箱码头——洋山四期工程得到实际应用。     

A simulation optimization approach for solving the dual-cycling problem in container terminals

Dual cycling is an operation technique whereby quay cranes perform loading and unloading operations simultaneously in the same ship bay. In this article, a mixed-integer programming model for quay crane dual-cycling scheduling is developed. The model considers the stowage plan of outbound containers and the operation sequence of quay cranes. To solve the model, a heuristic method, called bi-level genetic algorithm, is designed. Meanwhile, a simulation optimization method integrating the intelligent decision mechanism of the optimization algorithm and evaluation function of simulation model is proposed. Numerical experiments indicate that dual cycling can reduce the operation time of quay cranes compared to the method of scheduling loading and unloading separately. Moreover, the model and algorithms developed in this article can tackle quay crane dual-cycling problem efficiently.     

集装箱码头泊位资源动态配置优化

集装箱码头泊位系统是一个典型的排队系统,船舶可视为系统的服务对象即顾客.将泊位及与之对应的岸桥作为一个整体可视为船舶排队系统的服务台,优化配置泊位资源就是基于这一特殊的排队系统进行最优的泊位数量决策.在对集装箱码头服务系统特性分析的基础上,基于排队论对集装箱码头泊位规模的确定进了数学建模,并开发了模拟迭代算法,结合实例分析显示了模型及算法的有效性.     

自动化集装箱码头供配电方案

针对目前自动化集装箱码头供电模式经济性、效率及安全性难以兼顾的问题,探讨解决方案。通过研究目前国内外自动化集装箱码头装卸工艺的特点,对比传统码头供配电的模式,提出供配电的多种模式和方案,并进行运行效率和可行性的定性分析及定量计算。最终选择采用后方辅建区新建无人值守变电所,一座变电所对一个泊位独立供电;冷藏箱、AGV充电站环网式箱变就近供电的综合供配电的方案模式,达到供电效率与安全兼顾的目的。该方案成功运用于青岛港自动化码头工程中,可为未来新建自动化码头提供参考。     

自动化集装箱码头装卸工艺系统应用现状与展望

装卸工艺系统是影响自动化集装箱码头总体布局、作业效率和营运成本的关键因素,是设计时需首先考虑的问题。为把握自动化装卸工艺系统的技术发展方向,在论述现有自动化集装箱码头工艺系统应用现状及技术特点的基础上,根据自动化锁销拆装装置、岸桥远程操控、智能驾驶、新能源、自动化轮胎吊等装备技术的发展分析自动化工艺系统的发展趋势,可为自动化集装箱码头的规划建设提供参考。     

关于在欧盟集装箱码头有效进行安全生产管理的研究

为应对集装箱船舶的日益大型化趋势,集装箱码头需不断购置新型岸桥（QC）、场桥（RMG或RTG）、跨运车（SC）、内拖车（YT）,不断提高装卸效率以满足船公司的作业要求,随着码头设备、人员数量的不断增加,码头操作环境也日益复杂,如果不能及时有效地管理好人/机安全,极易发生人员伤亡和机械损坏等安全事故。2010年6月,中远正式接管希腊比雷埃夫斯集装箱码头公司（PCT）,在中远集团的安全理念的指导下,PCT迅速建立了三级安全管理架构,严格按照国际劳工组织（ILO）的《码头安全和健康》（Safety and Health in Ports）指导原则以及欧盟和希腊有关保障码头生产安全和员工健康的法律、法规,结合PCT实际情况有效实施了各项加强生产安全和员工健康的措施,切实保障了PCT 的生产安全和员工健康。四年来,尽管PCT的操作量和操作效率屡创新高,但生产安全形势始终保持良好。该公司副总经理孙凯根据自己在希腊集装箱码头从事安全生产管理的经验,从国际、欧盟和希腊有关码头安全生产管理法律法规的解读、码头安全生产管理架构的建立、码头人/机安全保障规则的要点以及PCT有效进行安全生产管理的主要经验等方面加以阐述,以期为国内外其它码头的生产安全管理提供参考。     

3C技术在集装箱码头生产中的应用

3C技术改造目标是在现存集装箱码头生产MIS系统基础上，实现全码头生产资源管理的无纸化和无缝隙的数据通讯；实现堆场集装箱定位数据的自动核检；实现堆场轮胎吊作业的动态追踪和码头生产作业链上的全程实时调度管理。经过改造后，露天作业的虚拟现实及远程管理的可视化使得中心调度、现场调度和轮胎吊司机的工作方便快捷、和谐有序。该项目可降低堆场仓储成本6％，提高码头生产效率15％。实践证明，3C技术改造是我国集装箱码头实现港口机械化、信息化和自动化的途径之一。