基于二维布局分散度的两阶段箱位指派优化

集装箱码头的资源配置优化,是集装箱装卸作业组织的核心.作为集装箱堆场空间资源配置的重要优化指标,提出布局分散度的规划概念.以集装箱码头堆场的箱位指派问题为应用背景,为提高集装箱后续作业效率,分别从堆场布局层面和箱区箱位指派层面考虑多维度布局分散度的优化意义.建立第一阶段为仿真,第二阶段为混合整数二次规划(MIQP)的两阶段优化模型.结合实际码头生产数据进行算例实验,结果缓解了堆场拥堵情况并提高了码头集装箱装卸作业效率.同时,研究也揭示了布局分散度概念在堆场资源优化配置应用中的重要意义.     

基于多Agent的集装箱码头生产调度系统建模研究

集装箱码头的生产调度决策是在港口资源有限的条件下,对设施设备进行优化调度,以提高工作效率的问题,涉及因素多而且具有离散性和动态性的特点.文中提出了基于MAS集装箱码头的智能生产调度系统的思路及其结构框架,该系统考虑了泊位、岸桥、集卡、堆场及闸口等设施和设备的资源利用,介绍了Agent的结构和功能,Agent群之间的通信机制和协商机制,并以泊位调度Agent为例,说明了调度Agent群的工作机制.     

基于Agent的集装箱码头计划决策系统建模分析

通过对集装箱码头业务流程的分析,重点描述码头计划的安排。利用Agent技术进行建模研究,建立了一个初步的基于Agent的集装箱码头计划决策模型。提出了基于多Agent的集装箱码头的智能计划系统的思路及其结构框架,考虑了从任务开始到任务执行的整个过程,并且介绍了系统中各Agent之间的通信机制和协作机制,最后提出如何开发这个系统。     

物联网系泊船舶运动监测系统方案设计

研究了港口码头系泊船舶运动监测系统的方案设计问题,提出一种基于物联网技术的系泊船舶运动监测系统设计的方案,阐述了系统构成和监测软件的设计思想.数据感知层采用射频识别和传感器两大核心技术实现数据采集,网络层采用无线局域网技术传输监测数据和控制命令,应用层采用串口通信技术接收和发送数据.模型试验表明了系统方案和采用技术的有效性和可行性.     

物联网系泊船舶运动监测系统方案设计

研究了港口码头系泊船舶运动监测系统的方案设计问题,提出一种基于物联网技术的系泊船舶运动监测系统设计的方案,阐述了系统构成和监测软件的设计思想.数据感知层采用射频识别和传感器两大核心技术实现数据采集,网络层采用无线局域网技术传输监测数据和控制命令,应用层采用串口通信技术接收和发送数据.模型试验表明了系统方案和采用技术的有效性和可行性.     

集装箱码头混合交叉作业集成调度模型

针对集装箱码头进出口作业系统中泊位分配、装卸作业、水平搬运等诸多环节之间的关系,分析了现有进出口作业系统对集装箱码头生产效率与运营成本的影响。运用系统工程优化理论,提出混合交叉作业集成调度方法与同步优化技术,以泊位分配、设备配置、集装箱卡车(集卡)行驶路径为决策变量,以集装箱码头最小运营成本为目标函数,建立了三阶段集成调度优化模型,设计了双层遗传求解算法。在双层遗传算法中,上层遗传算法用于搜索集装箱码头设施设备的合理配置组合,下层遗传算法在上层算法的基础上优化集卡行驶路径。计算结果表明:与独立装卸作业过程相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡数量为22veh,减小了66.2%,集卡行驶总距离为10 389.8km,减小了17.4%;与单独调度方式相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡行驶总距离减小了14.5%,码头运营总成本为84 266.2元,降低了4.6%。可见,使用集装箱码头混合交叉作业集成调度模型,能有效提高集装箱码头生产效率,明显降低运营成本。     

集装箱码头生产物流控制系统的设计与实现

集装箱码头生产物流控制系统（CTLCS）主要解决了现有集装箱码头MIS系统中存在的结构缺陷．该系统集成方法是在原有MIS基础上，增加了无线局域网（WLAN）和移动工作站群两个单元平台；将DGPS—RTK技术应用于码头露天环境的集装箱堆场工艺，实现了集装箱码头的场桥动态追踪、生产物流实时控制和远程可视化管理；解决了生产人员依赖作业计划单、对讲机那种半手工生产管理模式造成的码头生产瓶颈和管理信息滞后现象．CTLCS可在原有码头生产能力的基础上，使港口企业的物流成本降低4％．港口集装箱吞吐率和客户服务水平都得到明显提升．     

集装箱码头物流作业Agent间的重构

在介绍集装箱码头物流作业流程的基础上,通过引入计算Agent和作业角色Agent,构建了基于Multi-Agent的集装箱码头物流作业重构系统框架和结构,研究了重构中作业角色Agent的工作过程,用强化学习算法设计了作业角色Agent;构造了在基于Multi-Agent的集装箱码头物流作业重构中计算Agent重构模型,并用双层规划理论实现了相邻作业角色Agent的协调。以集装箱码头集卡作业和岸桥作业两相邻作业重构为例说明了重构是有效的,有利于提高集装箱码头物流作业系统的可靠性和协调性。     

重庆港集装箱码头三维模拟系统设计

以重庆港集装箱码头为实例,利用虚拟现实的方法和技术,混合使用Auto CAD、3Ds MAX、Photoshop、Premiere的技术集成,开发出了集装箱码头的三维可视化仿真系统.介绍了系统的设计方法,系统的构成和工作流程,并对系统中用到的关键技术进行了分析研究,系统虚拟的动画模拟可以为集装箱码头的运营管理提供决策依...     

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集装箱码头闸口作业系统是外部集卡把集装箱运进或运出集装箱堆场必经的作业通道. 但是随着集装箱贸易的繁荣,闸口作业系统日渐成为集装箱码头发展的瓶颈. 为提高闸口系统的通过能力并优化闸口系统的作业流程,本文针对集装箱码头闸口作业现状,利用排队论方法研究了M/G/S/∞/∞/FCFS排队系统. 分析闸口作业系统的运营效率,并提出了改进的闸口作业流程. 实证分析表明,基于排队论设计的闸口作业流程可以缩短集卡在闸口停留时间,提高作业流程效率,从而提高整个集装箱码头的通过能力.     

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随着港口投资结构多元化、航运企业向综合物流商转变,“港航合一”成为航运业未来的发展趋势。在此背景下,研究航运企业投资对码头的影响能够为码头健康发展提供一定的理论依据。本文先采用三阶段DEA模型对我国沿海集装箱码头2008–2012年间的运营效率进行测度,其次依据投资结构将我国沿海62个集装箱码头进行分组,最后重点分析投资结构与码头运营效率之间的关系。研究结果显示,有航运企业投资的码头运营效率普遍高于无航运企业投资的码头,两组码头的纯技术效率相差较小,而规模效率相差较大。航运企业参与码头建设经营可以实现自有船舶挂靠自有码头,提升码头设施的利用率,从而提升码头的规模效率,有利于码头的健康发展。     

航运企业投资对码头运营效率的影响研究

随着港口投资结构多元化、航运企业向综合物流商转变,“港航合一”成为航运业未来的发展趋势.在此背景下,研究航运企业投资对码头的影响能够为码头健康发展提供一定的理论依据.本文先采用三阶段DEA模型对我国沿海集装箱码头2008–2012 年间的运营效率进行测度,其次依据投资结构将我国沿海62 个集装箱码头进行分组,最后重点分析投资结构与码头运营效率之间的关系.研究结果显示,有航运企业投资的码头运营效率普遍高于无航运企业投资的码头,两组码头的纯技术效率相差较小,而规模效率相差较大.航运企业参与码头建设经营可以实现自有船舶挂靠自有码头,提升码头设施的利用率,从而提升码头的规模效率,有利于码头的健康发展.     

集装箱码头集成调度研究综述

按照不同的研究区域, 总结了集成调度在码头前沿、码头堆场以及码头前沿和堆场间等方面的国内外文献, 并提出了未来的研究方向。研究结果表明: 多数文献研究的是传统集装箱码头的集成调度问题, 并取得了较多成果, 也有少数文献研究了自动化码头的集成调度问题, 随着科技的发展和自动化码头的增多, 在今后的研究中, 应结合自动化码头的特点, 研究自动化码头内的设备集成调度问题; 多数文献都是在静态或确定情况下研究集装箱码头的集成调度问题, 只有极少数文献考虑了码头生产调度过程的动态或不确定性, 因此, 随着研究的逐步深入, 动态或不确定因素下的集成调度问题将成为未来的研究重点; 多数文献均建立了以时间、成本最小或二者相结合的目标函数, 虽然也有助于提高码头的生产效率, 但是依旧存在一定的局限性, 随着能源问题的日益严重, 在未来的研究中, 应建立均衡能耗和其他优化目标的多目标模型; 多数文献中设计了启发式算法, 并获得了较好的优化解, 为了使求解方法更加多元化, 应将算法计算与仿真验算相结合; 随着多式联运的兴起, 应在考虑铁路作业区对整个集装箱码头影响的基础上研究铁路作业区与码头间的集成调度问题。      

集装箱码头作业系统层次化、并行、异构与可重构计算模型

基于计算思维和计算透镜, 分析了集装箱码头的装卸作业与调度决策, 基于“并行计算”、“异构计算”和“可重构计算”提出了计算物流视角下的集装箱码头作业层次化、并行、异构与可重构计算模型; 将计算机科学领域中多种典型计算体系结构的设计思想和运作机制, 泛化、迁移、修正、融合和定制到集装箱码头作业系统中, 设计了面向此计算模型的混合调度策略, 提出了集装箱码头调度新的抽象计算模型与工程解决路径; 以某大型集装箱码头为实例, 基于集装箱码头作业层次化、并行、异构与可重构计算模型, 进行了物流广义计算自动化的设计与性能评估。研究结果表明: 采用计算模型能确定码头的集装箱吞吐量上限, 实例中约为码头年设计能力的2.75倍; 在满负荷情况下, 基于等待作业集装箱队列的负载均衡调度策略和基于等待作业船型的负载均衡调度策略均能将大型集装箱干线船舶物流广义计算任务延迟缩短约17 h; 在明显作业过载时, 前者能将物流广义计算任务延迟减少100~110 h, 后者能减少约120 h; 在满负荷和作业过载情况下, 2种策略均能缩短大型集装箱干线船舶物流广义计算访问存储时间1~2 h, 后者在作业过载情况下表现更佳; 2种策略都能很好地优先服务重点班轮集合, 且有各自对应的适用状况和调度重点, 码头管理者可根据具体情况选择适用。      

集卡动态调度路径优化算法

从整体调度的角度出发,分析了整个码头作业面的动态调度方案,提出了一种新的集装箱卡车(集卡)动态调度路径的自适应蚁群算法。运用码头GPRS系统,以集卡速度、流量、位置等相关数据建立了感知链。通过判断阻塞状况和调整可行点集,确定了信息素浓度更新策略与转移概率计算方法。针对码头路网的复杂性和蚁群算法的实时计算效率,设计了蚁群算法的步骤。将信息熵引入到蚁群算法中,运用MATLAB软件,对集卡的动态调度方案进行了仿真计算。计算结果表明:当初始集卡速度分别为50、75km.h-1,初始集卡流量分别为800、1 000veh.h-1时,集卡行驶的最短路径为4.3km,行驶时间为0.057h;集卡行驶的最优路径为8.3km,行驶时间为0.111h。可见,该算法能有效缓解码头阻塞问题,提高集卡利用率和码头作业效率。     

集装箱码头铁水联运装卸设备协同调度

集装箱码头铁路作业区是开展集装箱铁水联运的主要场所,其效率将影响集装箱铁水联运的整体效率,因而,建立了以装卸过程总完成时间最短为目标的龙门吊、集卡和场桥的协同调度问题的混合整数规划模型,既考虑了装卸同步,又考虑了龙门吊间的干扰和安全距离、龙门吊和场桥走行时间及缓冲区等现实约束,并考虑了集卡堵塞问题.为了求解模型,设计了改进的多层遗传算法.最后通过实验验证了模型和算法的有效性和可行性,证明了考虑集卡堵塞问题是有必要的,并给出了50个和100个集装箱的设备最佳配比.     

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eM-Plant的集装箱码头交通仿真

用eM-Plant开发了一个面向对象的仿真模型,详细介绍了仿真模型中各模块的作用,模型中对象的划分方法、控制方法以及模型仿真参数的设置,并利用该模型模拟了某新建集装箱码头的生产过程,分析了其年吞吐量、岸桥利用率、交通流量等仿真数据,验证了其交通规划的合理性,用实例证明了使用eM-Plant分析、评价港口物流系统的可行性.