基于深度强化学习的自动化集装箱码头集成调度方法

针对自动化集装箱码头卸货过程中岸桥、智能运输机器人和场桥设备交互作业, 实际调度环境复杂多变等问题, 以最小化最大完工时间为目标, 构建基于混合流水车间的三阶段集装箱码头集成调度模型, 为解决自动化码头调度环境动态性强的特点, 使用1种深度强化学习算法(DDQN)进行求解。依据码头实际调度情况, 使用神经网络实时拟合动作-值函数, 把各阶段设备状态数据输入模型, 采用经验回放机制训练模型, 把单一启发式规则加复合启发式规则作为设备候选行为, 通过强化学习动作选择与动作评估机制, 得到最优的集装箱-设备组合策略, 并与精确算法和常用的几种元启发式策略进行对比分析。结果表明: 较大规模算例下, 与目前较为先进的粒子群算法相比, 所提方法的总作业时间平均降低了7.84%, 与理论下界值的差距分别为6.0%, 5.6%, 4.6%, 三阶段设备负载较为均衡, 设备平均利用率为89%, 满足实际应用需求; 小规模算例下, 与Gurobi求解器的总完工时间平均误差为1.99%, 且随着算例规模增加, 所提算法在求解时间上显现出一定的优势, 求解时间最大提升59%, 验证了所提方法对于提升自动化集装箱码头运行效率的可行性和高效性。      

自动化集装箱码头智能水平运输系统设计

为提升自动化集装箱码头水平运输系统作业效率，推动码头集装箱集疏运体系发展，结合集装箱码头自动化、智能化的建设要求，开展码头智能水平运输模式及系统设计研究。在分析自动化集装箱码头生产作业流程的基础上，制定码头整体运行机制，设计水平运输系统功能及运行模式，从作业调度、路径规划、交通管控、充电管理等多个方面，设计水平运输系统工作机制及流程；给出自动化集装箱码头智能运输决策方法，采取运输作业的全局规划和局部引导相结合的管控策略，为自动化集装箱码头建设和智能水平运输系统开发提供参考。     

考虑前后缓冲区的地面锁站动态布置仿真分析*

针对考虑前后缓冲区的地面锁站布置问题，在传统固定锁站布置方案的基础上，提出一种锁站动态布置策略，该策略能够根据船型尺寸动态调整锁站数量和位置，以适应不同尺寸船舶作业需求。在对自动化码头集装箱解挂锁工艺流程分析的基础上，使用AnyLogic软件构建考虑前后缓冲区的地面锁站动态布置仿真模型，以系统作业效率、设备占用率及缓冲区排队长度为衡量指标，评估锁站动态布置策略的实际性能。结果表明，相较于传统的固定锁站布置方式，地面锁站动态布置方案能够均衡各锁站负载及缓冲区的平均排队长度，系统作业效率提高14.6%。锁站动态布置方案提升了锁站整体利用率，满足装卸船及水平运输作业要求。     

集装箱船舶装箱排序问题的两阶段算法

集装箱船舶装箱排序问题综合集装箱装船顺序与船舶贝内排箱,是一类典型的组合优化问题.考虑堆场发箱顺序和船舶配载之间的关联,构建集装箱船舶装箱排序问题的数学模型.针对构建的优化模型,鉴于已有方法难以直接对其进行求解,基于两阶段分层求解思想设计SWO-HES两阶段算法.算法第1阶段利用吱呀轮算法(SWO)大邻域导向式搜索的特点优化集装箱装船顺序问题;第2阶段将SWO的结果作为输入,基于启发式规则和演化策略算法(ES)构造混合演化策略算法(HES)优化船舶贝内排箱问题.最后,通过不同规模算例的研究,将SWO-HES与常见智能算法、基于实际装船规则的启发式算法进行对比分析,验证模型与算法的有效性.     

不确定箱重下内河集装箱班轮航线配载决策

与集装箱海运相比内河集装箱班轮运输具有其独特性，同时对于内贸箱而言，货主订舱时箱重信息的不确定性导致其航线配载决策变得更加复杂.本文考虑不确定箱重影响，以最小化航线班轮堆栈占用数量为目标，构建内河集装箱班轮航线配载决策的随机规划模型.为实现求解，基于随机规划理论，采用机会约束描述随机约束，将随机规划模型转化为随机机会约束规划模型，并设计混合邻域搜索算法求解.算法由蒙特卡罗随机模拟、神经元网络训练及邻域搜索启发式3个部分组成.算例研究表明，混合邻域搜索算法的鲁棒性较好，可实现配载计划对不确定因素的有效吸收.     

非标准HFS-B问题的设备协同调度研究

在同贝位边装边卸工艺的集装箱作业环境中,提出了一类非标准的HFS-B问题,即同时存在2种方向互逆的工件流、与紧前紧后机器相关的准备和处理时间.这类来自港口背景的非标准HFS-B问题,主要涉及空间位置决策、任务分配和设备调度等子问题的决策,目标是makespan最小.鉴于HFS-B的NP-hard特性,在分析设备顺序约束和协同关系基础上,基于Fill ratio启发式、表调度理论和设备的状态空间变换,设计了3阶段决策的启发式算法.基于阶段的下界理论和makespan的下界理论,对多个实际的大规模案例进行仿真分析,结果表明:算法的makespan与理论下界的最大偏差不大于7%,具有良好的实用性.     

山区高墩大跨连续刚构桥施工阶段稳定性影响参数分析

以某连续刚构桥为工程背景,利用大型通用有限元软件ANSYS建立数值模型,研究结构初始缺陷、荷载因素和结构设计参数对山区高墩大跨连续刚构桥施工阶段稳定性的影响程度,得出不同参数对高墩大跨连续刚构桥施工过程稳定性影响的规律及原因。结果表明:结构初始几何缺陷、初始材料缺陷、风荷载、温度荷载、施工不平衡荷载和结构材料强度对结构施工阶段的稳定性影响较大,应采取适当的控制措施,保证结构在施工阶段的稳定性和安全性。     

基于虚拟现实的港口集装箱码头装卸系统仿真建模技术

以港口集装箱码头装卸系统为对象，对基于虚拟现实下的该系统仿真建模有关关键技术进行研究。针对港口集装箱码头装卸系统的离散性、随机性，采用面向对象和Petri网相结合的方法对系统进行复合建模，同时对系统进行了三维场景建模，并经系统复合模型实时驱动三维场景的动态显示，最终实现基于离散随机事件的港口集装箱码头装卸系统实时可视化、参数化仿真。将Petri网和面向对象两种建模方法结合起来用于现代港口物流系统的建模，即保持了面向对象建模中的优势，又很好地表达了系统事件之间的逻辑关系，同时又能利用Petri网模型中的数学分析方法对系统模型进行验证，与单纯使用其中一种建模方法相比有了很大改进，文中选用的可在微机上运行的虚拟现实仿真建模软件MultiGen较好地解决了复杂场景的实时生成问题。     

山东临工启动新品牌战略

“经过重新定位的山东临工，未来的目标不仅要保持国内行业领先地位，还要打造一个世界知名的中国工程机械优秀品牌。”在2008年7月9日举行的临工新品牌战略发布仪式上，沃尔沃集团成员企业山东临工工程机械有限公司首席执行官兼总裁王志中先生如是表示。新品牌形象的高调亮相标志着国内工程机械行业著名品牌山东临工新的品牌战略“建国际化临工，创可信赖品牌”已正式启动。     

天津港北港池C段自动化集装箱码头总体布置设计*

针对集装箱码头自动化设备存在无效作业的问题,对码头合理布置进行研究。在分析码头自动化技术发展现状的基础上,结合天津港某在建自动化集装箱码头新型工艺,从码头前沿、堆场布置等方面出发,综合考虑装卸船、水平运输和堆场作业的设备选型,制定全自动化码头总体布置技术方案。提出自动化集装箱堆场箱区平行于码头前沿的布置方式,引入无人驾驶、人工智能、大数据等前沿技术,采用人工智能运输机器人（ART）替代传统的运输设备,提升码头运营自动化水平,为我国自动化集装箱码头的建设发展提供借鉴。