自动化集装箱码头水平运输系统安全保护设计

正自动化集装箱码头有别于传统集装箱码头的主要特征之一是码头岸边与堆场间水平运输实现全自动化。目前,国外已建成的自动化集装箱码头主要采用自动引导车(automatedguidedvehicle,AGV)作为水平运输设备(见图1)。AGV车队规模庞大,且与岸边及自动化堆场系统交互频繁;因此,要求AGV具有智能化的避碰保护功能。为保障AGV车队正常作业,避免碰撞,应用设备控制系统(equipment control system,ECS)交通控制逻辑算法、单机自动化层面的激光防撞系统以及底层机械电气保护系统,实现     

集装箱码头先进作业工艺系统仿真与对比

作业工艺是集装箱码头规划设计的重要内容之一。针对自动化集装箱码头,分析基于AGVALV的码头作业系统和立体轨道式码头作业系统及其平面布局,并利用模拟仿真分析其作业效率和设备利用率等性能参数;分析高架桥式码头装卸工艺概念系统;从作业效率和成本等方面对几种自动化码头工艺进行对比分析。研究成果可为集装箱码头作业工艺设计和优选提供参考。     

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。     

集装箱智能码头系统设计

针对劳动力成本增加、集装箱船舶大型化、装卸设备自动化的现状,以及集装箱码头高效、智能、安全、绿色的发展需求,基于工艺规范化、可视化、物联化、协同化、智云化策略,梳理集装箱码头软、硬件系统关键技术,并对目标码头进行智能化系统架构、功能和工艺流程设计。本设计规避了现有研究在整个码头系统设计时只针对某一作业环节、缺乏各子系统间相互影响考量的问题,旨在解决码头子系统作业解耦问题,对集装箱智能码头系统建设具有指导意义。     

基于偏好函数与深度信念网络的自动化码头AGV实时调度算法

为提高自动化集装箱码头岸桥作业效率、降低自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)空载行驶距离,以偏好函数和深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)为核心设计AGV实时调度算法,完成AGV任务分配指派,优化AGV作业任务序列。利用偏好函数为处于待分配状态的AGV筛选最优集装箱,产生训练样本并更新训练集,通过DBN实时更新集装箱的偏好函数,重复该过程直至集装箱作业完毕。算例分析表明:同两种现行调度规则对比,AGV空载距离和岸桥作业时间显著下降;与人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)相比,DBN可有效提高算法精度与求解效率;算法针对环境动态变化实时分配集装箱,为自动化码头提高效率和降低能耗提供依据。     

基于5G LAN技术的自动化集装箱码头多场景集成应用系统

自动化集装箱码头主要装卸设备自动控制系统的稳定运行对通信传输的可靠性有严苛要求。设计了一种基于5G LAN技术的自动化集装箱码头集成应用系统。系统测试表明，该技术可提升系统运行稳定性及其运维效率，能够更经济、更灵活、更可靠地为自动化集装箱码头提供技术支持。     

海上无线数据通信网络节点的动态路由协议设计

为提高海上无线数据通信网络的覆盖能力和通信保真性,降低海上无线通信的输出误码,提出基于自适应分频转发技术的海上无线数据通信网络动态路由协议设计方法。构建海上无线数据通信网络通信系统的路由节点分布模型,结合通信链路保护协议和自适应路由分发协议构建动态路由节点的优化部署拓扑协议,进行海上无线数据通信链路的均衡设计,采用自适应分频转发技术进行路由冲突的反演控制,实现动态路由优化部署和节点最优覆盖均衡,完成动态路由协议设计优化。仿真结果表明,采用该方法进行海上无线数据通信网络节点的动态路由协议设计,提高了网络的覆盖度,海上无线数据通信的误码率降低,提高了网络通信的稳定性和保真性。     

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。     

自动化集装箱码头AGV换电调度理论与实践

正AGV换电调度是决定水平运输系统效率的关键点之一,为提高自动化集装箱码头自动导引小车作业效率和利用率,要综合考虑AGV当前电量、时间矩阵、换电站的排队状态等因素,在保证码头作业任务按时完成的情况下,完成AGV的换电作业,保证自动化码头作业有序、持续进行根据自动化码头的设计要求,水平运输是衔接岸边船舶作业与堆场作业的关键环节,     

提高自动化集装箱码头堆场无线射频识别系统识别率的方法

正无线射频识别(radio frequency identification,RFID)系统作为自动化集装箱码头堆场(以下简称"自动化堆场")作业系统中识别车号的子系统,能够识别进入自动化堆场及轨道吊作业区的集卡车号,辅助码头操作系统调度作业设备;因此,RFID系统识别率对自动化堆场作业安全有重要影响。本文以平行于岸线布置的自动化堆场为例,分析提高自动化堆场RFID系统识别率的技术手段及方法。     

集装箱自动化码头关键技术

为了提高集装箱自动化码头的设计和管理水平,对集装箱自动化码头的主要组成部分进行系统性分析,包括岸桥装卸系统、自动化水平运输系统、堆场装卸系统、设备调度与控制系统和码头管理系统等,总结构成集装箱自动化码头各子系统的主要关键技术,并展望未来集装箱码头的发展趋势。     

全自动化集装箱码头规划

在科学技术快速发展的背景下,集装箱码头经营管理者为提升码头作业效率,不断优化业务流程,逐渐提高码头自动化水平。例如,鹿特丹港、釜山港、汉堡港等港口成功实现集装箱码头堆场全自动化作业。在全自动化集装箱码头的实际应用中,复杂的监控技术必然带来较多的故障点,为此,选择便捷、可靠的自动化堆场机械以及制定优化的堆场作业流程成为全自动化集装箱码头应用的关键。     

厦门港海润集装箱码头5G专网建设

为有效满足传统集装箱码头大型装卸设备远程控制信号和视频信号的传输带宽及低延时需求,设计5G专网方案对厦门港海润集装箱码头的生产网络进行升级改造。利用SD-WAN设备对核心交换机与远控设备之间的数据流量进行牵引,接入5G网络。对原有波导管网络配置进行修改,将所有SD-WAN设备的有线WAN口都划分到波导管VLAN并配置同一网段地址,创建中心端和设备端的波导管信道。无线信号通过SD-WAN接入的5G CPE设备发送至新建5G基站,2种网络最终都通过内部光纤汇聚到中心机房,可通过任一网络方式实现装卸设备的远程控制。5G核心网及基站全部部署在码头内部,实现码头作业区域5G网络全覆盖且与外部其他网络形成物理隔离,专网专用,充分保障信息安全。专网针对不同业务进行切片分割以有效保证差异化服务,通过设计PLC信号双发选收策略保证工业控制数据传输的稳定性。该5G专网投入使用后能稳定运行,各项数据指标满足工业通信要求,可有效解决传统集装箱码头内部生产网络承载能力不足的问题。     

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。     

提高集装箱码头作业效率之我见

介绍了在码头、堆场设备上安装无线终端系统和集装箱卡车上安装无线传呼系统,改变集装箱堆场分进、出口堆存方式,实现“满天星”堆存方式,使码头作业流程日趋合理,在提高集装箱堆场利用率的同时,可进一步提高码头的作业效率。     

自动化集装箱码头自动导引车路径冲突规避优化策略

<正>自动导引车(automated guided vehicle,AGV)是自动化集装箱码头的主要运输设备,用于在码头前沿与后方堆场之间水平运输集装箱。AGV的作业效率不仅受其自身性能的影响,而且受码头布局、行驶路径和道路容量等因素的影响。在码头作业高峰期,随着AGV行驶路径的不断重叠,可能会产生     

自动化集装箱码头AGV无线4 G-LTE双网冗余覆盖技术

针对自动化码头工业场景无线工况,对比分析传统Wi Fi系统和4G-LTE系统,设计了基于4G-LTE技术的双网双覆盖冗余无线通信系统,解决了自动化码头无人物流小车AGV、无人集卡及跨运车的自动化控制问题。实践表明,该系统具有更高的网络覆盖率和稳定性,可保障自动化码头安全高效运行。     

F5G全光工业网络在智慧港口中的应用

为了提高智慧港口大型港机设备远程操控的可靠性,并提升信号传输效率和抗干扰能力,缩减工程建设成本,以集装箱码头岸桥和场桥远控系统为对象,将F5G全光工业网络用于码头有线网络系统搭建中。基于F5G全光工业网络应用特点,利用其网络架构简易、传输带宽高、布线简便且造价低等优势,实现码头工业控制生产网数据、视频安全监控数据和办公业务数据的高效传输。实际应用结果表明,与传统工业网络相比,在应用F5G全光工业网络后集装箱码头大型港机设备远程控制系统稳定性强,有助于提高码头机械远程控制及监视作业可靠性、提升码头自动化和智慧化水平,助推智慧港口基础设备设施改造升级。     

基于Unity 3D的集装箱码头数字孪生系统设计

为了实现对自动化码头设备运行状态、堆场集装箱布局、码头作业计划等内容进行远程实时可视化监控和管理,基于Unity 3D软件,设计开发集装箱码头数字孪生系统。利用三维建模软件,构建1:1比例的港口起重机三维模型,并将模型导入Unity 3D软件中。利用上述模型和其他港区设备、环境模型,搭建1:1比例的集装箱码头虚拟三维场景;运用C#语言编写数据通信和设备驱动等程序,实现虚拟集装箱码头同步运行。经测试表明,该系统可以实时采集码头相关数据,并驱动虚拟集装箱码头中的设备模型同步运行,实现集装箱码头的数字孪生。     

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。