[发明专利]一种提高板卷水运稳定性的自动配载方法

说明书

技术领域

本发明属于信息技术领域，涉及船舶货物配载方法，适用于钢铁企业中板卷的水运配载，提供一种决策板卷装船顺序及位置的自动配载方法。

背景技术

钢铁企业的产成品出厂一般采用水运方式，其物流作业流程如图1所示，板卷由场外卡车从生产厂区被运往码头堆场，当有船抵达码头，计划人员会根据来船的容积、载重、到港站等信息以及该船分配板卷规格信息制定配载方案。该方案决策各板卷在船中的摆放位置以及装船顺序，配载方案下达后堆场吊机将板卷放入场内卡车，再由场内卡车将板卷运往岸边，由岸边吊机将板卷依次放入船中的指定位置。

在制定配载方案时，要满足运输方和码头装卸方的要求。运输方要求配载方案必须保证船身平衡，包括船头尾平衡和左右平衡，通过优化平衡量指标保证船身在运输过程中平稳。码头装卸方在按照配载方案装船过程中有两个要求，第一个尽量避免倒垛情况发生，由于船舶可装载多个到港站的板卷，就可能发生下层板卷先于其下层板卷到站，上层板卷就会阻碍下层板卷的卸载，因此必须先移动上层板卷，而这样就增加了一次操作，该操作被称为倒垛，通过优化倒垛量指标可提高码头装卸效率；第二个尽量集中岸吊操作，若一个到港站的板卷摆放过于分散，到站后岸吊卸载板卷时就会来回移动频繁，通过优化分散度指标可集中岸吊操作、提高工作效率、减少机械损耗。

钢铁企业的出厂板卷数量庞大、规格不一，且配载方案要满足很多约束条件，比如所装板卷不能超过舱容、板卷摆放满足最小行间距要求、板卷多层摆放时上层板卷规格要小于下层板卷规格等。当前的板卷配载方案主要依靠码头计划人员通过电话与船方协商制定，主要依靠人工经验，效率较低，很难给出科学合理且满足双方要求的配载方案，运输质量难以保证。目前国内外对于船运板卷装载计划问题的研究比较少，日本的Toyohiro UMEDA研究了一类钢卷装船计划问题，但在他们研究的问题中，船只上堆放卷的位置是固定的，即位置数是一定的，无需根据卷的大小形状来决策位置，最终作者采用遗传算法进行了求解。200510028376.4号专利《钢铁产品散装货运船舶积配载方法》研究了钢铁产品的装载计划问题，但该研究只考虑所有产品属于同一个到港站的情况，没有考虑多到港站情况，因此忽略了由多到港站的问题特征所引起的船舶后续航行过程中的船舶平衡要求以及卸载方面的要求，无法保证多到港站情况下装载过程中以及运输过程中船舶的稳定性和安全性。综上所述，目前针对钢铁企业产成品装载计划问题的研究还显不足，这为后续研究留下了空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种提高板卷水运稳定性的自动配载方法，避免倒垛现象的发生，解决了船上集中摆放的问题，保证了船身稳定，使得配载更加科学、安全，并降低配载损耗。

本发明的技术方案是这样实现的：一种提高板卷水运稳定性的自动配载方法，包括以下步骤：

步骤1：从数据库中读取板卷信息、船信息、装载要求信息和算法参数信息；

其中，板卷信息包括：产品名称、提单号、准发号、合同号、库区、材料号、库位号、净重、宽度、长度、到港站、交华期；

船舶信息包括：船名、船类型、船额定载重、船舱个数、各船舱长、各船舱宽，各船舱额定载重；

装载要求信息包括：最小行间距、船左右平衡限制、船头尾平衡限制、到港站的先后顺序、到港站平衡权重、分散度权重、倒垛次数权重；

算法参数信息包括：最大不更新迭代次数、禁忌表长度、最大迭代次数。

步骤2：调用步骤1的信息，生成初始的配载方案，包括如下步骤：

步骤2.1：初始确定船舱中板卷摆放的行列总数：根据步骤1提供的板卷宽度、长度，船舱长宽信息和最小行间距信息确定板卷在船上摆放的行列总数，首先计算板卷的平均宽度和长度，之后根据船长以及板卷平均长度确定总列数，根据船宽以及板卷平均宽度确定总行数；

步骤2.2：板卷的分批和排序：首先根据步骤1提供的板卷港站信息对板卷进行分批，避免板卷在卸载操作中发生倒垛情况：根据到港站进站的先后顺序对批次集合进行排序，到港站越远的批次其装载优先级越高，这样最后到站的板卷就会优先放在下层，其上层的板卷必然先到，如此就可避免发生倒垛；

之后对各个批次中的板卷根据其宽度和重量信息进行排序：宽的和重的板卷优先级高，这样宽的重的板卷就会优先被放在下层，之后放在上层的板卷规格必定小于下层的规格，如此可防止上层板卷倒塌或压坏下层板卷的情况发生；

步骤2.3：以保证船身平衡为基础调整板卷的装船顺序并确定板卷在船上的位置；