[发明专利]全自动化集装箱码头的装船调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种全自动化集装箱码头的装船调度方法及系统，该方法包括：构造动态结构式流水线：设定任务优先级；根据拓扑法计算装船任务次序；根据拓扑序计算三角形堆箱斜面；根据作业路负荷动态分配自动导向水平运输车。本发明把一个集装箱从堆场搬到船上的作业设为一个任务，综合考虑机械设备的当前负荷，均衡设备执行效率与任务执行次序间的矛盾，每隔一个执行周期给出当前时间段内合理的待执行装船任务队列；按队列发任务，调用和配置相应的设备和码头资源并控制作业进度，进而正确、有序、高效地执行码头装船作业。

技术领域

本发明涉及装船调度系统及方法，更具体地说，涉及一种全自动化集装箱码头的装船调度方法及系统。

背景技术

全自动集装箱码头是一种建立在现代计算机、通信网络和自动控制技术基础上的先进码头。相较传统码头可以降低用工成本，提高安全作业水平，提升作业效率。不同港口采用的自动化码头作业工艺不尽相同，码头布局也有差异。大多数全自动化集装箱码头采用双小车岸桥(STS)、自动导向水平运输车(AGV)、自动轨道吊(ASC)装卸工艺。图1是采用STS、AGV、ASC装卸工艺，堆场与岸线平行的全自动化码头。本发明以图1工艺为参考。

图1展示的装船流程为ASC从箱区BLOCK抓箱并移动到堆场海侧交换区WSTP，ASC放箱到在WSTP等候的AGV上，AGV载箱到STS交换区QCTP，STS从AGV抓箱放到船上。卸船流程与之相反。QCTP是STS与AGV的换箱作业区域，QCPB是AGV进出QCTP的缓冲区。WSTP是海侧ASC与AGV的换箱作业区域，Mate伴侣是WSTP上的集装箱缓存设备，AGV或ASC可以把载运的箱子先放在伴侣上，以释放AGV或ASC。BLOCK是堆场箱区。LSTP是陆侧集卡换箱作业区。

除了STS上的司机外，自动化码头依靠自动设备实现了无人操作，以此降低人工成本、提高人员安全性，并且机器可以不知疲倦地连续作业。但是，码头作业的主流程并没有发生根本性改变，只是实现流程的方式有了变化。装船流程依然是制定配载图、按配载要求发送装船指令、堆场出箱、水平运输车载箱、集装箱核对、岸桥装船，与传统作业不同的是把人工操作设备、调度设备、控制进度的环节换成了机器按指令自动执行。

如何调度和指挥自动设备执行任务，使设备协调运转，把设备的利用率最大化？传统码头由人根据作业情况组织作业和调度设备，自动化码头则是设计由计算机软件实现的策略，通过策略算法分析实时采集的工况数据并进行目标计算，根据计算结果向设备发送指令，驱动设备完成各种任务操作。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种全自动化集装箱码头的装船调度方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全自动化集装箱码头的装船调度方法，包括：构造动态结构式流水线；设定任务优先级；根据拓扑法计算装船任务次序；根据拓扑序计算三角形堆箱斜面；根据作业路负荷动态分配自动导向水平运输车。

进一步地，任务优先级的参数包括均衡岸桥负荷、可执行任务、在场箱翻倒频次、作业路配置的自动导向水平运输车数量、任务计划时间、均衡自动轨道吊负荷。

进一步地，根据拓扑法计算装船任务次序包括以下步骤：W：由任务箱信息WI组成的集合，W＝{WIi|WIi∈WQ,i∈N}；二维矩阵TopologyMatrix[m][n]：用W作为二维矩阵的行、列，用0、1、-1描述WIm,WIn之间次序关系，0表示次序无关，1表示WIm在WIn之前，-1表示WIm在WIn之后；TopologySort()方法：根据TopologyMatrix[m][n]列出的关系对W做拓扑排序，根据排序结果修改任务箱信息WI的时间戳属性，任务箱信息WI之间的先后次序即可由时间戳确定；GetSourceWI()方法：获取没有物理和逻辑依赖的任务箱信息WI，这类任务箱信息WI对应的集装箱任务JOB具有高优先派发权。