[发明专利]一种动态截港时间下双场桥柔性调度方法

说明书

本发明公开了一种动态截港时间下双场桥柔性调度方法，所述方法包括以下步骤：S1、初始化数据；S2、遍历任务信息；S3、动态截港时间(截港时间即船舶公司向码头提供的船舶到港时间信息)下场桥当前任务释放时间变动；S4、对位置P1‑P5进行局部重调度；S5、遍历完所有任务，终止迭代输出双场桥柔性调度方案。本发明针对集装箱港口堆场箱区非交叉约束的双场桥调度优化问题，以场桥任务释放时间为动态变量，运用局部重调度策略应对频繁变动的场桥任务规划，在确保解近优(场桥任务的最大完工时间最小化)的基础上获得双场桥柔性调度方案，缩短整体的求解耗时，提高场桥调度对于船舶截港时间动态变化的适应性，增强场桥应对外界干扰的柔性性能。

技术领域

本发明涉及集装箱码头堆场箱区作业领域，特别涉及一种动态截港时间下双场桥柔性调度方法。

背景技术

共轨且大小相同的半自动轨道式龙门起重机(RMGS，简称场桥)是集装箱码头堆场箱区作业重要的装卸设备，其工作效率直接影响到码头整体的运载效率。集装箱堆场箱区实际调度时需要避免场桥之间的碰撞，即场桥之间不能相互超越的同时，且需要保持安全距离，否则易造成安全事故。目前关于集装箱码头双场桥调度的研究中主要考虑了场桥之间的非交叉约束，以实现多个场桥合作完成集装箱的装卸作业任务。然而，为了简化问题，现有研究忽略了船舶截港时间变化导致的场桥任务释放时间变动，而这现象在集装箱码头生产实践中普遍存在，导致已有成果很难直接应用于集装箱码头堆场箱区调度的实践中，使得实际场桥调度情况与预期效果产生偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态截港时间下双场桥柔性调度方法，针对集装箱港口堆场箱区非交叉约束的双场桥调度优化问题，考虑了船舶动态截港时间带来的场桥任务时间变动，运用局部重调度策略应对频繁变动的场桥任务规划，在确保解近优(场桥任务的最大完工时间最小化)的基础上获得双场桥柔性调度方案，缩短整体的求解耗时，提高场桥调度对于船舶截港时间动态变化的适应性，从而增强双场桥应对外界干扰的柔性性能。

为了解决以上问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于动态截港时间下自动化码头双场桥柔性调度方法，包括：步骤S1、初始化数据；S2、根据所给场桥作业信息遍历总任务；S3、动态截港时间下当前任务i释放时间变动；S4、对位置P1～P5进行局部重调度；S5、遍历完所有任务，结束迭代输出双场桥柔性调度方案。

所述的初始化数据具体为：

初始化数据包括初始总任务信息、初始场桥调度方案、任务释放时间更新信息。其中，初始总任务信息包括任务号、任务目标位置、作业时间、任务释放时间。初始场桥调度方案包括：场桥根据初始安排等待或让行，场桥移动到目标位置、场桥进行作业、作业完成吊具回到顶部。场桥让行指当前场桥为避免场桥交叉碰撞在原位置等待或让行，当另一场桥完成工作且离开干扰区域时再到达目标位置进行作业。

所述遍历任务信息具体为：

集装箱港口堆场箱区中有两个大小一致，且不可跨越的场桥0和场桥1，将其编号为k，其中k∈{0,1}。场桥0的初始位置在0列，场桥1的初始位置bay位最末端。堆场场桥沿堆场的bay位移动，场桥的吊具沿着堆场row方向移动。任务规划指由场桥任务编号组成的序列，它包含了场桥执行对应的任务顺序，而每一任务编号都对应唯一的任务信息列。任务插入指将当前场桥任务安排在对应任务之后，由此形成新的规划结果。

场桥任务类型包含任务A、B、C、D，其中任务A为场桥1的让行任务；任务B为场桥0的让行任务；任务C为场桥0的任务i在任务调度规划时间轴W₀上的原任务变为空任务，即场桥移动到目标位置后不操作集装箱而变为等待与原操作相同的时间；任务D为场桥0移动到任务i₀的目标位置。

遍历方法具体为，依次读取总任务表中所有任务，每一次遍历都读取当前任务的所有信息，包括任务编号、任务目标位置、作业时间、任务释放时间。