[发明专利]集装箱自动化码头协同作业系统及卸载最短路径搜索方法

权利要求书

1.一种集装箱自动化码头协同作业系统，其特征在于，所述协同作业系统包括：ZPMC集装箱自动化码头装卸系统、装卸系统agent层次模型、管理agent、设备agent和信息agent；所述ZPMC集装箱自动化码头装卸系统借助空中交叉进行集装箱的装卸与运输，并依靠各个独立运行的设备相互间动作衔接完成装卸任务；所述装卸系统agent层次模型基于管理agent和设备agent构建，通过信息agent实现通信，协调配合完成装卸任务；所述管理agent用于装卸任务的统一管理、系统资源的全局配置、各装卸设备子系统的管理和调度；所述设备agent是ZPMC集装箱自动化码头装卸系统里面的具体执行单元，是具体任务的执行载体。

2.如权利要求1所述的集装箱自动化码头协同作业系统，其特征在于，ZPMC集装箱自动化码头装卸系统包括：在码头设置的低架桥轨道和地面轨道的垂直交叉结构；自动化码头将集装箱装卸过程分解为低价桥电动车水平运输、低价桥起重机垂直运输和地面电动车水平运输，实现空中交叉作业。

3.如权利要求2所述的集装箱自动化码头协同作业系统，其特征在于：主要装卸设备包括：岸边集装箱起重机QC，低架桥电动车TC，堆场起重机OBC，堆场起重机GC，堆场起重机RMG。

4.如权利要求1所述的集装箱自动化码头协同作业系统，其特征在于，所述装卸系统agent层次模型由管理agent、设备agent和信息agent组成，以信息agent为通讯中心实现信息在系统各级agent之间的交互；其中管理agent包含任务管理agent和设备管理agent；设备agent具体包括QC agent、TC agent、OBC agent、GC agent、RMG agent、船舶agent以及堆场agent；初始任务生成后由任务管理agent对任务进行分解，分解后的子任务通过信息agent与设备管理agent之间进行交互，设备管理agent分支下的QC管理agent、TC管理agent、RMG管理agent等子系统领取自己的子任务，随后设备管理agent分支下的子系统再通过信息agent与各自对应的设备agent进行交互，同时各个设备agent之间也通过信息agent交互共同完成子任务。

5.如权利要求4所述的集装箱自动化码头协同作业系统，其特征在于，所述管理agent分为两级结构，第一级包括任务管理agent和设备管理agent；所述第一级管理agent负责装卸任务的统一管理、系统资源的全局配置；所述第二级管理agent负责各装卸设备子系统的管理和调度，包括装卸任务的领取、设备状态的监测。

6.如权利要求4所述的集装箱自动化码头协同作业系统，其特征在于，设备agent是具体任务的执行载体，在二级管理agent的管理下完成具体的装卸任务；所述设备agent按照功能划分为：岸边集装箱起重机QC agent、低架桥电动车TC agent、堆场起重机OBC agent、堆场起重机GC agent、堆场起重机RMG agent、船舶agent以及堆场agent。

7.如权利要求2或6所述的集装箱自动化码头协同作业系统，其特征在于，所述岸边集装箱起重机QC负责船侧与陆侧之间的集装箱装卸工作；所述低架桥电动车TC在低架桥轨道上双向运行；所述低架桥起重机OBC卸船时将集装箱从低架桥电动车上提起，旋转并落至地面轨道的电动车上，装船时动作顺序相反，可在低架桥轨道上双向运行；所述地面电动车GC在地面轨道上双向运行；所述堆场起重机RMG卸船时将集装箱从地面电动车上提起，落至堆区指定位置，装船时动作顺序相反，可在规定堆区轨道上双向运行。

8.一种卸载最短路径搜索方法，其特征在于，集装箱最短装卸路径的搜索采取就近原则以及时间估计策略相配合的方法，每个集装箱的装卸路径在对其进行操作之前生成。

9.根据权利要求8所述的卸载最短路径搜索方法，其特征在于，

采用就近原则与时间估计策略相配合的方法，每个集装箱的装卸路径在对其进行操作之前生成，搜索方案涉及变量如下：

yardPosition:集装箱堆存位置，场位；

hatchPosition:集装箱船舱位置，舱位；

QC_Position(x,y)：QC位置；

TC_Position(x,y)：TC位置；

OBC_Position(x,y)：OBC位置；

state：设备状态信息，分为忙、闲、故障；

shortestPath：最短路径；

i:低架桥轨道数目

j：每条低架桥轨道上TC和OBC的数量。