[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

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种用于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。

背景技术

随着集装箱港口的发展，港口间的竞争也变得越来越激烈。港口的竞争优势除了来自于港口的地理位置和腹地经济条件之外，港口的技术条件、作业效率和管理水平也是体现其竞争力的重要因素，当今90％的国际货物要经过海港，而80％的海上运输货物通过集装箱运输，集装箱运输与信息化网络已成为国际物流体系的两大基础。集装箱码头是国际物流系统中联结远洋、内河船舶以及内陆运输的枢纽，也是各种运输方式交汇的高效集散中心和功能强大的综合型物流枢纽，在集装箱运输乃至整个供应链中都发挥着极其重要的作用。目前，基于MAS的集装箱码头调度研究集中在码头作业的各个阶段，如泊位控制、集卡路径优化、堆场分配等，而作业系统集成化的研究成果较少，针对ZMPC自动化码头系统的研究更是凤毛麟角。因此在ZMPC集装箱自动化码头调度优化中应用MAS从而实现码头协同作业必将为自动化码头的建设运营带来实用性价值。

发明内容

针对以上问题，本发明基于ZPMC集装箱自动化码头装卸工艺提供了一种基于MAS的集装箱自动化码头协同作业系统。该系统将装卸设备抽象为一系列行为和属性的智能体同时提出船舶、堆场、任务管理、设备管理等智能体，各子系统通过信息共享实现协商与合作。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于MAS的集装箱自动化码头协同作业系统，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。