[发明专利]一种集装箱堆场双层高架轨道垂直运输设备调度方法

说明书

本发明公开了一种集装箱堆场双层高架轨道垂直运输设备调度方法。该方法首先设定了集装箱垂直运输设备调度模型的条件，然后以集装箱水平运输设备一段时间内完成全部任务在堆场等待时间最短为目标函数建立堆场集装箱垂直运输设备智能调度模型，集装箱水平运输设备一段时间内完成全部任务在堆场等待时间共由五部分组成，每部分又根据不同的垂直运输任务确定是否计算在内，然后确定了智能调度模型目标函数的约束条件，并采用融合BP算法的混合粒子群算法求解该模型。

技术领域

本发明涉及港口集装箱堆场的起重机调度领域，特别涉及一种集装箱堆场双层高架轨道垂直运输设备调度方法。

背景技术

传统的集装箱码头大多采用轮胎式集装箱龙门起重机(RTG)配合集卡的工艺方式，由于同一箱区RTG占用相同的路径，因此同一箱区配备的RTG不多。较大型的集装箱堆场多采用混堆、同装同卸的工作方式，在分配若干场桥去完成若干垂直运输任务的时候，它们在堆场内箱区之间移动需花费较多时间，为了提高整个堆场的垂直运输效率，国内外目前发展了一些集装箱堆场内场桥的智能调度方法。

混合整数规划模型是目前使用最多的集装箱堆场场桥调度模型，以最小化取箱作业完成时间提前量和存取箱作业完成时间延迟量的线性组合为目标，确定一个任务分配和任务排序方案；除此之外还有基于软时间窗的场桥调度模型、鲁棒预调度配合反应再调度策略的场桥调度模型、包括其它一些根据实际需求建立的模型。而求解模型的优化算法则主要包括遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法及启发式算法等。

上述模型及算法在场桥的智能调度中各有优缺点，但无一不是被应用在传统的以集装箱龙门起重机加集卡的工艺方式中的，但是本发明中涉及的全自动集装箱码头采用的是自动化双层高架轨道垂直运输设备加自动化水平运输设备的工艺方式，其中全自动集装箱垂直运输设备与传统的集装箱龙门起重机依靠大车机构行走不同，采用的是高架轨道，集装箱起重设备在高架轨道上行走，通过高低轨道架设置，同一箱区可以布置较多的起重设备。由于全自动集装箱码头采用的设备及工艺方式都与传统集装箱码头大相径庭，因此现有的调度模型及算法已不合适应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集装箱堆场双层高架轨道垂直运输设备调度方法，达到对多台设备进行合理调度、缩短设备等待时间、提高作业效率的目的。

本发明实现其技术目的技术方案是：一种集装箱堆场双层高架轨道垂直运输设备调度方法，针对采用双层高架轨道垂直运输设备的全自动集装箱码头设备及工艺特点建立新的集装箱垂直运输设备的调度模型及采用相应的优化算法对其进行求解。

在采用双层高架轨道垂直运输设备的全自动集装箱堆场中，自动化水平运输设备(包括自动导引小车、LIFT AGV、自动跨运车、无人集卡等)将集装箱水平运输至堆码箱区或运出堆场，同一箱区内配备多台高架轨道集装箱起重设备与水平运输设备配合实现集装箱的垂直运输作业，高架轨道集装箱起重设备可装载一个集装箱在箱区内行走，因此在与水平运输设备一次对接中可直接完成先卸箱再装箱两次工作。

本发明提出将一种智能方法用于该类自动化集装箱堆场中实现同箱区内双层高架轨道集装箱垂直运输设备调度，达到对多台设备进行合理调度、缩短设备等待时间、提高作业效率的目的。该方法以水平运输设备在堆场等待时间最短为目标建立堆场集装箱垂直运输设备智能调度模型，并采用融合BP算法的混合粒子群算法求解该模型，方法包括如下步骤：

步骤A、设定集装箱垂直运输设备智能调度模型建立条件

1)各集装箱垂直运输设备作业能力相同；

2)集装箱堆场作业的作业计划及配载计划已确定；

3)一个箱区水平运输设备只有一个泊位；

4)同一箱区所有集装箱垂直运输设备均能到达该箱区所有泊位；

5)集装箱垂直运输设备一次提升一个20ft标准集装箱；