[发明专利]一种自动码头起重机的调度方法

说明书

本发明公开一种自动码头起重机的调度方法，该方法以数学和系统理论为基础，建立自动码头起重机调度系统的数学模型，运用系统的全局鲁棒性技术，确定了集装箱在装货点和卸货点之间的运输时间的最大变化范围，以使吊具在不同位置之间的运行速度尽可能慢，而不影响吊具在任何方向上的出发时刻；同时减少集装箱在提升过程中货物的震动，以及制动器、车轮、减速器、主梁和电缆的冲击和磨损，提高运输的安全性和有效性。

技术领域

本发明属于运输调度技术领域，具体是一种自动码头起重机的调度方法。

背景技术

自动码头起重机调度系统是一个高维非线性的复杂系统。对自动码头起重机调度系统建立数学模型，降低系统的复杂度和计算量是必要的。由于码头的集装箱重量较大，当运输速度过快时，可能发生碰撞，造成生命财产安全事故，并且还会增加减速器的急停次数，增加制动器、车轮、减速器、主梁和电缆的冲击和磨损，缩短起重机的使用寿命。延长集装箱在不同位置的运输时间有助于解决上述问题，关键是寻找集装箱运输时间的最大变化范围，以使吊具在不同位置之间的运行速度尽可能慢，而不影响起重机的吊具每次从装货点和卸货点出发的时刻。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种自动码头起重机的调度方法。该方法能够降低系统的复杂度和计算量，有效减少货物在运输过程中的碰撞，以及制动器、车轮、减速器、主梁和电缆的冲击及磨损，提高运输安全性和有效性，且不会影响起重机吊具每次从装货点和卸货点出发的时刻。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种自动码头起重机的调度方法，该方法包括下述步骤：

步骤1：获取自动码头起重机在装货点和卸货点之间的集装箱的运输时间；

步骤2：自动码头起重机的动态调度过程用极大-加线性系统来描述：

x(k+1)＝Ax(k)

其中x(k)＝(x₁(k) x₂(k) … x_n(k))^T，x(0)是初始条件；建立集装箱运输时间的数学模型，其中系统的状态矩阵是n×n的极大-加矩阵A，n表示集装箱运输方向的数目，x_i(k)为方向i中小车吊具的第k个出发时间，a_ij是小车沿方向j到达方向i的起点所需的时间；

步骤3：计算极大-加矩阵A的特征值λ和对应的特征向量v，并以特征向量作为初始条件；

步骤4：寻找极大-加矩阵A的所有特征元；

步骤5：寻找所有可变动元；在极大-加矩阵A的每一行中仅选择一个特征元作为不可变动元，极大-加矩阵A的所有其他元素是系统的可变动元；

步骤6：计算极大-加矩阵A中除去元素ε和e后，每个可变动元的最大变化范围，从而重新设计装货点和卸货点之间的运输时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：降低了系统的复杂度，减少了计算量。本发明的计算复杂度为O(n³)，具有有效性、多项式性和收敛性。通过延长装货点和卸货点运输集装箱的时间，减小起重机吊具的运行速度，从而减少货物在运输过程中的碰撞，减少起重机的制动器、车轮、减速器、主梁和电缆的冲击和磨损，提高运输的安全性和有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要介绍。下面的附图仅仅是本发明的一些实施例，不应理解为本发明的保护范围的限制。

图1为一种实施例的自动码头起重机的操作循环路径示意图，其中图1(a)为实物场景的操作循环路径示意图，图1(b)为抽象示意的操作循环路径示意图。

图2为本发明一种自动码头起重机的调度方法的一种实施例的流程图。

具体实施方式