[发明专利]一种集装箱码头水平运输可视化系统

说明书

一种集装箱码头水平运输可视化系统，该系统用于针对集装箱码头场内集疏运作业环节，包括任务分配模块、统计分析模块和可视化模块，任务分配模块基于智能调度算法与策略用于存储基础数据、与外部系统进行交互、进行集装箱搬运任务的AGV智能分配与优化，并对车辆通行进行综合管理；统计分析模块用于对集装箱搬运任务序列、AGV平均耗时、车辆有效率利用率、平均作业周期进行统计分析与展示；可视化模块用于实现虚拟场景与现实码头集装箱转运场景协同联动，进行现场作业进度以及概况的远程监控。该系统采用模块化设计，可独立运行或嵌入整体运行，能够实现任务智能分配与优化，提高作业效率，并且虚实结合、实时联动，便于远程监管。

技术领域

本发明涉及集装箱码头场内集疏运技术领域，特别是一种集装箱码头水平运输可视化系统。

背景技术

航运占据国际贸易总运量中的三分之二以上，由于集装箱尺寸规范、安全环保，因此集装箱运输成为海运的主要方式之一，集装箱码头是海运的中转站和枢纽，其发展状况和作业效率大大影响货物的运输情况。

近年由于贸易局势紧张，全球经济和贸易增长放缓等，码头更应拥抱数字化，利用数字化推动海上供应链各部分间的合作；升级基础设施和运营，建立并增强复原力。水平运输环节是连接前沿与陆侧的重要转运环节，主要负责进行海侧及堆场之间集疏运集装箱的搬运，其自动化程度、装卸效率等严重制约码头的服务水平。

全球仅少数码头实现自动化(或半自动化)建设，大部分码头采用人工驾驶集装箱卡车(以下简称集卡)完成前沿与堆场之间的集装箱转运工作，以正面吊、叉车等设备辅助作业。但是随着技术的发展，应用无人车进行码头集装箱的自主搬运将成为发展和应用趋势。

集装箱码头水平运输作业领域的现有产品(技术)主要问题如下：

1、自动化程度低，以人工方式通过集卡等进行集装箱搬运；

2、污染环境，码头24小时持续并行作业，柴油动力集卡连续循环作业，排放大量尾气不符合环保要求；

3、智能化程度低，船舶一个靠离泊周期需要完成成百上千集装箱的装卸作业，依靠人工进行任务分配和调度，难免出现任务安排不合理、作业效率不高等问题；

4、监控困难，一般采用语音方式进行通信与对接，无法实现实时远程监管，发生事故响应迟缓。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，基于集装箱码头无人车的任务智能规划、车辆调度管理、远程监控以及现场数据统计分析等功能需求，参考码头作业规范体系、安全保障要求等构建的集装箱码头水平运输可视化系统。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种集装箱码头水平运输可视化系统，该系统为针对集装箱码头场内集疏运作业环节，基于有一定自控能力的AGV研发的集装箱码头水平运输可视化系统，该系统包括任务分配模块、统计分析模块和可视化模块，任务分配模块基于智能调度算法与策略用于存储基础数据、与外部系统进行交互、进行集装箱搬运任务的AGV智能分配与优化，并对车辆通行进行综合管理；统计分析模块用于对集装箱搬运任务序列、AGV平均耗时、车辆有效率利用率、平均作业周期进行统计分析与展示；可视化模块用于实现虚拟场景与现实码头集装箱转运场景协同联动，进行现场作业进度以及概况的远程监控。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的集装箱码头水平运输可视化系统，任务分配模块存储的基础数据包括集装搬运任务序列、泊位编号、泊位空闲状态、泊位装卸位坐标、堆场编号、堆场停车位状态、堆场停车位坐标、集装箱编号、集装箱尺寸、集装箱类型、初始地、目的地。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的集装箱码头水平运输可视化系统，任务分配模块基于最小化最终作业任务的完工耗时设计目标函数进行任务分配，设任务总数为M，车辆总数为N，见下式：