[发明专利]一种提高码头集装箱存取效率的预倒箱控制方法

摘要

本发明提供一种提高码头集装箱存取效率的预倒箱控制方法，该方法确定吊机负责贝区域的集装箱信息、栈信息和提取顺序要求；对集装箱进行划分；确定需要的目标栈个数以及每个目标栈的目标高度；从当前存放集装箱且处于非封锁状态的栈中依次选取目标栈，获得初始控制方案；根据初始控制方案对各目标栈进行模拟操作获得吊机指令信息，并确定吊机指令的评价参数；根据吊机指令信息采用交换邻域搜索方法对控制方案进行迭代优化，得到最终控制方案；将最终控制方案转换为吊机的操作指令，控制吊机到达指定位置，实现对目标栈的依次操作；该方法集中吊机操作减少提取时间进而降低了船舶的停泊时间和集装箱运输物流成本，提高了集装箱码头的周转效率。

主权项

1.一种提高码头集装箱存取效率的预倒箱控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：从码头数据库中读取吊机负责贝区域的集装箱信息、栈信息和提取顺序要求，设定吊机指令数权重和集中性权重；/n所述“贝”、“栈”，在集装箱堆场中，垂直堆放的一列集装箱称为一个栈，并排堆放的多个栈组成一个贝；/n所述集装箱信息，包括：集装箱号、集装箱所在栈号、集装箱层数和提取顺序；/n所述栈信息，包括：栈号、栈最大层数、栈实际层数和栈类型；所述栈类型包括：封锁栈和非封锁栈；/n所述提取顺序要求为堆放于上层的集装箱提取顺序要先于其下层集装箱提取顺序；/n步骤2：根据集装箱信息、栈信息和控制要求信息，对集装箱进行划分：将处于非封锁栈中的提取顺序相同集装箱划分为同一类型，并将提取顺序序号作为集装箱类型序号，得到集装箱划分类型数和各类型集装箱的总数；/n步骤3：确定需要的目标栈个数以及每个目标栈的目标高度；/n步骤4：从当前存放集装箱且处于非封锁状态的栈中依次选取目标栈，从而获得初始控制方案；/n步骤5：根据当前控制方案对各目标栈进行模拟操作获得当前控制方案吊机指令信息，并确定当前控制方案的吊机指令的评价参数，所述吊机指令的评价参数为操作数指标和集中性指标之和，所述操作数指标为吊机指令数与吊机指令数权重之积，集中性指标为各类型集装箱所在栈个数之和与集中性权重之积，具体方法如下：/n步骤5.1：选取第一个目标栈作为当前目标栈；/n步骤5.2：将当前目标栈的最低层作为当前目标层；/n步骤5.3：判断当前目标栈的当前目标层中是否具有集装箱，若是，则将该集装箱的类型序号作为目标序号，执行步骤5.4，否则，执行步骤5.6；/n步骤5.4：若当前目标栈的当前目标序号大于当前目标层上层集装箱的类型序号或者当前目标栈的当前目标层的上层无集装箱，则执行步骤5.5，否则，当前目标层中的集装箱设定为可移动集装箱，执行步骤5.8；/n步骤5.5：若小于等于当前目标栈的当前目标序号的所有未固定集装箱个数大于等于该目标栈的目标高度与当前目标层层号的差值，则当前目标层中的集装箱设定为可固定集装箱，执行步骤5.10，否则，当前目标层中的集装箱设定为可移动集装箱，执行步骤5.8；/n步骤5.6：若当前目标栈的当前目标层为最底层，则随机选取类型序号作为候选目标序号，若当前目标栈的当前目标层并非最底层，则选取小于当前目标层下层集装箱类型序号的类型序号作为候选目标序号；/n步骤5.7：判断小于等于候选目标序号的所有未固定集装箱个数是否大于等于当前目标栈的目标高度与当前目标层层号的差值，若是，则该候选目标序号作为当前目标序号，执行步骤5.9，否则，返回步骤5.6；/n步骤5.8：将当前可移动集装箱及其上层的集装箱依次从上到下移动至对应的放入栈，所选取的各集装箱的放入栈的原则为：从固定栈和当前目标栈以外的未满目标栈中以被移动集装箱序列号与选取的顶层集装箱序号差值最小，执行步骤5.10；/n步骤5.9：从未固定集装箱中选取类型序号与当前目标序号相同，且提取倒箱数最少的集装箱进行操作，放入当前目标栈的当前目标层，并将放入当前目标层的集装箱设定为可固定集装箱；/n步骤5.10：判断当前目标栈的当前目标层是否达到目标高度，若是，则当前目标栈为固定栈，执行步骤5.11，否则，将当前目标层的上一层作为更新的当前目标层，返回步骤5.3；/n步骤5.11：判断当前目标栈是否为最后一个目标栈，若是，则获得当前控制方案吊机指令信息，执行步骤5.12，否则，将下一个目标栈作为更新的当前目标栈，返回步骤5.2；/n步骤5.12：确定当前控制方案的吊机指令的评价参数；/n步骤6：根据当前控制方案吊机指令信息采用交换邻域搜索方法对控制方案进行迭代优化，得到最终控制方案，具体方法如下：/n步骤6.1：将初始控制方案作为历史最优控制方案，设定优化方法最大迭代次数；/n步骤6.2：建立记录列表记录搜索对象，设定列表长度；所述搜索对象为交换任意一个目标栈和另一个栈次序的反操作；/n步骤6.3：交换当前控制方案中一个目标栈和另一个栈的次序，得到新的候选控制方案，迭代次数加1，执行步骤5得到新的候选控制方案的吊机指令信息和新的候选控制方案的吊机指令的评价参数；/n步骤6.4：判断新的候选控制方案是否在记录列表中，若是，执行步骤6.6，否则，执行步骤6.5；/n步骤6.5：将新的候选控制方案记入记录列表，判断新的候选控制方案是否优于历史最优控制方案，即新的候选控制方案的吊机指令评价参数是否小于历史最优控制方案的评价参数，若是，将新的候选控制方案作为历史最优控制方案，并将其作为当前控制方案，执行步骤6.7，否则，保留历史最优控制方案作为当前控制方案，执行步骤6.7；/n步骤6.6：判断新的候选控制方案是否优于历史最优控制方案，若是，将新的候选控制方案作为历史最优控制方案，并将其作为当前控制方案，否则，保留历史最优控制方案作为当前控制方案；/n步骤6.7：判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数，若是，则将当前控制方案作为最终控制方案，执行步骤7，否则，返回步骤6.3；/n步骤7、将获得的最终控制方案转换为吊机的操作指令，将吊机的操作指令存储于数据库中，并通过网络将吊机的操作指令发送至吊机终端；/n步骤8、根据吊机终端获取的吊机的操作指令，控制吊机到达指定位置，实现对目标栈的依次操作；所述吊机操作指令包括集装箱号、起始栈号和目标栈号。/n