面向全自动散货码头的智能装船成套技术及其应用

运用智能控制技术及高速通讯技术等多种先进技术,针对岸边装船机、取料机、水平运输系统、计划调度系统、安防系统等散货码头装船作业过程中的关键环节,对散货码头的装船作业线进行智能化改造,设计了散货码头一体化智能装船系统,并最终成功将其应用于天津港散货码头实际装船生产中,保障港口始终具备大型化船舶的停靠能力,提高大型散货装卸设备在各种情况下的自动化水平,完善港口装卸作业过程,节约综合运营成本,推动未来散货港口加快摆脱传统劳动密集型企业的特征,逐步朝着资源节约型、环境友好型、创新型港口方向发展。     

集装箱码头集卡作业的路径选择

为合理使用集装箱码头的集卡资源,提高集装箱码头的装卸搬运作业效率,建立在作业面作业模式下,综合考虑岸桥作业时间、场桥作业时间的基于时间最短的集卡调度模型,并进行了数值仿真,旨在解决在不同船舶装船作业和卸船作业同时进行前提下集装箱码头集卡作业路径选择问题.结果表明,该模型很好地解决了集装箱码头集卡作业路径选择问题,提高了集装箱码头的作业效率.     

基于进化策略的港口集装箱装船作业优化

使用一种进化策略算法对港口集装箱装船作业顺序进行优化 .首先对港口集装箱码头的结构及其装船作业过程进行分析 ,针对集装箱装船作业排序问题 ,建立了考虑位置约束和设备约束等条件的优化目标函数 ,给出了目标解的染色体表达方式和基于混合变异的进化机制 ,并通过实例计算和分析验证了算法的实用性 .     

重型钢管装卸作业专用吊具的研制

随着重型钢管的进、出口量逐年增加,按照以往的作业工艺方案进行重型钢管作业,造成钢丝绳吊索大量损坏报废,而且效率低下。提高重型钢管作业效率,减少钢丝绳的成本支出,保证作业安全,确保装卸质量,显得愈发重要。在分析重型钢管货类的传统装卸工艺作业方式的基础上,研制一种新型重型钢管装卸作业专用吊具,并对新吊具的研制过程、安全性能、使用技术要求、经济效益等方面做了详细分析叙述。     

门机变幅电机故障的分析及应对措施

M10-30型门机是该港散货作业的装卸设备,在作业过程中时有导致变幅电机烧毁的现象,影响码头散货装卸效率。针对此现象结合日常门机维修工作中的经验积累,分析门机变幅电机故障原因以及提出相应措施,从而减少门机变幅电机烧毁以保障门机出勤作业。     

3000t/h装船机尾车结构强度分析

本文以某港口3000t/h装船机尾车结构为计算模型,按照欧洲移动散货连续装卸设备设计规范进行分析,采用有限元软件ANSYS进行强度计算,为整机的结构设计提供依据。     

同船装卸协调作业模式下的集卡路径优化调度

为提高集装箱码头的装卸作业效率,合理使用集装箱码头作业机械资源,研究了基于同船同步装卸协调作业情况下集卡行驶路径问题,并综合考虑了岸桥的作业时间,使得在这种装卸调度模式下,集卡的行驶时间和岸桥装卸集装箱的总作业时间最小.并对所建模型进行了数值模拟,给出了集卡行驶的最优路径,岸桥进行装卸同步作业的次数.与传统的调度模式相比较,大大缩短了集卡的行驶时间以及降低了集卡的空载率,同时也提高了岸桥的作业效率,总体提高了机械设备的利用率.     

基于定位信息的集装箱装卸控制方案

国内集装箱码头装卸作业已实现信息化,但由于作业司机疲劳操作和主观能动性的原因,集装箱装卸出现误码、错码等事故,给码头作业造成严重损失。通过引进GPS、GIS、自动化控制等多种技术,依照作业信息数据,控制作业机械动作,实现集装箱的准确堆码。     

通用门式改专用起重机技术方案与实施

随着某企业生产量的逐渐增长,货场现有的通用型门式起重机已不能满足集装箱装卸作业的要求。目前在货场配备是36t通用门式起重机,无法满足40t集装箱的大批量装卸作业要求。对36t门式起重机进行技术改造,既能提高集装箱批量作业的效率,又经济安全。     

基于改进蚁群算法的集装箱装卸顺序优化研究

为缩短船舶在港时间,提高码头的作业效率,应用改进蚁群算法对集装箱装卸顺序的组合优化问题进行求解。首先结合柔性作业车间调度理论与集装箱装卸过程中船舶和岸桥的实际情形,建立集装箱装卸顺序调度模型;然后针对基本蚁群算法易出现早熟现象和收敛速度慢等问题,通过动态的改变信息素的挥发度与信息素强度,同时按照改进的信息素更新策略更新各路径的信息素,从而跳出局部最优;最后运用C#.NET语言对基于改进蚁群算法的集装箱装卸顺序问题进行仿真与步骤分析,验证了改进蚁群算法的有效性。实践证明,改进后的蚁群算法基本上克服了传统算法自身的不足,能够对集装箱装卸顺序优化,缩短作业时间。     

散货船强度控制的几个问题

针对散货船在重货和高密度货的装卸作业中对哂强度的影响,从实践中地一些经经验,找出了解决问题３的办法和措施,对散货胀和驾驶员监装卸卸工作提出了具体要求。     

无线通信系统在集装箱堆场的应用

为了实现集装箱堆场装卸作业的自动化管理,有效地组织集装箱的装卸、发送工作,采用无线局域网数据通信系统,充分利用中心基站的设备资源,实现现场作业与计算机信息的同步。利用无线通信系统来解决通信问题是港口集装箱业务数字化非常实用、有效的方法,是集装箱信息管理系统不可分割的一部分。     

港口集装箱自主识别定位技术

针对港口集装箱自动装卸问题,结合双目视觉和深度学习技术,设计了一种基于Faster R-CNN(faster regions with convolutional neural network)模型的集装箱三维识别定位方法。首先利用双目摄像头采集装箱图像,用于训练Faster R-CNN模型,然后使用该模型检测图像中的集装箱目标,对识别出的目标添加矩形框,并提取其中心点图像坐标,接着通过对双目摄像头进行标定和匹配,获取集装箱矩形框中图像坐标点的深度,实现对集装箱的三维定位,最后将集装箱的三维坐标转换到轮胎吊吊具坐标系下,获得所有集装箱目标中心和吊具中心距离。实验结果表明,系统运行速度可以达到30 fps,平均定位误差在5 mm以内,系统可以有效解决集装箱三维实时识别和定位问题,提升港口集装箱自动化装卸能力。     

BROMMA双箱吊具的可靠性改造

厦门集装箱码头集团有限公司海天事业部共有6台BROMMA双箱吊具,平均寿命已经达到10年.由于在作业过程中,吊具直接与箱体接触,冲击很大,加上老化等原因,导致我部BROMMA双箱吊具普遍出现以下问题:(1)中锁无法下;(2)20尺状态下中锁自行下坠;(3)20/40尺限位感应不到;(4)吊具电源经常性损坏,这些问题严重影响了码头生产.对此,我们采取创新思维,通过一系列小技改,大大加强了BROMMA双箱吊具的可靠性.     

基于差分进化算法的自动化集装箱码头AGV调度问题

[目的]自动化集装箱码头的水平运输作业是影响港口物流效率的关键环节,通过优化自动导引车(Automated guided vehicle,AGV)的任务分配,减少装卸作业的时间,提高港口生产效率.[方法]在同时考虑集装箱装卸作业的基础上,就AGV调度问题建立混合整数规划(MIP)模型,优化目标为极小化岸桥完工时间.考虑到该问题具有NP困难性,设计了离散差分进化(DDE)算法进行近似求解.[结果]通过数值仿真验证了MIP模型和DDE算法的有效性.[结论]结果表明上述模型和算法可以为自动化集装箱码头的装卸作业提供帮助.     

单装单卸模式下集装箱装卸系统集成调度优化

从考虑三阶段作业的整体调度出发,对集装箱码头装卸设备调度进行集成优化,考虑了码头集装箱装卸作业中的设备的特点,以最小化系统所有集装箱作业的总完成时间（makespan）为目标函数,建立了一个混合整数规划模型.另一方面,考虑到大规模情况下不易求解的问题,以减少设备阻塞时间和空闲时间为目标,设计了基于岸桥阶段作业能力的轮廓适合启发式算法,求得集装箱码头集成调度问题的近最优解.通过数据实验,验证了算法的可行性和优越性.     

一种集装箱港口集卡的动态调度方法

在集装箱港口中,设备的配置和调度对港口的运作效率有着较大影响。为了研究集装箱港口岸桥与集卡的调度,在混合交叉作业模式下,基于集卡运输时间和集卡排队等待时间的权重系数考虑,建立了以总作业时间最小为目标的集卡动态调度模型,实现了不同船舶装船作业和卸船作业同时进行的集卡动态分配。最后,通过对集装箱港口实际作业流程的建模仿真,例证了本文模型的有效性和实用性。     

散货自动化装船策略设计及算法优化

为实现大宗散货自动化装船,设计一种以平衡装载原则、货物堆积平整度和船舶安全性为基础,利用散货物料堆积特性建立理想锥体模型近似模拟物料平整堆积装船效果,建立散货装船物料堆点布置及对应装载量的自动规划策略,提出一种具有自我影响因子的改进型黄金分割法,快速构建理想平整堆积模型,优化自动规划算法效率,最后通过实验验证自动装船策略规划及算法.结果表明:改进的黄金分割法比传统黄金分割法能够更准确、快速地找到平整堆积模型参数的最优值,优化效果明显;实验测量和算法模型的堆点堆高最大平均相对误差在7％ 范围内,证明散货装船规划策略在实现散料平整堆积上具有良好的准确性、适用性.     

桥吊司机操作曲线坐标提取与轨迹对比的方法研究

本文在现有的集装箱桥吊仿真训练器系统得出的桥吊司机装卸曲线图,包括操作手柄运动图（Real Time Joystick Movement Graph）、负载曲线图（Load Path）和最优曲线图（Optimal Path）的基础上讨论如何得到集装箱仿真训练器学员司机操作时吊具行走路径,即指定时刻吊具的所在的高度,并用相同的方法得到最优轨迹的高度,从而用二者高度进行比较的方法,来评价学员的操作水平。让学员在操作结束后能看到自己的操作轨迹和最优轨迹相比较的结果,从而更直观,更深刻认识自己的操作水平。     

集装箱码头出口街区作业调度优化

为提高集装箱码头装船作业效率,以最小化街区间作业不均衡程度为目标,考虑集卡数量、街区与泊位的距离及街区可用容量3种因素对目标值的影响,构建了街区分配与集卡指派一体化线性规划模型,并设计了两阶段算法进行求解。第一阶段,运用穷举法求解最优的集卡指派数量与作业箱量的非整数松弛解;第二阶段运用分支定界法求解作业箱量的最优整数解,并确定装载至同一船舶的出口箱的街区,以及每一街区需指派集卡的数量。数值实验表明,两阶段算法能在短时间内求得最优解,并能缩短集装箱装船时间。