自动化集装箱码头多载AGV调度问题研究

多载AGV是一种自动化集装箱码头水平作业设备,它可以同时搬运多个集装箱,可缩小AGV流的规模,增大AGV的利用率.为了提高自动化集装箱码头的作业效率,考虑了垂岸式集装箱堆场布局,以最小化作业总费用为规划目标,以作业限制、时间窗长度、负载平衡等为约束条件,以事件驱动的调度策略为研究方法,建立了多载AGV调度问题的混合整数规划模型.同时利用GUROBI和遗传算法求解多载AGV的作业总费用和空载率,并与相同条件下单载AGV的作业总费用和空载率对比,验证了多载AGV的优越性.     

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.     

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.     

基于软时间窗的自动化集装箱码头AGV路径规划

为研究只卸不装作业模式下的自动化集装箱码头AGV路径规划问题,建立了作业等待时间和AGV行驶时间最小的多目标混合整数规划模型。根据已分配的进口箱任务,考虑带有软时间窗和惩罚因子的约束,求解得到岸桥与箱区之间所有的可行路径、每台AGV完成任务的顺序以及AGV实际完成任务的行驶路径。为检验AGV作业路径的有效性,模拟每辆AGV通过路径节点的时刻,结果显示:系统中没有出现大量AGV排队和岸桥闲置的情况,表明AGV行驶路径的合理性、系统运量平衡和岸桥作业的连续性,提高了码头的作业效率。     

考虑缓冲区容量的岸桥、AGV和堆场起重机集成调度

为了提高自动化集装箱码头装卸设备之间的协调程度和作业效率,针对码头卸船过程中岸桥、自动化导引车(automated guided vehicle,AGV)和堆场起重机的集成调度问题,考虑了堆场交接缓冲区的容量约束,以最小化卸船任务完工时间为目标,建立了考虑缓冲区容量约束的集成调度混合整数线性规划模型,确定各装卸设备作业...     

自动化集装箱码头成组直接中转的岸桥作业调度

本文针对自动化集装箱码头成组直接中转情况下岸桥的调度问题,研究了中转完工时间、岸桥等待时间、集装箱组数之间的关系。首先,以最小化中转完工时间建立了优化模型;接着,在此基础上以最小化中转完工时间和岸桥的等待时间为目标建立了多目标模型。通过多组算例研究,获得在集装箱组数不同的情况下中转完工时间及集装箱组开始装卸时间,并分析了集装箱组数的设置对中转完工时间、岸桥等待时间带来的影响。拓展了岸桥调度的研究,为集装箱码头运营提供了岸桥调度的参考。     

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.     

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.     

集装箱码头泊位与岸桥协调调度优化

为缩短船舶在港停留时间,提出以船舶在港时间最小为目标的泊位与岸桥协调调度优化方法.对泊位调度与岸桥分配这两个相互关联的问题进行系统分析与集成,基于免疫遗传算法对所建模型进行相应的算法开发.对某港集装箱码头的数值仿真实验表明,泊位与岸桥协调调度比单独调度可更有效提高集装箱码头的装卸效率,减少船舶在港时间.     

考虑岸桥缓存区的ALV调度优化问题研究

为研究采用ALV作为水平运输设备进行集装箱转运和在岸桥下方设置岸桥缓存区,对减少集装箱码头装卸设备作业不协调现象的影响,在考虑岸桥缓存区容量限制的基础上,建立了以岸桥作业延迟时间、ALV总行驶时间及岸桥等待ALV的时间之和最小为目标的ALV调度混合整数规划模型,采用遗传算法进行求解,并给出了相应调度优化方案,进而讨论了不同缓存区容量和ALV数量时的设备等待时间,并给出最优缓存区数量和ALV数量等。结果表明:采用ALV作为水平运输设备和在岸桥下方设置缓存区对提高设备作业的连贯性和协调性,减少岸桥等待时间和提高港口作业效率有着重要作用。     

集装箱码头物流系统仿真

为提高集装箱码头的运营效率,基于Witness仿真软件模拟整体集装箱物流系统的方法,提出了集装箱(船舶)在港时间最短调度策略.计算该策略对应的总成本、泊位及设备利用率、船舶平均等待时间、船舶平均作业时间、集装箱滞留时间等指标,对集装箱码头瓶颈所在进行分析并优化.结果表明,该方法可以较好地改善集装箱码头的操作流程,且可实现可视化效果,具有广阔的应用价值.     

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。     

集装箱码头同贝同步装卸调度的多阶段混合流水线模型

针对同贝同步装卸的无等待、阻塞和批处理等特征,将其抽象为一类特殊的混合流水线问题,建立同贝同步装卸的优化调度模型,并进行模型的下界推导.为求解模型,设计基于禁忌搜索与启发式分配规则的求解算法.最后,通过算例验证模型与算法的有效性.结果表明:所建立的模型有利于实现装卸、以及各环节的同步调度;所设计的求解方法,可以保证调度方案的科学性和有效性.     

基于装卸协同作业的集装箱码头集卡调度及配置优化

为研究集装箱码头集卡线路优化问题,在待装集装箱船舶与待卸集装箱船舶同时作业情况下,研究集卡的运输路径,建立集卡行驶路径最短的优化模型,并对优化模型进行数值试验,在合理时间内获得了最优结果.在此基础上以岸桥等待时间最短估算作业需要配备的最佳集卡数量.该模型和方法为码头集卡线路优化问题提供了决策支持.     

基于模拟退火算法的集装箱场桥调度优化

为了降低码头的运营成本,提高客户满意度,在分析集卡送箱进场作业流程的基础上,运用时间窗函数,建立以场桥与集卡相互等待时间最短以及场桥移动距离最短为目标的数学模型,根据模型特点设计模拟退火算法,实例数据代入的结果验证了该模型及算法的有效性。     

基于拖车路径优化的集装箱船配载模型研究

在分析影响集装箱的装载效率时,考虑场内拖车在码头堆场和岸边装卸桥之间的移动距离,将配载问题看成是以码头堆场B ay位上的集装箱为供给、船舶B ay上的空箱位为需求的运输问题,以场内拖车将码头堆场集装箱送到岸边装卸桥所运行的距离最短为目标,建立配载模型并应用Hop fie ld神经网络模型进行计算机模拟.模拟结果说明,所提出的优化模型可以减少场内拖车运行的距离,提高集装箱装载效率,为合理进行集装箱船配载提供了一个参考模型.     

基于麦克纳姆轮的磁导航自动导引车模糊控制

由于自动导引车(AGV)的运动方向和速度取决于每个麦克纳姆轮的运动,故AGV循迹运动需要更加精准。将麦克纳姆轮应用于AGV的运动系统,使其具备在平面内三自由度的移动能力。为了克服AGV运行中偏离预定路径的问题,设计了一种基于模糊控制的循迹纠偏方法来纠正其实际行驶轨迹,并进行了仿真实验和实际检测,验证了所设计模糊控制器的有效性。     

双循环操作策略下集装箱码头岸桥与集卡多船作业联合优化模型

针对当前集装箱码头采用的双循环集卡操作策略,对码头岸边集装箱起重机(岸桥)和集装箱卡车(集卡)多船作业的联合优化问题进行研究.使用运筹学线性规划方法,建立岸桥和集卡联合优化混合整数规划模型.设计数学仿真算例,对比双循环操作策略之于单循环操作策略的优劣势.对模型的灵敏度进行了分析,验证了不同场景下模型的结果.实验结果表明,相对单循环操作策略,双循环操作策略平均能减少20%的装卸作业时间,减少集卡空载率,说明本文建立的优化模型能够较好地处理双循环操作策略下码头岸桥和集卡多船作业的联合优化问题.     

带缓存区的集装箱港口岸边装卸工艺仿真分析

经过对传统装卸工艺流程的分析,考虑各种新型设备并结合集装箱港口布局,研究一种带有缓存区的新型岸边装卸工艺流程.在港口前沿增加了集装箱缓存区,并且应用计算机仿真软件Plant Simulation对装卸工艺进行仿真研究.在已知集卡数量和任务量条件下,以所有任务总的完成时间最小化为目标,使用PlantSimulation中的遗传算法工具寻找最优的缓存区数量.从而得到更合理和具体的新型装卸工艺.实验结果表明带缓存区的集装箱装卸工艺能够提高桥吊的利用率,也便于桥吊进行边装边卸工作,同时缩短了集卡的等待时间,方便了港口进行调度.