基于向量式有限元的岸桥动力学分析

岸边集装箱起重机小车沿着大梁进行运动的同时也会带着吊重移动,为了对工作状况下的岸桥的结构行为进行确认需要进行移动吊重与小车作用下的动力学分析。岸桥是一种结构复杂的大型机械,一般使用有限元分析软件对其动力学行为进行模拟。向量式有限元作为一种新型理论,脱离了传统有限元软件与方法的束缚,在多个领域得到了应用。本文使用向量式有限元理论建立了岸桥整机模型,考虑了结构中的铰接点、质量点和耦合单元,进行高度变化的偏摆吊重与移动质量小车作用下的岸桥动力学分析。     

一种新型自动化集装箱码头工艺布局仿真

通过仿真建模研究了双轨轮小车回字形布置自动化集装箱码头的工艺布局.设计新工艺系统的不同岸桥配置、堆场布局、低架行车配置的25种工况,分别构建仿真模型,分析不同工况下码头作业指标(岸桥装卸效率等)影响规律.仿真结果表明,岸桥增配可减少船舶平均服务时间8%,堆场纵深和宽度布局可影响岸桥效率5%,低架行车增配可缩短外集卡排队,提高堆场通过能力6%.所建仿真模型可分析新型概念工艺系统性能,双轨轮小车回字形布置自动化集装箱码头工艺布局优选有助于提高其性能指标,如堆场区宽度取1~2箱位,低架行车配5~6台为宜.     

具有岸桥碰撞和甲板约束的岸桥混合装卸作业调度优化

针对具有岸桥间不可相互穿越及安全距离约束、甲板开闭约束的集装箱码头岸桥混合装卸作业的调度优化问题,分析了岸桥装卸与移动过程中的相关性质,并提出一种基于减小岸桥移动距离和均匀化岸桥负荷的启发式算法.在该算法基础上设计了一种遗传算法,进一步搜索最优解,并推导了问题的一个低界.数据实验表明,所提出算法的解具有良好的质量和较高的时间效率.     

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.     

基于同贝同步装卸的岸桥与集卡联合调度优化模型

为解决岸桥同贝同步装卸时多环节作业协调问题,加速集装箱在码头内部的周转,研究基于岸桥同贝同步装卸作业的岸桥与集卡联合调度问题.以船舶装卸完工时间最短为目标,建立岸桥与集卡联合调度优化模型,优化岸桥与集卡的任务分配及作业序列.岸桥同贝同步装卸增加了集卡作业环节,不同于传统作业时多阶段混合流水车间问题,其模型更加复杂,求解更加困难.针对大规模问题,设计了启发式算法进行求解,并将求解结果与下界值进行对比分析.结果表明,该启发式算法能有效提高岸桥与集卡联合调度模型的求解速度,有助于提高岸桥同贝同步装卸作业效率,为码头实际作业提供依据.     

基于泊位偏好与服务优先级的泊位和岸桥分配

针对泊位计划的泊位和岸桥联合分配问题,考虑在泊效率、船舶岸桥的平均作业速度,服务岸桥数量,船舶服务优先级,泊位偏好,准备时间和最迟必须离开时间共七个因素,以24 h内所有船舶的在港时间最短为目标函数,建立整数非线性规划模型(INLP).运用Gurobi软件和遗传算法进行求解,得出泊位计划的工作目标:昼夜计划表.并对实验结果进行岸桥平均作业台数分析.     

智能小车直流电机的驱动控制设计及DSP实现

为了解决智能小车电机的转向及速度控制问题,设计了一种H桥驱动电路。以IRF530为开关元件、IR2110为栅极驱动芯片,由DSP产生PWM信号,经过光耦隔离和逻辑电路后送至IR2110进行控制。给出了整体驱动控制电路、上下桥臂的栅源电压波形、上桥臂的浮动电压信号以及电机两端的运行电压信号。实验结果表明:该方案很好的实现了电机的正反转控制及电机速度调节,电机运行平稳,达到了设计要求,对直流电机控制应用具有较高的参考价值。     

不确定性集装箱码头泊位与岸桥分配问题

泊位和岸桥是集装箱码头至关重要的战略资源,如何合理有效地分配泊位和岸桥资源,受到了研究者的重视.文章对不确定环境下的泊位分配和岸桥分配的联合鲁棒调度问题进行了研究,在传统泊位分配和岸桥分配模型的基础上建立了该模型的鲁棒对应式,并将其转化为鲁棒优化模型.针对模型特点设计了分支定界算法,最后通过具体算例,给出了分支定界算法的求解结果,分析了得到的泊位与岸桥调度计划的鲁棒性.实验结果说明,本文所建立的鲁棒性泊位与岸桥调度模型可以通过调节保护水平参数控制解的鲁棒性,具有很强的实际意义.     

考虑服务公平性的连续泊位-岸桥集成分配

泊位和岸桥是集装箱码头非常最要的资源,合理的分派与调度可以有效地提高作业效率.目前泊位和岸桥的集成调度模型中大多以最小化船舶在港总时间或最小惩罚成本为目标函数,忽略了码头对船舶服务的公平性.为此,通过扩展现有的连续泊位分配模型,兼顾船舶惩罚成本及船舶等待与岸桥分配的公平性,建立多目标的连续泊位分配模型.设计一个三阶式邻域搜索算法, 该启发式算法包括邻域搜索安排船序列、停泊位置搜索和分配调整岸桥3个阶段.实验结果显示,不同的邻域策略取得的最优解不同,通过设置最优的邻域策略可以获取最优的目标函数值.实验表明,该模型与算法可以在接受的时间内取得最优解,相关成果可以为码头对船舶服务的公平性研究提供理论依据.     

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K-均值聚类算法的岸桥载荷分类识别

为了探究岸边集装箱岸桥每次作业的载荷情况,提高对使用寿命评估的准确性,运用K-均值聚类算法与定量统计分析方法,对岸桥起升电机的径向和轴向振动烈度进行研究.建立了起升电机振动烈度与岸桥载荷状态的数学模型和振动烈度径向与轴向的相关性模型,提出了岸桥载荷分类识别方法.通过实时数据验证,该分类方法能够很好地代表岸桥的实时工作状态,对于岸桥载荷状态的正确分类和工程应用中的监测与评估具有重要意义.     

集装箱码头连续型泊位与岸桥集成调度

摘要：
针对集装箱码头泊位与岸桥两类资源分配的问题,提出了以最小化船舶总在港时间为目标、同时决策泊位与岸桥分配计划的方法,建立了连续型泊位和岸桥集成调度的数学模型.采用拆分决策对象的双层循环迭代算法对模型进行求解.算法的上层使用遗传算法优化船舶优先级和岸桥数目;下层基于船舶优先级决策泊位和岸桥集成调度计划,并通过数据实验证明了该算法的有效性和优越性.
关键词：
集装箱码头; 泊位分配; 岸桥分配; 集成调度
中图分类号： TP 29; U 691
文献标志码： A     

基于SOFM的岸桥提升电机状态识别及可视化

研究并分析自组织特征映射(self-organizing feature map,SOFM)神经网络的结构和算法,并应用于岸桥提升电机的状态识别及可视化.通过运用SOFM,对属性约简后的数据进行聚类及可视化分析,以有效值、脉冲指标和裕度指标为特征向量,得到3种主要的电机状态,并利用Matlab实现仿真可视化.通过对样本数据处理,实现电机状态的准确识别,从而更好地监测岸桥提升电机,同时也为机械状态的识别和维护提供一种新途径.     

基于IDA的岸桥结构地震倒塌易损性研究

为研究岸桥结构在地震作用下的倒塌易损性,以两台典型岸桥为研究对象,分别建立岸桥在工作和非工作两种工况下的有限元分析模型.采用增量动力分析(IDA)方法,以门框构件失效和结构有限元计算失稳作为倒塌能力的判定准则,分析得到岸桥结构地震倒塌易损性曲线.结果表明:两种工况均适合以谱加速度作为地震动强度参数进行岸桥结构易损性分析;两台岸桥实例在不同工况下的结构倒塌易损性具有较明显的差异,建议将岸桥结构分为工作和非工作工况进行抗震性能研究,以提高分析的准确性.     

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。     

岸边集装箱起重机的地震反应谱分析

采用振型分解反应谱法和谱分析技术进行岸桥地震动态响应研究。建立了岸桥地震作用下的动力学方程和谱分析有限元模型,在编制了地震反应谱后,基于ANSYS平台实现了7级烈度地震下的岸桥地震谱分析,为进一步研究岸桥的抗震分析提供了依据。     

集装箱码头连续泊位与岸桥联合调度

为提高集装箱码头运作效率,在计划周期内,将有限的泊位和岸桥资源合理的分配给船舶,并在船舶上的装卸任务间进行动态调度,提出了基于任务的连续泊位与岸桥协调调度的模型,通过遗传算法对该模型进行求解。本文通过实例,验证了该模型和算法的有效性。     

基于同贝同步装卸的岸桥与集卡协同调度

集装箱码头岸边装卸桥同贝同步装卸船模式下,岸桥装卸作业序列决策和集卡调度协同优化是保障同步装卸率的关键,属NP难问题。考虑集卡和岸桥作业之间的紧密衔接、堆场翻箱影响、船舶舱盖等空间约束,构建以岸桥装卸总次数及堆场翻箱次数最小化、岸桥最大完工时间最小化、集卡等待时间最小化为目标的岸桥装卸序列决策与集卡调度联合优化数学模型。设计改进遗传算法-改进非支配排序多目标遗传算法（IGA-INSGA-Ⅱ）两阶段算法,利用IGA求解船舶贝位内岸桥装卸集装箱作业序列;基于装卸作业序列优化方案和INSGA-Ⅱ,提出岸桥最早可作业时间优先的集卡任务指派策略,设计分段式编码及解码方法,求解集卡任务分配与指派问题。通过算例,将设计的算法与常见智能算法进行对比分析,验证了模型与算法的有效性。     

基于多目标烟花算法的泊位-岸桥整合调度研究

泊位和岸桥是集装箱港口的两种相互关联的稀缺资源,也是船舶在港口停泊时间长短的两个决定因素。其合理的分配与调度一直是制约港口发展的重要问题,如何合理地提高泊位与岸桥的使用效率是提高集装箱码头的接纳力,提升集装箱码头生产力和服务水平的前提。本文以集装箱码头泊位-岸桥为研究对象,结合港口的实际运营情况,给出了泊位-岸桥联合调度的一个混合整数非线性规划的多目标优化模型,设计改进的多目标烟花算法对此模型进行求解,通过对爆炸产生的火花进行最优判定、变异操作,并对Pareto前端解应用外部档案机制进行存储。并进一步以国内某港口的某段时间内的实际运营情况为例,检验模型和算法的正确性。