貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統的製作方法

2023-12-07 14:27:01 1

專利名稱：貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種貨櫃碼頭裝船業務的控制系統，具體涉及一種貨櫃碼頭裝船 倍內發箱順序決策系統。
背景技術：
貨櫃碼頭是海陸聯運的樞紐，是海上運輸和陸上運輸的連結點之一。為了適應 貨物運輸貨櫃化的趨勢以及貨櫃運輸業的發展，貨櫃碼頭在進行硬體設施投資和改 造的同時，也需要提高管理水平和物流運作水平，通過合理配置碼頭現有資源提高貨櫃 處理效率，降低碼頭、船公司及貨主的單箱成本。貨櫃碼頭的效率通常可以由兩種類型的作業效率來衡量。一種是對船隻的作 業，指的是對貨櫃的裝卸操作；另外一種是對貨櫃的接受和發送作業，指的是從碼頭外 部將貨櫃接受並堆至堆場中，以及當貨主取箱時將貨櫃從堆場中取出並發送到場外。整個貨櫃碼頭裝船業務流程如下(如

圖1所示)出口箱覆核是將集港箱信息與出口艙單中箱信息進行比對，從而覆核已經進場 的箱子信息，保證後續作業的有效性和連續性；與此同時，海關對出口箱進行放關處理，港 方得到海關部門的場站收據後，需要在系統中對相應的貨櫃進行放關處理。出口箱配載配載在碼頭也稱「實配」，它相當於一個計劃，主要任務是把場地上經 過信息覆核和海關放行的貨櫃與相應船上的指定船箱位進行一一對應，即要計劃每個箱 子將來要裝到船上什麼位置。作業線調度配載結束之後才可以得出完整的箱量分布圖，船舶控制員也就可以 據此來進行具體的作業線調度(即橋吊調度)了。場地機械調度為場橋、正面吊、叉車等場地機械各自安排指定的作業區域，保證 相應場地區域的機械覆蓋。裝船指令發送為了控制發箱的次序和節奏，船控人員首先要給當前作業倍內的 貨櫃進行指令序號的編排，也就是要決定哪些箱子先發出來，次序如何安排。計算發箱任務並指派集卡收到指令後，有了發箱序號的箱子會依次被伺服器選 中並生成發箱任務，同時分配指定的空集卡來接箱，集卡司機收到任務後便會開往指定箱 區的某個位等待場吊的發箱。岸邊裝船確認場吊一經發箱確認後，集卡司機便會收到裝船任務並開往任務中 指定的橋吊，橋吊司機將集卡上的箱子裝入配載位置後，理貨人員需要通過無線手持機將 該箱子的裝船狀態提交給伺服器，由此也就完成了單個箱子的裝船作業。綜上所述，對於出港的貨櫃，需要對其進行裝船操作。貨櫃首先由場地吊車從 堆場中取出並放置於集卡上，由集卡水平運輸至碼頭沿岸區域，再由岸邊的橋吊進行裝船 作業。因此，裝船作業的第一步則是場內發箱作業，而哪一個箱子先發哪一個後發則需要船 控調度人員予以指定，這個過程即是倍內發箱順序指令發送作業。因此，裝船指令是由船控 調度員編制的一組順序號，它可以控制某個倍內的出口箱從場地內發往岸邊裝船的先後順序，其發送具有以下意義(1).控制裝船發箱作業的節奏；(2).對不合理的配載順序進行必要調整，降低翻箱率；(3).控制發箱順序，儘量減少場吊移機頻率；⑷.控制倍內裝船順序，保證裝船作業順利進行。綜上所述，裝船指令發送是裝船作業過程中的重要工序，指令順序號的編制工作 由船控調度員完成，需要考慮的影響因素較多，調度員在高強度作業下容易忽略某些發箱 原則而造成不必要的翻箱或場吊移機，甚至影響裝船作業的順利進行。因此，裝船指令發送 的智能化、自動化能有效降低船舶控制員的工作強度，更為有效地保障裝船作業的順暢性。

發明內容
本發明針對現有貨櫃碼頭裝船業務流程中裝船指令所存在的缺陷，而提供一種 貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統，該系統自動發送的倍內發箱指令，能夠有效的減 少裝船過程中的不合理因素，從而提高整個裝船作業效率。為了達到上述目的，本發明採用如下的技術方案貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統，該系統包括一生產資料庫，所述生產資料庫用於存儲和生產系統運行所需的數據；一倍內信息提取模塊，所述倍內信息提取模塊從所述生產資料庫中獲取相關裝船 倍內發箱順序模型構建求解所需的原始生產數據；一信息處理模塊，所述信息處理模塊將所述倍內信息提取模塊獲取的相關數據按 照模型中設定的維度進行映射，形成裝船倍內發箱順序模型構建需要的相應的參數矩陣；一動態建模模塊，所述動態建模模塊根據實際業務需求，利用所述信息處理模塊 處理形成的參數矩陣構建相應的約束條件和目標函數，從而形成相應的裝船倍內發箱順序 模型；一模型求解模塊，所述模型求解模塊用於求解所述動態建模模塊構建的裝船倍內 發箱順序模型，形成相應的發箱順序指令；一方案反饋模塊，所述方案反饋模塊將所述模型求解模塊求解形成的發箱順序指 令寫入所述生產資料庫中，完成發箱順序指令的自動發送。所述倍內信息提取的原始生產數據包括配載信息、倍內箱子的箱信息、場地堆存 信息、倍內船箱位信息。所述動態建模模塊包括用於約束髮箱順序使得在發箱作業時防止發生裝船懸空的防止裝船懸空模塊；用於約束髮箱順序使得在發箱作業時避免發生翻箱的場內翻箱控制模塊；
用於約束髮箱順序使得在發箱作業時控制場吊移機路線的場吊移機控制模塊；用於約束髮箱順序使得發箱順序號與相應的倍內貨櫃形成唯---對應關係
的唯一性約束模塊；用於平衡各子目標之間的權重係數的模型歸納模塊。本發明根據裝船貨櫃的信息，貨櫃場內位置以及船倍內位置等情況，對裝船 貨櫃的發箱順序決策分析。實現裝船作業中翻箱次數最小化，儘可能減少場吊移機頻率，從而實現最終決策的最優化。最大程度的提高貨櫃碼頭的裝船效率。本發明能夠提高裝船指令發送的效率，保證了整個裝船過程的順利進行。它控制 了裝船發箱節奏，調整了不合理的配載順序，降低了翻箱率以及移機頻率。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。圖1為貨櫃碼頭裝船業務流程圖；圖2為本發明的系統示意圖；圖3a為船箱位順序示意圖；圖3b為船箱位順序示意圖；圖4a為發箱翻箱圖示意圖；圖4b發箱順序對場內翻箱的影響示意圖；圖4c發箱順序對場內翻箱的影響示意圖；圖5a為場吊頻繁移位發箱示意圖；圖5b為場吊發箱移機示意具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。參見2，本發明提供的貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統由生產資料庫、倍內 信息提取模塊、信息處理模塊、動態建模模塊、模型求解模塊以及方案反饋模塊組成。其中生產資料庫，用於存儲和生產系統運行所需的數據。倍內信息提取模塊，該模塊是一個數據提取器，從生產資料庫中獲取相關裝船倍 內發箱順序模型構建求解所需的原始生產數據，其中包括配載信息、倍內箱子的箱信息、 場地堆存信息、倍內船箱位信息。為取得完整、準確的信息，必要時可藉助視圖工具來實現 特定數據的提取。信息處理模塊，由於從生產資料庫中提取出的信息都是二維表信息，信息處理模 塊則用於將提取出的數據進行矩陣化處理，針對每個參數矩陣，通過兼併組合將需要的數 據按照模型中定義的維度進行映射，從而得到模型需要的相應參數矩陣。例如，模型中有參數Stowage。,，表示貨櫃在船上的配載位置，兩個維度c表示 箱子，V表示船箱位，該參數為關於C和V的01矩陣，因此需要根據提取出的配載信息判定 某個c與某個v對應的元素是0還是1，一一映射後便得到所需參數矩陣Stowage。,。具體的模型所需維度和參數等符號的定義如下(1)維度的表示符號c，表示第c個位於場內等待發箱的貨櫃，該維度以貨櫃的箱號作為標示，C表 示某個倍內所有等待發箱的箱子集合。v, m，表示第v(m)個船箱位，即船箱位編號，即貨櫃在船上的積載位置，前三位 表示「倍號」，中間兩位數字表示「列號」，最後兩位數字表示「層號」。如「 10H0902」表示該 貨櫃要裝到船上第10倍09列02層的位置。
y，t，表示第y (t)個場地位置，即貨櫃所在的場箱位編號，即待發箱在堆場裡的 具體位置，其數據取自於資料庫。前面兩位表示箱區號，中間兩位表示位號，第5位表示排， 最後一位表示層。如「A12134」表示該貨櫃位於A1箱區21位第3排第4層的位置。s, n，表示第s(n)個順序號，即發箱的順序，表示發箱的先後次序，S(N)表示所有 順序號的集合。b，表示場地內區位編號，即需要發箱的貨櫃所在的區位號(場地倍)。如「A312」 表示A3箱區的12位。(2)已知參數的表示符號Stowage。,，01矩陣，用於描述貨櫃在船上的配載位置，其中1表示第c個貨櫃 配載到第v個船箱位。Storecy,01矩陣，用於描述貨櫃的場地堆存位置，其中1表示第c個貨櫃堆放 在第y個場地位置。VP_top ，01矩陣，用於描述船箱位之間的上下位置關係，其中1表示第第m個船 箱位位於第v個船箱位的上面。YP_topty,01矩陣，用於描述場地位置之間的上下關係，其中1表示第t個場箱位 位於第y個場箱位的上面。SEQ_nums，一維矩陣，以整數數字表示一組順序編號。Yardbay_Seqb，輔助參數，唯一標示場地內各區位的數字編號，主要用於各區位的 區分。Yardpos_bayyb,01矩陣，輔助參數，用於描述第y個場地位置是否位於第b個區位 內，其中1表示第y個場地位置位於第b個區位。If_nextns,01矩陣，輔助參數，用於描述第n個順序號是否在第s個順序號後面， 其中1表示第n個順序號是在第s個順序號後。(3)變量的表示符號Send。s，模型的決策變量，01矩陣，用於計算第c個貨櫃是否以第s個順序發箱。Restowy,01矩陣，表示第y個場箱位對應的貨櫃在發箱時是否會翻箱。If_mOVe_pOSitiVes，01矩陣，輔助變量，其中1表示第s個發箱任務需要場吊向左 移機。If_move_negatives,01矩陣，輔助變量，其中1表示第s個發箱任務需要場吊向右 移機。Move_times, Object_restow, Total—objective 為目t示0^:$fi。動態建模模塊，該模塊是要根據實際業務需求，利用信息處理模塊處理形成的參 數矩陣構建相應的約束條件和目標函數，從而形成相應的裝船倍內發箱順序模型，以便用 於發箱順序的決策。為形成正確、高效的發箱順序，動態建模模塊中還包括若干用於構建約 束條件和目標函數模塊，主要包括防止裝船懸空模塊、場內翻箱控制模塊、場吊移機控制模 塊、唯一性約束模塊以及模型歸納模塊。1)防止裝船懸空模塊，用於約束髮箱順序使得在發箱作業時防止發生裝船懸空。發箱時需要考慮貨櫃的裝船順序。貨櫃在船上是分層堆放的，因此在進行裝 船時，不能先裝上層的貨櫃，後裝下層的貨櫃，這種操作必然造成上層貨櫃裝船時懸空，致使裝船過程無法順利進行。參見圖3a-圖3b，如果1、2兩個箱子的配載位置及發箱順序如圖3a所示，上層船 箱位的裝船順序先於下層船箱位的裝船順序，則會造成箱子1船箱位的懸空現象，很顯然 此裝船操作順序是不可取的。而圖3b中，下層船箱位的裝船順序先於上層船箱位的裝船順 序，則箱子2在裝船時，其下層的船箱位已經裝船完畢，不會出現懸空的問題。為此，防止裝船懸空模塊的約束方程如下
不等式的左邊，用於表示發箱順序號的二維矩陣Send。s與表示每個貨櫃將 來在船上的裝船位置的二維矩陣Stowage。,相乘後得到一個關於s，c，v的三維矩陣， 該三維矩陣再與表示順序號的一維矩陣相乘後，對c和s兩個維度進行求和後得到 H(Sendcs *Storage^*SEQ_nums)，即每一個船箱位v將來的順序號。
CS不等式右邊，將表示每一個船箱位將來順序號的矩陣 X(Sendcs *Storage *SEQ_nums) 』與表示兩船箱位間上下順序的矩陣VP_topmv相乘後，再
CS
對m維度進行求和，即可得到第m個船箱位的上面一層箱位的即將轉船順序號。若要保證裝船時不會出現懸空現象，則第m個船箱位對應的發箱順序號需要小於 其上層船箱位對應的發箱順序號。即左式小於等於右式。2)場內翻箱控制，用於約束髮箱順序使得在發箱作業時避免發生翻箱。發箱作業過程中，如果發箱順序在前的貨櫃在場地內堆存於發箱順序在後的 貨櫃的下面時，如果按照此發箱順序進行作業，則會導致翻箱。故在滿足所有約束的前 提下，應使同一位串內堆在上面的箱子儘量先發箱，從而避免翻箱的發生，提高場內發箱效 率。參見圖4a，圖中所示的1、2、3以及4為需要發箱的貨櫃相應的發箱順序。發箱 順序為1的貨櫃位於發箱順序為2的貨櫃上面。因此，在進行作業時不會導致翻箱。而 發箱順序為3的貨櫃位於發箱順序為4的貨櫃下面，場吊在進行作業時將會先對發箱 順序為3的貨櫃進行作業，則會導致翻箱，影響整個作業流程，降低發箱作業效率。而發箱作業過程中發生翻箱的總次數可以表達如下 上式中Rest0Wy表示第y個場地位置對應的箱子發箱時是否需要翻箱，而是否翻 箱最終是由決策變量Send。s決定的，即倍內發箱順序號決定了場內發箱的翻箱率。參見圖4b，其所示三個箱子的配載，如果船舶某個倍上A、B、C三個箱子的發箱順 序分別為1、2、3，則場內發箱時按照從上至下的順序依次排列，不會出現翻箱現象。如果A、B、C三個箱子按照圖4c配載，若還是按照原來的發箱順序，則B箱在發箱 時需要翻箱，為避免B箱翻箱，可以將A、B、C三個箱子的發箱順序調整為1、3、2，調整後則 不需要翻箱即可按照原有配載計劃裝船。綜上所述，Restowy與Send。s兩個變量之間存在邏輯關係，需要加以約束，其約束方程如下 (3) 為了對翻箱次數進行約束，則需用變量來表示在堆場進行搬運時是否要翻箱，故 將用來表示是否需要翻箱的參數ReSt0Wy約束為0-1矩陣。在此約束中用到了逼迫約束將 該約束轉變為線性模型。不等式的右邊，表示每個貨櫃的順序號的二維矩陣Send。s與表示每個貨櫃在 堆場上相應位置的二維矩陣Store。t相乘後再與表示順序號的一維矩陣SEQ_nums相乘，得 到一個關於c，s, t的三維矩陣，對該三維矩陣進行c，s兩個維度上求和後，即可得到堆場 上相應堆放位置對應的搬運順序。將該關於t的一維矩陣與表示堆場內堆放位置的上下位 置關係的矩陣YP_topty相乘後，再對維度t進行求和，即可得到一個關於y的一維矩陣，表 示堆場內某堆放位置的上層堆放位置的搬運順序。再用該表示堆場內上層堆放位置的搬運 順序號減去其下層堆放位置的搬運順序號，若該數值為正數，則表示搬運時需要翻箱操作； 若該值為負數或者零，則表示搬運時不需要進行翻箱操作。為了用0-1矩陣來表示是否需 要翻箱，即0表示不需要翻箱，1表示需要翻箱，則採取逼迫約束的方式，將該相減後的值被 1000除，可得到0 1間的數，或者-1 0之間的數，同時令不等式右邊RestoWy大於等於 不等式左邊所得出的商，由於Restowy為0-1變量，即只能取0-1的值，又有ReSt0Wy取最小 值，故當左式所得的商為0 1間的小數(即需要進行翻箱操作)時，Restowy的值取1 ；同 理，當左式所得的商為0或者-1 0之間的小數(即不需要進行翻箱操作)時，Restowy的 值取0。3)場吊移機控制，用於約束髮箱順序使得在發箱作業時控制場吊移機路線。船上同一倍內的貨櫃往往分布在不同的場地倍位內，如下圖5a所示，當發箱順 序指定後，相應場吊在各區位之間的移機次數也可算出，因此，發箱順序的制定需要考慮到 發箱作業過程中場吊的移機路線，儘量避免因指派不當造成場吊頻繁移動，降低作業效率。參見圖5a，由於需要發箱的貨櫃位於不同位內，且其發箱順序分布也不集中，故 相應場吊在進行發箱作業時，需要頻繁地在兩個位之間移動，從而導致場吊移機次數增多， 延誤發箱作業的時間，致使發箱過程效率低下。如圖5b所示，其與圖5a所示的場吊移機過程對比，該次發箱作業的貨櫃雖位於 不同區位，但其發箱順序集中，故該場吊的發箱過程是將14位的箱子全部發完以後再移機 至31位進行發箱，相比而言降低了場吊的移機次數(僅1次)，提高了發箱作業的效率。發箱作業中場吊需要移位的總次數可表示如下
Move _ times = ^Jf _ move — positives +2_jlf_ move _ nega(ives(4)
ss為使場吊移機的總次數最小，則要最小化上述目標。上述目標函數中引入了輔助決策變量If_move_positives和If_move_negatives 來分別表示第s個發箱任務是否需要場吊向左或向右移機。而第s個箱子是否需要移機取決於前一箱所在的場地倍位是否與箱子s所在的場地倍位相同。因此，模型將堆場不同區
位分別賦值1、2、3.......結合決策變量Send。s可求得第s個箱子對應的場地倍位編號與
第n個箱子的對應場地倍位編號之差，如果得到的是一個正數，If_move_positives則應當 取1，如果得到一個負數，If_move_negatives則取1，這均表示場吊需要移機；反之，如果得 到0，則表示前後兩個箱子在同一場地倍內，場吊無需移機。因此，決策變量5611(1。3與 If_move_positives* If_move_negatives 之間存在邏輯
關係，必須加以約束，其約束方程可表示如下If _move_positives > 式子的左邊If_m0Ve_p0SitiVes是一個0/1矩陣；它表示的是在移動移箱 順序為s的貨櫃在發箱時是否發生了場吊移動。式子的右邊
區域Yardp0S_bayy,b以及堆場倍內區域的賦值Yardbay_Seqb相乘並對c，y，b就和以後得 到的就是一個關於貨櫃順序號所對應的堆場區域值。將此關於發箱順序號的的區域值與 其後貨櫃If_nextn, s相乘得對n求和得到一個一維矩陣，為發箱順序為s的貨櫃其後 一個貨櫃所在的堆場倍內區域值。將發箱順序s其後一個貨櫃堆場倍內區域值減去 發箱順序s的貨櫃堆場倍內區域值相減得到一個關於s的矩陣。為正數或負數即表示 其場吊移動，為零表示未移動。將這個數值除以100得到一個小於1的一維矩陣。讓一維 0/1矩陣If_m0Ve_p0SitiVes大於等於此矩陣。並在目標函數中對其取最小，則此If_moVe_ positives0/l矩陣中所有大於0的數取1，負數和0則為零。而實際是負數也應為1，所以 模型中又運用了 If_m0Ve_negatiVes來對取值為負的情況進行約束。約束如下If _ move _ negative s
,J] Sendc s * Storec』y * Yardpos 一 bayy b * Yardbay _ seqb
cyb
^ Sendc n * Storec y * Yardpos _ bayy h * Yardbay—seqb * If _ nextn s
\ n cyb乂 式子的左邊If_m0Ve_negatiVes是一個0/1矩陣；它表示的是在移動移箱順序為s 的貨櫃在發箱時是否發生了場吊移動。式子的右邊*Storecy *Yardpos_bayy,b*_
cyb
Yardbay_seqb將發箱順序Send。n與貨櫃堆場號Store。y和堆場倍內區域Yardpos—bayyb以 及堆場倍內區域的賦值Yardbay—seqb相乘並對c，y，b就和以後得到的就是一個關於集裝 箱順序號所對應的堆場區域值。將此關於發箱順序號的的區域值與其後貨櫃If—nextn，s 相乘得對n求和得到一個一位舉陣，為發箱順序為s的貨櫃其後一個貨櫃所在的堆場
>
6
/IX
00 11 .1.
9倍內區域值。在此約束中則是將發箱順序s的貨櫃堆場倍內區域值減去發箱順序s其後 一個貨櫃堆場倍內區域值得到一組關於s的數據。此矩陣剛好與約束(5)中比較的矩陣 形成相反數。彌補約束(5)右邊的矩陣的負數未考慮的情況。將這個矩陣除以100得到一 個小於1的一維矩陣。讓一維矩陣If_m0Ve_negatiVes大於等於此矩陣。並在目標函數中 對其取最小，則此If_mOVe_negatiVes0/l矩陣中所有大於0的數取1，負數和0則為零。所 以模型中的If_move_negatives與If_move_positives求和則得到實際場吊移動的情況。4)唯一性約束，用於約束髮箱順序使得發箱順序號與相應的倍內貨櫃形成唯 ---對應關係。(1)倍內貨櫃的發箱順序號是互不相同的，即每個貨櫃應當只能對應一個順 序號，以保證箱子與順序號之間的一一對應關係，其約束方程如下
(7)上式子的左邊，將關於s和c的二維矩陣Send。s對於維度s進行求和，得到一個關 於c的一維矩陣。如果貨櫃c被賦予了多個順序號，則得到的一維矩陣數值必然大於1 ； 如果貨櫃c沒有被賦予順序號，則得到的一維矩陣數值必然為0。從而，保證了每個集裝 箱賦予一個順序號，避免了賦予多個順序號的矛盾。(2)同理，在把順序號指派給貨櫃時，也必須要避免一個順序號被指派多次的矛
盾，其約束方程如下
(8)如上式的左邊，將關於s和c的二維矩陣Send。s對於維度c進行求和，得到一個關 於S的一維矩陣。如果順序號S賦予給了多個貨櫃，則得到的一維矩陣數值必然大於1 ； 如果順序號S沒有賦予給任何貨櫃，則得到的一維矩陣數值必然為0。通過這個約束，保 證了每一個順序號只能被賦予一次。5)模型歸納模塊，用於平衡各子目標之間的權重係數本模型是一個多目標規劃的問題，總的目標函數可表達如下Total_objective = a *0bject_restow+3 *Move_times(9)總目標函數趨向為求最小值，其中a和0是用於平衡兩個子目標的權重係數，目 標1和目標2都為求最小值。在本模型中令a = 10，0 = 1。該目標函數約束於公式(1)、(3)、(5)、(6)、(7)、⑶。模型求解模塊，該模塊的實現是通過調用Cplex求解器進行模型求解的。方案反饋模塊，該模塊也需要與生產資料庫交互，使用SQL語句將求解出的裝船 指令發送方案反饋寫入生產資料庫中，從而使得生產系統自動按照相應倍位內的發箱順序 號進行發箱作業。根據上述技術方案形成的決策系統，其運行過程如圖2所示，該系統的5個功能模 塊是相互協調作業的，其單次運行需要經過四個階段即事件觸發、模型處理、指令形成、指 令自動發送。首先由船控調度為指定的作業倍投入橋吊，安排作業線內集卡、場吊等機械設備，之後觸發裝船指令自動生成模塊。倍內信息提取模塊收到船舶呼號和倍位號後進行相應信 息提取，再由信息處理模塊進行矩陣化處理，接著動態建模。模型和已知數據形成後由模型 求解模塊進行裝船指令順序的自動編排，編排方案形成後交給反饋模塊寫入生產資料庫， 即完成裝船指令的自動發送。由上述技術方案形成的決策系統能夠根據裝船貨櫃的信息，貨櫃場內位置以 及船倍內位置等情況，對裝船貨櫃的發箱順序決策分析。實現裝船作業中翻箱次數最小 化，儘可能減少場吊移機頻率，從而實現最終決策的最優化。最大程度的提高貨櫃碼頭的 裝船效率。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統，其特徵在於，所述決策系統包括一生產資料庫，所述生產資料庫用於存儲和生產系統運行所需的數據；一倍內信息提取模塊，所述倍內信息提取模塊從所述生產資料庫中獲取相關裝船倍內發箱順序模型構建求解所需的原始生產數據；一信息處理模塊，所述信息處理模塊將所述倍內信息提取模塊獲取的相關數據按照模型中設定的維度進行映射，形成裝船倍內發箱順序模型構建需要的相應的參數矩陣；一動態建模模塊，所述動態建模模塊根據實際業務需求，利用所述信息處理模塊處理形成的參數矩陣構建相應的約束條件和目標函數，從而形成相應的裝船倍內發箱順序模型；一模型求解模塊，所述模型求解模塊用於求解所述動態建模模塊構建的裝船倍內發箱順序模型，形成相應的發箱順序指令；一方案反饋模塊，所述方案反饋模塊將所述模型求解模塊求解形成的發箱順序指令寫入所述生產資料庫中，完成發箱順序指令的自動發送。
2.根據權利要求1所述的貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統，其特徵在於，所述 倍內信息提取的原始生產數據包括配載信息、倍內箱子的箱信息、場地堆存信息、倍內船箱 位信息。
3.根據權利要求1所述的貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統，其特徵在於，所述 動態建模模塊包括用於約束髮箱順序使得在發箱作業時防止發生裝船懸空的防止裝船懸空模塊； 用於約束髮箱順序使得在發箱作業時避免發生非必要翻箱的場內翻箱控制模塊； 用於約束髮箱順序使得在發箱作業時控制場吊移機路線的場吊移機控制模塊；用於約束髮箱順序使得發箱順序號與相應的倍內貨櫃形成唯---對應關係的唯一性約束模塊；用於平衡各子目標之間的權重係數的模型歸納模塊。
全文摘要
本發明公開了貨櫃碼頭裝船倍內發箱順序決策系統，該決策系統由生產資料庫、倍內信息提取模塊、信息處理模塊、動態建模模塊、模型求解模塊、方案反饋模塊組成，其中倍內信息提取模塊與生產資料庫相互通信，並信息處理模塊相互通信，信息處理模塊與動態建模模塊通信，而動態建模模塊與模型求解模塊通信，模型求解模塊與方案反饋模塊，方案反饋模塊與生產資料庫相通信。本發明對裝船貨櫃的發箱順序決策分析，實現裝船作業中翻箱次數最小化，儘可能減少場吊移機頻率，從而實現最終決策的最優化。
文檔編號G05B13/04GK101893854SQ201010249960
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月10日 優先權日2010年8月10日
發明者嚴偉, 何軍良, 宓為建, 萇道方, 趙寧, 陸後軍 申請人:上海海事大學