一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法，具体为测量随机货物的几何尺寸数据以及重量数据，根据得到的几何尺寸数据和重量数据构建实时随机货物对应的标准化装载模型，并将随机货物标准化装载模型存储到指定位置；根据装载单元自身的体积结构生成装载单元对应的原始配载模型，将原始配载模型输入到指定位置，接着将随机货物的标准化装载模型纳入到装载单元对应的原始配载模型中进行配载逻辑计算运行；将标准化装载模型与原始装载模型逐个进行体积、重量的比对，生成对应的配载方案。本发明专利技术还涉及相关配载系统。通过本发明专利技术，达到了对于随机货物的精准配载，从而能够广泛应用在非确定项多元目标匹配控制方法技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法及系统
本专利技术涉及非确定项多元目标匹配控制方法
，具体是指一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法及系统，尤其涉及一种用于非确定随机货物向多元目标需求多个装载单元内配载的逻辑方法。
技术介绍
由于该多级空运物流体系概念刚刚提出，目前“干线”、“支线”、“末端”各级航空物流体系还没有标准化的定义。根据现有民航体系标准，干线级货运飞机即为当前民航运输系统的宽体和窄体货机，其航程一般在几百公里至上千公里，单次载货量在几十吨至上百吨。末端级货运飞行器即为当前载货用多旋翼无人机，其航程一般在30公里以内，单次载货量在30公斤以内。而支线级货运飞机其输送距离和载货量介于“干线”与“末端”航空物流体系之间，可根据具体货运需求进行不同型号机型的研发，适用于省域区间内物流枢纽节点向物流中心节点的航空物流运输，其航程一般在100-500公里，单次载货量在1-5吨上下。目前支线级货机属于三级航空物流体系中的空白区间，全球范围内尚处于起步阶段，随着中国航空物流市场的旺盛需求，以及产业的逐步细化，我国在该领域的研究发展较快。2017年10月，由中科院工程热物理研究所和朗星无人机公司作为总体单位，联合航空工业618所、中电54所、航天773所、西工大等单位研发的支线级货运无人机AT200完成首飞。该机有效载荷达1.5吨，全长11.84米、翼展12.80米、高4.04米，货舱容积10立方米。该款无人机可高效完成点对点的货运支线运输服务，是全球首款吨位级支线级货运无人机。目前，正在研发中的支线级货运无人机主要是进行了空机的飞行性能试飞，还未进行货物装载条件下的飞行试验，该系列无人机仍需进行不同货物装载量、多元复杂飞行环境、不同起降条件等一系列飞行试验后才能达到适航认证标准，真正服务于我国航空物流行业。而对于已有支线级有人机而言，其主要用于载人、勘测、航拍、农林植保等领域，极少涉及货物装载过程，即使有货物装载过程，由于其货物载重量较少，仍采用人工装载方式。所以，无论是对于正在研发中的支线级货运无人机，还是已经较成熟的支线级有人机，目前还都没有应用于物流行业较为成熟的货物高效装载方案。随着航空物流需求的多元化发展，“干线-支线-末端”三级智能航空物流体系的逐步完善，相对空白的“支线”航空物流运输会逐渐成为技术和市场研究的热点。而货物装载的效率问题必然成为影响支线货机发展的核心技术指标之一，该指标的提升不仅能够提高支线货机在机场工作区间内航空物流体系的运行效率，同时能够提高机场的货运专业能力。目前，民用领域应用于物流行业的工业级支线货运飞机技术尚处于研发起步阶段，其配套的货物高效装载技术更是处于萌芽阶段，亟待创新性技术的快速研发。对于现有干线级货机而言，其机舱结构均为宽体和窄体结构，在货物装载过程中均采用航空集装器(UnitLoadDevice，简称ULD)完成货物的高效装载。因为其机舱结构较大，货物装载过程中飞机重心变化范围较小，其集装器单元仅考虑货物装载技术问题，与机舱结构关联性较小。但支线级货机机舱结构要小很多，属于超窄体机舱结构，其装载过程中重心变化规律与干线级货机有着明显的区别，为满足飞机的整体配重需要，每个集装单元的配重是要根据整体配重来分配，其配重质量各不一样，而货物自身的重量和体积也各不一样，属于“随机”货物的标准化装载问题。所以，如何实现“随机”货物精准配载至不同配重质量和体积要求的集装单元内的逻辑算法就尤为重要。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法，所述货物为体积、重量均随机的随机货物，所述多装载单元为设于支线货机的机舱内、且按照从机舱前端到尾部顺次排列的若干立方体空间，所述立方体空间用于容纳随机货物，包括以下步骤：测量随机货物的几何尺寸数据以及重量数据，根据得到的几何尺寸数据和重量数据构建实时随机货物对应的标准化装载模型，并将随机货物标准化装载模型存储到指定位置；根据装载单元自身的体积结构生成装载单元对应的原始配载模型，将原始配载模型输入到指定位置，接着将随机货物的标准化装载模型纳入到装载单元对应的原始配载模型中进行配载逻辑计算运行；将标准化装载模型与原始装载模型逐个进行体积、重量的比对，生成对应的配载方案。进一步地，在将标准化装载模型与原始配载模型进行比对时，包括以下子步骤：1)当标准化装载模型没有超出原始装载模型的配重标准时，按序配载下一标准化装载模型；2)若经过比对后重量超标、但体积不超标，则进行超重逻辑计算，生成该装载单元的货物装载方案；3)若经过比对后重量不超标、体积超标，则进行超体积逻辑计算，生成货物装载方案，并进入到下一装载单元配载方案模拟；4)若经过比对后重量、体积均超标，则先运行超重逻辑计算，去掉最轻超载货物模型后进行超体积逻辑计算，通过逐步移出“最小密度已装载货物模型”的反复迭代计算，直至出现超重、且体积不超标时，生成该装载单元的货物配载方案，而后进入下一装载单元的配载方案模拟，直至全部完成。进一步地，在标准化装载模型体积超标时，先计算已装载货物的标准化模型密度，进而移出最小密度已装载货物模型，然后反馈至“随机货物标准化装载模型”计算步，按顺序装载下一标准化货物模型，进行配载计算。进一步地，所述装载单元的装载标准根据支线货机的整体结构、机翼结构、舱门开启方式、装载单元数量以及支线货机整体重心平衡需要而定。本专利技术还提供了一种技术方案：一种支线货机上多装载单元的货物精准配载系统，所述配载系统按照上述所述的精准配载方法执行，包括随机货物测量模块、数据存储模块、模型建立模块、集中控制模块以及运行计算模块，还包括供电模块，其中，所述随机测量模块用于测量随机货物的几何尺寸以及重量，并将得到的几何尺寸数据以及重量数据传输到数据存储模块中进行保存，所述数据存储模块分别与集中控制模块、随机货物测量模块、模型建立模块均电性连接；所述模型建立模块用于根据随机货物的几何尺寸以及重量数据建立标准化装载模型，以及用于根据装载单元的结构、体积大小建立原始配载模型；所述数据存储模块用于存储随机货物的几何尺寸以及重量数据，以及用于存储标准化装载模型和原始配载模型；所述集中控制模块用于在接收到标准化装载模型以及原始配载模型之后，将标准化装载模型纳入到原始装载模型中进行模拟；所述运行计算模块与集中控制模块电性连接，并计算标准化装载模型以及原始配载模型的重量、体积，得到计算数据后传输到集中控制模块中，用于实现模型的比对，从而生成配载方案；所述供电模块用于对随机货物测量模块、数据存储模块、模型建立模块、集中控制模块以及运行计算模块提供电源。进一步地，所述随机货物测量模块包括并联连接的三维尺寸扫描仪以及电子秤；所述数据存储模块包括硬盘存储器或计算机客户端；所述模型建立模块包括三维模型建立软件，所述三维模型建立软件包括工程用CATIA软件。采用以上结构以及配载方法后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法，所述货物为体积、重量均随机的随机货物，所述多装载单元为设于支线货机的机舱内、且按照从机舱前端到尾部顺次排列的若干立方体空间，所述立方体空间用于容纳随机货物，其特征在于，包括以下步骤：/n测量随机货物的几何尺寸数据以及重量数据，根据得到的几何尺寸数据和重量数据构建实时随机货物对应的标准化装载模型，并将随机货物标准化装载模型存储到指定位置；/n根据装载单元自身的体积结构生成装载单元对应的原始配载模型，将原始配载模型输入到指定位置，接着将随机货物的标准化装载模型纳入到装载单元对应的原始配载模型中进行配载逻辑计算运行；/n将标准化装载模型与原始装载模型逐个进行体积、重量的比对，生成对应的配载方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法，所述货物为体积、重量均随机的随机货物，所述多装载单元为设于支线货机的机舱内、且按照从机舱前端到尾部顺次排列的若干立方体空间，所述立方体空间用于容纳随机货物，其特征在于，包括以下步骤：
测量随机货物的几何尺寸数据以及重量数据，根据得到的几何尺寸数据和重量数据构建实时随机货物对应的标准化装载模型，并将随机货物标准化装载模型存储到指定位置；
根据装载单元自身的体积结构生成装载单元对应的原始配载模型，将原始配载模型输入到指定位置，接着将随机货物的标准化装载模型纳入到装载单元对应的原始配载模型中进行配载逻辑计算运行；
将标准化装载模型与原始装载模型逐个进行体积、重量的比对，生成对应的配载方案。


2.根据权利要求1所述的一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法，其特征在于，在将标准化装载模型与原始配载模型进行比对时，包括以下子步骤：
1)当标准化装载模型没有超出原始装载模型的配重标准时，按序配载下一标准化装载模型；
2)若经过比对后重量超标、但体积不超标，则进行超重逻辑计算，生成该装载单元的货物装载方案；
3)若经过比对后重量不超标、体积超标，则进行超体积逻辑计算，生成货物装载方案，并进入到下一装载单元配载方案模拟；
4)若经过比对后重量、体积均超标，则先运行超重逻辑计算，去掉最轻超载货物模型后进行超体积逻辑计算，通过逐步移出“最小密度已装载货物模型”的反复迭代计算，直至出现超重、且体积不超标时，生成该装载单元的货物配载方案，而后进入下一装载单元的配载方案模拟，直至全部完成。


3.根据权利要求2所述的一种支线货机上多装载单元的货物精准配载方法，其特征在于，在标准化装载模型体积超标时，先计算已装载货物的标准化模型密度，进而移出最小密度已装载货物模型，然后反馈至“随机货物标准化装载模型”计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昕喆，李国举，代君，郭霄，李勇，常绪成，陈灿，孙玉，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：河南;41