【技术实现步骤摘要】
一种双吊具场桥调度优化方法及装置
本专利技术涉及场桥调度
,具体涉及一种双吊具场桥调度优化方法、装置以及计算机存储介质。
技术介绍
国内外集装箱码头的作业规模和业务水平随着经济的增长呈不断发展的态势,而堆场作为连接码头前沿和闸口之间的重要桥梁,是自动化码头海、陆两侧集装箱运输的中转站,其装卸效率对码头整体的作业水平起着至关重要的作用。堆场的装卸作业主要由自动堆垛起重机(简称场桥)完成,由于集装箱吞吐量的增加,原有的设备及资源逐渐不能满足生产的需要,因此港口设备制造商需要不断更新集装箱装卸设备,来满足越来越大的吞吐量要求。本文主要研究双吊具场桥,即每台场桥上拥有两个吊具,可同时吊起两个集装箱,从而提高堆场装卸效率。现有关于场桥调度问题的研究多集中于传统码头单吊具场桥作业模式,对双吊具桥吊的研究主要集中在设备结构和控制系统等硬件方面,缺乏对双吊具场桥在执行装卸任务过程中调度问题的研究。而在集装箱码头实际作业过程中,如何根据集装箱装卸任务的箱区位置和集卡停留点,合理利用吊具之间的配合缩短作业时间达到提高作业效率是体现码头服务水平的关键,然而,场桥两吊具之间的协同情况复杂,已有的场桥调度模型均不能准确刻画该问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足,提供一种双吊具场桥调度优化方法、装置以及计算机存储介质,解决现有技术中场桥调度模型无法准确刻画双吊具之间的协同情况,无法最大程度的发挥双吊具的优势的技术问题。为达到上述技术目的,本专利技术的技术方案提供一种双吊具场桥调度优 ...
【技术保护点】
1.一种双吊具场桥调度优化方法,其特征在于,包括以下步骤:/n考虑执行同一贝位任务时双吊具之间的协同作用下计算场桥装卸作业完成时间,以所述场桥装卸作业完成时间作为目标函数;/n设定场桥作业的约束条件,所述约束条件包括作业任务的存储位置约束、任务类别约束以及集卡停靠点约束;/n以最小的场桥装卸作业完成时间作为目标,在所述约束条件下,建立双吊具场桥调度优化模型;/n通过遗传模拟退火算法对所述双吊具场桥调度优化模型进行求解,得到最优场桥执行任务序列。/n
【技术特征摘要】
1.一种双吊具场桥调度优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
考虑执行同一贝位任务时双吊具之间的协同作用下计算场桥装卸作业完成时间,以所述场桥装卸作业完成时间作为目标函数;
设定场桥作业的约束条件,所述约束条件包括作业任务的存储位置约束、任务类别约束以及集卡停靠点约束;
以最小的场桥装卸作业完成时间作为目标,在所述约束条件下,建立双吊具场桥调度优化模型;
通过遗传模拟退火算法对所述双吊具场桥调度优化模型进行求解,得到最优场桥执行任务序列。
2.根据权利要求1所述的双吊具场桥调度优化方法,其特征在于,考虑执行同一贝位任务时双吊具之间的协同作用下计算场桥装卸作业完成时间,作为目标函数,具体为:
计算不同类型任务转移至两个同一类型任务的任务组时,所需要的转移时间tijk,tijk表示任务i到任务组jk所需要的转移时间,任务组jk包括任务j和任务k,任务j和任务k属于同一类型任务,任务j和任务k位于同贝位同层高,任务j和任务k与双吊具一一对应,tijk等于场桥从任务i完成点到任务组jk存储位置的移动时间与对任务组jk作业时吊具的起升时间之和:
根据所述转移时间计算场桥完成所有任务所需的完成时间,即目标函数:
其中,z为目标函数,xijk为决策变量,用于判断任务i完成后是否进入任务组jk,I是所有任务起点的集合,包含场桥起始位置点0',I={0',1,2,...,n};J是所有任务终点的集合,包含场桥结束位置点0”,J={0”,1,2,...,n};X是所有场桥作业任务的集合,不包含场桥的起始位置点0'和结束位置点0”,X={1,2,...,n},n为除起始位置点和结束位置点外所有任务点的数量;
所述决策变量具体为:
3.根据权利要求2所述的双吊具场桥调度优化方法,其特征在于,所述场桥为单起升结构双吊具场桥时,计算不同类型任务切换至两个同一类型任务的任务组时,所需要的转移时间tijk,具体为:
当场桥从起始位置点0'转移到存箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从起始位置点0'转移到取箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从存箱任务i转移到取箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从存箱任务i转移到存箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从取箱任务i转移到取箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从取箱任务i转移到存箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从存箱/取箱任务i转移到结束位置点0”时,所需要的转移时间为:
ti0”=0
其中,Bi是场桥执行第i个任务时所在的贝位;Bjk是场桥执行任务组jk时所在的贝位;TBi是场桥执行第i个任务时所需集卡的停靠贝位;TBjk是场桥执行任务组jk所需集卡的停靠贝位;LB是箱区每个贝位的宽度;vB是场桥在贝位之间移动时的行走速度;
Si是场桥执行第i个任务时所在的栈;Sjk是场桥执行任务组jk时所在的栈;TSi是场桥执行第i个任务时所需集卡的停靠栈;TSjk是场桥执行任务组jk所需集卡的停靠栈;LS是箱区每个栈的宽度;vS是场桥在栈之间移动时的吊具的水平移动速度;
hi是场桥执行第i个任务时所在的层高;hjk是场桥执行任务组jk时所在的层高;Lh是箱区每层集装箱的高度;vh1是场桥吊具空载时的起升速度;vh2是场桥吊具重载时的起升速度;H是箱区所堆码的集装箱的最大层高。
4.根据权利要求2所述的双吊具场桥调度优化方法,其特征在于,所述场桥为双起升结构双吊具场桥时,计算不同类型任务切换至两个同一类型任务的任务组时,所需要的转移时间tijk,具体为:
当场桥从起始位置点0'转移到存箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从起始位置点0'转移到取箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从存箱任务i转移到取箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从存箱任务i转移到存箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从取箱任务i转移到取箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从取箱任务i转移到存箱任务组jk时,所需要的转移时间为:
当场桥从存箱/取箱任务i转移到结束位置点0”时,所需要的转移时间为:
ti0”=0
其中,Bi是场桥执行第i个任务时所在的贝位;Bjk是场桥执行任务组jk时所在的贝位;TBi是场桥执行第i个任务时所需集卡的停靠贝位;TBjk是场桥执行任务组jk所需集卡的停靠贝位;LB是箱区每个贝位的宽度;vB是场桥在贝位之间移动时的行走速度;
Si是场桥执行第i个任务时所在的栈;Sjk是场桥执行任务组jk时所在的栈;TSi是场桥执行第i个任务时所需集卡的停靠栈;TSjk是场桥执行任务组jk所需集卡的停靠栈;LS是...
【专利技术属性】
技术研发人员:于蒙,谭天姣,何智玲,曹小华,李文锋,王强,许珍丽,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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