一种自动化集装箱码头立体轨道设备混合分配方法

摘要

本发明涉及一种自动化集装箱码头立体轨道设备混合分配方法，该方法包括以下步骤：1)检查自动化集装箱码头立体轨道每个设备的状态，建立总空闲设备集C；2)检查总空闲设备集C中是否包括装卸集装箱所必须的各种设备，若缺少任一种设备，返回第一步，否则，进入下一步；3)从总空闲设备集C中选择岸桥到设备集C1，选择低架桥轨道小车、升降梯到设备集C1，选择箱区到设备集C1，选择地面轨道小车、RMG到设备集C1；4)将设备集C1中的各种设备进行组合，计算各设备组合的装卸时间，获得时间最小值T1以及对应的设备组合；5)利用时间最小的设备组合执行集装箱运输。与现有技术相比，本发明具有可以大大提高装卸效率等优点。

主权项

一种自动化集装箱码头立体轨道设备混合分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)检查自动化集装箱码头立体轨道所包括的岸桥、低架桥轨道小车、升降梯、箱区、地面轨道小车、堆场起重机的状态，并将设备的状态进行汇总，建立总空闲设备集C；2)检查总空闲设备集C中是否包括装卸集装箱所必须的各种设备，若缺少任一种设备，延迟时间D，返回第一步，否则，进入下一步；3)从总空闲设备集C中选择岸桥到设备集C1，规则为岸桥编号1≤QC(i)≤[M+1]/2，选择低架桥轨道小车、升降梯到设备集C1，规则为低架桥轨道小车编号、升降梯编号分别为mod(TC(i))＝1、mod(OBC(i))＝1，选择箱区到设备集C1，规则为箱区编号1≤BA(i)≤[(P+1)/2]，选择地面轨道小车、RMG到设备集C1，规则为地面轨道小车编号、RMG编号1≤GC(i),RMG(i)≤[(P+1)/2]*2；4)将设备集C1中的各种设备进行组合以满足将集装箱从船上卸下并运送到箱区或将集装箱从箱区运送到船为原则，设备组合中需满足TC(i)＝OBC(i)和GC(i),RMG(i)＝2*BA(i)‑1或GC(i),RMG(i)＝2*BA(i)，计算各设备组合的装卸时间，获得时间最小值T1以及对应的设备组合MINC1{GC(i),TC(i),OBC(i),GC(i),RMG(i),BA(i)}；5)利用时间最小的设备组合执行集装箱运输；所述的步骤4)计算各设备组合的装卸时间，获得时间最小值T1以及对应的设备组合MINC1{GC(i),TC(i),OBC(i),GC(i),RMG(i),BA(i)}具体为，1)建立设备分配的数学模型如下：$MinT=Max\left(\begin{array}{c}Max\left(\begin{array}{c}{S}_{Qi}*S_{Tj}*T_{TM1ij}+T_Q+S_{Qi}*S_{Gj}*T_{TM2ij},\\ S_{Oi}*S_{Gj}*T_{OMij},S_{Ti}*S_{Gj}*T_{GM1ij}\end{array}\right)+T_O+S_{Ti}*S_{Bj}*T_{GM2ij},\\ S_{Ri}*S_{Bj}*T_{RMij}\end{array}\right)+T_R$S.t.$\begin{array}{ccc}{T}_{TM1ij}=\frac{|X_{Tj}-X_{Qi}|}{V_{TE}}& T_{TM2ij}=\frac{|X_{Gj}-X_{Qi}|}{V_{TF}}& T_{OMij}=\frac{|X_{Gj}-X_{Oi}|}{V_O}\end{array}$$\begin{array}{ccc}{T}_{GM1ij}=\frac{|Y_{Gj}-Y_{Ti}|}{V_{GE}}& T_{GM2ij}=\frac{|Y_{Bj}-Y_{Ti}|}{V_{GF}}& T_{RMij}=\frac{|Y_{Bj}-Y_{Ri}|}{V_{RE}}\end{array}$····B_Ti,B_Oi,B_Gi,B_Ri,B_Bi也为0‑1变量，定义类似····S_Ti,S_Oi,S_Gi,S_Ri,S_Bi也为0‑1变量，定义类似$\begin{array}{ccc}\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{S}_{Qi}=1& \underset{i=1}{\overset{2N}{\Sigma }}{S}_{Ti}=1& S_{Oi}=S_{Ti}\end{array}$$\begin{array}{ccc}\underset{i=1}{\overset{P}{\Sigma }}{S}_{Bi}=1& \underset{i=1}{\overset{2P}{\Sigma }}{S}_{Gi}=1& \underset{i=1}{\overset{2P}{\Sigma }}{S}_{Ri}=1\end{array}$S_Qi+B_Qi≤1 S_Ti+B_Ti≤1 S_Oi+B_Oi≤1 S_Gi+B_Gi≤1 S_Ri+B_Ri≤1$\begin{array}{cc}\underset{j=1}{\overset{\left[\frac{N}{2}\right]+1}{\Sigma }}{S}_{T(2j-1)}=\underset{i=1}{\overset{\left[\frac{M+1}{2}\right]}{\Sigma }}{S}_{Qi}& \underset{j=1}{\overset{\left[\frac{N}{2}\right]+1}{\Sigma }}{S}_{T\left(2j\right)}=\underset{i=\left[\frac{M+1}{2}\right]}{\overset{M}{\Sigma }}{S}_{Qi}\end{array}$$\begin{array}{cc}\underset{j=1}{\overset{\left[\frac{P+1}{2}\right]}{\Sigma }}{S}_{Bj}=\underset{i=1}{\overset{\left[\frac{M+1}{2}\right]}{\Sigma }}{S}_{Qi}& \underset{j=\left[\frac{P+1}{2}\right]}{\overset{P}{\Sigma }}{S}_{Bj}=\underset{i=\left[\frac{M+1}{2}\right]}{\overset{M}{\Sigma }}{S}_{Qi}\end{array}$S_G(2j‑1)+S_G(2j)≤S_Bj S_R(2j‑1)+S_R(2j)≤S_Bj模型中各符号的含义如下：M‑‑岸桥数；N‑‑低架桥轨道数；P‑‑箱区数；T_Q‑‑岸桥一次操作时间；T_O‑‑升降梯一次竖直升降操作时间；T_TM1ij‑‑低架桥轨道小车j向岸桥i的移动时间；T_TM2ij‑‑低架桥轨道小车由岸桥i向地面轨道小车j的移动时间；T_OMij‑‑升降梯i向地面轨道小车j的移动时间；T_GM1ij‑‑地面轨道小车j向低架桥轨道小车i的移动时间；T_GM2ij‑‑地面轨道小车由低架桥轨道小车i向箱区j空位的移动时间；T_RMij‑‑RMG i向箱区j空位的移动时间；X_Qi‑‑岸桥i水平位置坐标；X_Tj‑‑低架桥轨道小车j水平位置坐标；Y_Tj‑‑低架桥轨道小车j垂直位置坐标；X_Oi‑‑升降梯i水平位置坐标；X_Gj‑‑地面轨道小车j水平位置坐标；Y_Gj‑‑地面轨道小车j垂直位置坐标；Y_Ri‑‑RMG j垂直位置坐标；Y_Bi‑‑箱区i空位垂直位置坐标；V_TE‑‑低架桥轨道小车空载移动速度；V_TF‑‑低架桥轨道小车满载移动速度；V_O‑‑升降梯水平移动速度；V_GE‑‑地面轨道小车空载移动速度；V_GF‑‑地面轨道小车满载移动速度；V_RE‑‑RMG空载移动速度；2)带入所选取的设备组合，计算得出时间最小值T1以及对应的设备组合。