CN113780760B - 集装箱码头art和有人集卡的智能协同组织方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法，包括：设置岸桥两轨之间作业区车道区、堆场横向作业车道区、堆场纵向车道区；岸桥两轨之间作业区车道区、堆场作业车道区不同作业区之间车道用围栏分隔；堆场区有人与ART车道横向车道间隔布置、纵向相邻布置；运输过程中，横纵车道交汇处采用基于多优先级规则的全局优化策略进行智能交通管控，利用集卡协同组织方法，提高集卡通行效率，保障作业能力。本发明优化了自动化集装箱码头有人集卡与ART的协作运输流程，提升了集装箱码头整体的管理水平与生产作业效率。

Description

集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法
技术领域
本发明涉及集装箱码头运输技术领域，具体涉及一种集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法。
背景技术
近年来，港口集装箱运输比重逐年增加，随着港口智能化程度的不断发展，各类新兴技术开始应用于集装箱码头，如AGV、智能ART等。大多数自动化集装箱码头平行岸线布置，AGV主要应用在垂直岸线布置的自动化码头且成本较高，不适合应用在平行码头岸线布置的自动化集装箱码头。
目前，ART(Artificial Intelligence Robot of Transportation，即人工智能运输机器人)在集装箱码头的应用处于小规模试验阶段，相比传统运输工艺，有效提升了水平运输系统的作业效率。因此，集装箱码头选用ART进行港区内水平运输作业，集疏港作业仍选用有人集卡，这就导致码头容易出现有人集卡集疏运车流与智能ART车流交通干扰、车辆混流情况，影响水平运输系统作业效率。因此，如何实现ART自动化作业，降低内外集卡通行干扰、提升集卡运输效率成为了当前研究热点。
发明内容
本发明的目的是要解决现有集装箱水平运输混合车流运输问题，提供了一种智能交通控制与隔离式车道布置的集卡智能协同组织方法，实现有人集卡与ART协同作业，以提升自动化集装箱码头有人集卡与ART的协同运输效率，提升集装箱码头整体的管理水平与生产作业效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法，包括：设置岸桥两轨之间作业车道区、堆场横向作业车道区、堆场纵向车道区；所述岸桥两轨之间作业区车道包括多条互不交汇的单向多功能车道；所述堆场横向作业车道区包括有人集卡作业车道区、ART作业车道区；所述堆场纵向车道区包括有人集卡纵向车道、ART纵向车道以及集装箱运输车道；
由码头作业管理系统发布水平运输作业任务，经过车队管理系统统一调配ART与有人集卡协同完作业任务；ART和有人集卡分别在规定道路按规则行驶，若ART与有人集卡存在交汇情况，若有则由智能交通控制系统基于多优先级规则的全局优化策略、智能闸口的布置及管控，根据实时车流量、堆场情况的信息给出ART优先通行方案，协调有人集卡与ART联合运输，达到协同作业的目的；若无汇合情况，集卡车辆按规定路线完成水平运输任务。
优选的，所述智能交通控制系统的智能管控策略是，基于多优先级规则的全局优化策略，在获取各路段及路口的有人集卡与ART流量分布和排队数量的基础上，保障作业中岸桥不闲置且集卡不拥堵，协调指定区域内ART优先通行，保障ART在堆场通行车道通行而不拥堵。
所述智能交通控制系统，实时收集的车流量、排队情况等信息，智能控制有人集卡横向车道与ART纵向车道交汇处闸口，保障集卡通行效率。当有人集卡沿横向车道行驶、ART沿纵向车道行驶于同一路口时，根据优先级顺序及相关作业时间、等待时间等信息，统一宏观调控闸口开放，智能控制集卡通行。
本发明能够实现ART、有人集卡隔离式作业与智能化协作，可以提升装卸设备作业效率，从而消除有人集卡、ART混合作业干扰问题，优化作业流程，提高设备装卸作业和集疏运效率，提升港区水平运输能力；同时，提升了设备利用率及作业效率，减小了设备需求量，降低建设投资。
本发明提出的ART与有人集卡的智能协同组织方法是对自动化集装箱码头水平运输体系的重大创新，在建设自动化集装箱码头和常规码头升级改造方面具有广阔的应用前景，具有良好的经济价值和社会效益。
附图说明
图1为本发明提出的全自动化集装箱码头车道布置平面示意图。图中，1-特殊集装箱运输纵向车道；2-船放车道。
图2为全自动化集装箱堆场作业区车道布置平面示意图。图中，3-有人集卡纵向车道；4-ART纵向车道；5-有人集卡横向作业车道；6-ART横向作业车道；7-顺时针方向路径转向；8-逆时针方向路径转向；9-智能闸口。
图3为全自动化集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法所用的自动化集装箱码头集卡作业区车道的布置示意图，集装箱堆场平行于码头岸线布置，相邻两堆场间按四车道布置，缩短集卡水平运输时间，提升作业效率；四车道设计有效避免单车道压车现象，减少拥堵情况。同时，在集卡作业区布置垂直于岸线的纵向车道、平行于岸线的横向作业车道，根据岸桥作业信息、有人集卡与ART交通流量等信息智能控制集卡通过闸口，以提高集装箱运输效率。
具体的，参见图2所示，本发明提供的集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法，基于岸桥两轨之间作业区车道区、堆场横向作业车道区、堆场纵向车道区的布置，由码头作业管理系统派发水平作业任务、车队管理系统分配任务给有人集卡以及ART后，由智能交通控制系统协调有人集卡与ART混合运输，具体的，所述智能交通控制系统基于多优先级规则的全局优化策略、智能闸口布置与智能管控协调有人集卡与ART在上述的作业区车道区有序运行。
其中，所述述岸桥两轨之间作业区车道包括多条互不交汇的单向多功能车道；所述堆场横向作业区包括有人集卡作业区、ART作业区；所述堆场纵向车道区包括有人集卡车道、ART车道以及特殊集装箱运输车道。
上述技术方案中，所述岸桥两轨之间作业区车道，如图1所示，靠海侧3条车道为船放车道，有人集卡经特殊集装箱纵向车道顺时针方向进入船放车道进行特殊集装箱装卸作业。有人集卡完成特殊集装箱装卸作业后，顺时针方向经另一侧特殊集装箱纵向车道驶出，离开作业区。特殊集装箱作业流程中，车道隔离式布置，可避免车辆混流。
上述技术方案中，所述堆场横向作业车道区，如图1与图2中，堆场从南向北(图上从右到左)依次分为A、B、C三个子堆场，纵向未设置物理隔离，但原则上不允许横跨。堆场内横向作业车道(图2序号5、6)为单向4车道，靠近堆场车道为装卸作业车道，中间2车道为超车道。且有人、ART横向车道由堆场相隔，未发生不同车流交汇。
其中，所述横向作业车道区，有集装箱装卸作业时，有人集卡顺时针经过有人集卡纵向车道进入横向作业区，到达指定贝位，装卸任务结束后，依旧按照顺时针方向进入最近的有人集卡纵向车道，驶出作业区；ART则逆时针经ART纵向车道进入ART横向作业区，横向运输至指定贝位，装卸作业结束后，同样按逆时针方向进入最近的ART纵向车道，驶出堆场作业区。
上述技术方案中，所述堆场纵向车道区(图2序号3、4)，外侧无人与有人集卡均为单向2车道，堆场内有人集卡为单向2车道(含1条驶入堆场车道、1条驶出堆场车道)，ART单向4车道且均匀分布于有人集卡纵向车道两侧。
其中，所述堆场纵向车道区，在有装卸任务时，有人集卡、ART分别按照逆时针、顺时针方向与横向作业车道协同，完成有人或ART的水平运输作业。
上述技术方案中，智能交通控制系统，基于多优先级规则的全局优化策略控制下，以实时收集的车流量、排队情况等信息为基础，进而智能控制有人集卡横向车道与ART纵向车道交汇处闸口，保障集卡通行效率。图2中序号9为智能闸口布置，当有人集卡沿横向车道行驶、ART沿纵向车道行驶于同一路口时，根据优先级顺序及相关作业时间、等待时间等信息，统一宏观调控闸口开放，智能控制集卡通行，有效提升集卡通行效率，缩短整体作业时间。
需要说明的是，本发明的基于多优先级规则的全局优化策略在智能管控的过程中，优先级顺序会存在变化。在实际运行或测试中，如发现新的约束或问题，可以增添或修改规则，以实现最优通行决策的目的。
上述技术方案中，所述堆场作业区如图2有集装箱装卸作业时，有人集卡顺时针方向(图2序号7)经过有人集卡纵向车道(图2序号3)进入横向作业区，中间经过智能闸口(图2序号9)到达指定贝位，装卸任务结束后，同理按照顺时针方向进入最近的有人集卡纵向车道，驶出作业区；ART则逆时针方向(图2序号8)经ART纵向车道(图2序号4)进入ART横向作业区，经过智能闸口(图2序号9)后横向运输至指定贝位，装卸作业结束后，同样按逆时针方向进入最近的ART纵向车道，驶出堆场作业区。有人集卡与ART协同组织作业，提升了作业效率，有效避免车流混合输运的问题，提高整体集装箱码头运营能力。
上述技术方案中，如图3所示，码头作业管理系统发布最初水平运作业任务，经过车队管理系统统一调配ART与有人集卡协同完作业任务。期间，ART与有人集卡如果存在智能闸口车流交汇情况，则由智能交通控制系统根据实时车流量、堆场情况等信息给出优先通行方案，以此达到协同作业的目的。
本发明实施例中，所述岸桥两轨之间作业区，有人集卡顺时针方向经特殊集装箱纵向车道进入船放车道，完成装卸作业后，依旧按照顺时针方向从另一侧纵向车道驶出作业区。所述堆场横向作业车道、纵向车道，ART沿逆时针方向行驶，有人集卡沿着顺时针方向行驶，各集卡以每个子堆场为界进行最小闭环作业。其中，运输时，由码头作业管理系统派发水平作业任务、车队管理系统分配任务，智能控制系统，基于多优先级规则的全局优化策略判断当前优先级顺序，控制有人集卡与ART混合运输在有人集卡横向车道与ART纵向车道处设置智能闸口开放，使各集卡之间协调通行。
最后应当说明的是：上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。

Claims (2)

1.集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法，其特征在于，包括：
设置岸桥两轨之间作业车道区、堆场横向作业车道区、堆场纵向车道区；所述岸桥两轨之间作业区车道包括多条互不交汇的单向多功能车道；所述堆场横向作业车道区包括有人集卡作业车道区、ART作业车道区；所述堆场纵向车道区包括有人集卡纵向车道、ART纵向车道以及集装箱运输车道；
由码头作业管理系统发布水平运输作业任务，经过车队管理系统统一调配ART与有人集卡协同完作业任务；ART和有人集卡分别在规定道路按规则行驶，若ART与有人集卡存在交汇情况，若有则由智能交通控制系统基于多优先级规则的全局优化策略、智能闸口的布置及管控，根据实时车流量、堆场情况的信息给出ART优先通行方案，协调有人集卡与ART联合运输，达到协同作业的目的；若无汇合情况，集卡车辆按规定路线完成水平运输任务；
所述智能交通控制系统的智能管控策略是，基于多优先级规则的全局优化策略，在获取各路段及路口的有人集卡与ART流量分布和排队数量的基础上，保障作业中岸桥不闲置且集卡不拥堵，协调指定区域内ART优先通行，保障ART在堆场通行车道通行而不拥堵；
所述堆场横向作业车道区中，ART与有人集卡横向车道区间隔布置于堆场两侧，一侧为ART作业车道区，则另一侧为有人集卡作业车道区；
所述堆场纵向车道区，ART与有人集卡布置方式如下：在堆场外围为相邻布置，且ART车道靠近堆场一侧；在堆场内部为ART车道在有人集卡车道两侧布置，所有车道均为单向通行；集装箱纵向车道为有人集卡车道，在堆场最外侧布置，且不同作业车道区进行物理隔离。
2.根据权利要求1所述集装箱码头ART和有人集卡的智能协同组织方法，其特征在于，所述岸桥两轨道之间作业车道区，分为集装箱拖挂车船放作业车道和ART作业车道，所述集装箱拖挂车船放作业车道与ART车道作业利用围栏进行物理隔离。
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