CN114056947B - 一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制混凝土节段梁智能仓储系统及方法，预制混凝土节段梁智能仓储系统通过设置的第一RFID读写器对第一RFID标签的识别、第二RFID读写器对第二RFID标签的识别，确定运梁车、节段梁在节段梁堆场的所在位置，利用龙门吊系统、运梁系统和中央控制系统，能将堆存仓位自动分配、自动运输和移动节段梁，实现了节段梁的自动仓储，在对节段梁进行仓储过程中，通过对节段梁堆场的存放片区、养护区进行网格化分区管理，安排固定的节段梁运输路线，以倒梁量最少给出了最优仓位分配策略，实现了节段梁仓储的少人化、高效化管理，方便快速定位节段梁、快速执行存梁操作，解决了传统梁场管理成本高，频繁倒梁，出梁效率低的问题。

Description

一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法

技术领域

本发明涉及装配式桥梁技术领域。更具体地说，本发明涉及一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法。

背景技术

目前，我国装配式桥梁的建设如火如荼，预制混凝土节段梁与同类产品相比，具有体积小、重量轻、悬臂大、方便运输等特点，可以不受地理条件限制，实现异地生产，长距离运输。在节段梁仓储环节，通常需要多人参与完成仓储工作，包括仓位分配、调度协调、龙门吊操作、节段梁运输、吊装辅助等，出梁和存梁的效率较低，尤其是在仓位分配环节，当每日存梁任务较多的时候，人工分配仓位存在一定的局限性，很难从全局范围考虑其仓位分配对后续节段梁的影响，导致出现需要较早出运的节段梁被压在后续出运的节段梁的下面，出运的时候需要将堆放在其上的梁翻倒至其他位置，这一过程称为倒梁，当梁段堆存位置选取不当，甚至会造成后续二次倒梁，不仅严重影响了出梁的效率，也增加了出梁的成本，另外，大多数梁场仍采用传统电子台账对堆场的存梁情况进行管理，对于多层立体堆存的节段梁无法实现快速定位，找梁成本较高，效率较低。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，以解决现有技术中存梁效率低、分配方式不够合理而影响出梁效率的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种预制混凝土节段梁智能仓储系统，包括：

节段梁堆场，其包括运梁车停靠区、养护区、多个存放片区，养护区用于存放预制的节段梁，每种跨径、每种类型的节段梁分别对应一个存放片区，养护区、每个存放片区分别对应设置有装卸区，装卸区内设置有第一RFID读写器；

运梁系统，其用于将节段梁从养护区运输至存放片区，运梁系统包括运梁车，运梁车上设有第一RFID标签；

第二RFID标签，其固定在节段梁的顶部正中间，用于存储节段梁的信息；

龙门吊系统，其对应每个存放片区和养护区分别设置一组，龙门吊系统用于从对应的装卸区起吊并移动节段梁至目标位置，龙门吊系统包括吊具，吊具上安装有用于识别第二RFID标签的第二RFID读写器；

中央控制系统，其与运梁系统通信连接，用于向运梁系统发出将运梁车行驶至装卸区或运梁车停靠区的指定位置的运行指令，中央控制系统还分别与第一RFID读写器、龙门吊系统、第二RFID读写器通信连接，第一RFID读写器用于在识别到第一RFID标签后向中央控制系统发送第一识别信号，第二RFID读写器用于识别第二RFID标签并将第二识别信号及节段梁的信息发送给中央控制系统，中央控制系统还用于在接收到第一识别信号或第二识别信号后向龙门吊系统发送起吊节段梁并移动至目标位置的控制指令。

优选的是，所述龙门吊系统还包括：

龙门吊本体，其包括地轨、大车、天车，地轨平行设置在所述存放片区的相对的两侧，大车滑动连接在地轨上且大车下方的空间大于所述存放片区的空间，天车滑动连接在大车上且与大车的滑动方向相互垂直，所述吊具的上端连接在天车上；

龙门吊控制系统，其分别与大车、天车、吊具电连接，用于控制大车、天车、吊具运行至指定位置，所述中央控制系统与龙门吊控制系统通信连接；

传感器，其包括设置在大车上的大车行走编码器、设置在天车上的天车行走编码器、设置在所述吊具上的起升高度编码器和起重量传感器，大车行走编码器、天车行走编码器、起升高度编码器、起重量传感器别与龙门吊控制系统电连接。

优选的是，所述运梁系统还包括在每个所述运梁车上安装的运梁车控制系统、自动导航系统，运梁车控制系统用于控制对应的所述运梁车的行驶，运梁车控制系统与自动导航系统电连接，自动导航系统中设置有规划行驶路径。

优选的是，所述中央控制系统还用于根据节段梁堆场的仓位状态和待存储的节段梁的信息进行匹配计算得到最优的堆存仓位作为目标仓位，并将目标仓位的信息所述龙门吊系统。

本发明还提供一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，包括如下步骤：

S1、对养护区内质检合格的节段梁获取对应的节段梁的信息，将每个存放片区、养护区的空间依照节段梁的体积以网格形式划分，每个网格处对应一个空间三维坐标；

S2、选择待存储的一批节段梁，根据当前节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和待存储的节段梁的信息以倒梁次数最少为目标，自动分配最优的堆存仓位作为目标仓位，并获得目标仓位对应的空间三维坐标；

S3、对待存储的节段梁进行取梁操作，取梁后更新养护区内对应的网格的堆存状态；

S4、根据堆存仓位的位置信息将所取的节段梁运输至堆存仓位所在的存放分区；

S5、在存放分区内将待存储的节段梁移动至目标仓位对应的空间三维坐标处进行存梁，存梁后更新目标仓位对应的网格的堆存状态，结束当前节段梁的存储入库。

优选的是，所述节段梁的信息包括安装时间优先级、编号、跨度、类型、长度、高度、宽度和重量，所述节段梁在堆存时，属于同一跨的所述节段梁存梁堆存在同一个所述存放片区内，需要相对较早出运的所述节段梁位于需要相对较晚出运的所述节段梁的下层，将所述节段梁按照安装时间来划分优先级，优先将相同优先级的节段梁堆到同一栈，优先在堆满第1栈后再开始堆放第2栈，优先堆入已有所述节段梁且有空位的堆存仓位的栈，在每一栈中，按照从下至上所述节段梁的重量级递减的方式堆叠，若上下相邻的两片所述节段梁的重量之差≤5t时，视为重量级相同。

优选的是，所述节段梁在堆存时，给所述节段梁堆场的所有节段梁标记重量级，每5t为一级，重量级h∈{1，2，3，…}，h越大表示梁越重，给所述节段梁堆场的所有节段梁标记取梁优先级，同一跨的所有节段梁优先级相同，优先级r∈{1，2，3，…}，r的数值越小表示节段梁的出运时间越早，分配最优的堆存仓位的计算步骤如下：

A1、对于待存储的一批所述节段梁，首先选出其中重量级h最大的一批节段梁，放入集合L1；

A2、在L1中，选出优先级r最大的一批节段梁，放入集合L2；

A3、在L2中随机挑选一个节段梁P作为待存梁，该待存梁重量级为h(P)，优先级为r(P)，在目前下方已存有节段梁的空位中，查询到所在堆栈顶部节段梁重量级h不小于h(P)的空位，将这些空位放入空位集合W1；

A4、若在W1中查询到所在栈已存梁的优先级r都等于r(P)的空位，将这些空位放入集合W2，若/>则将P存入已存梁堆栈附近的空栈中，并跳过步骤A5和A6；

A5、若则将待存梁P随机存放在W2中的一个空位上，若/>则在W1中查询到下方已存的节段梁的优先级r都大于r(P)的空位，将这些空位放入集合W3；

A6、若则将待存梁随机存放在W3中的一个空位上，若/>则计算W1中空位下方已存的r比r(P)小的节段梁的数量n，并查询到n最小的空位，放入集合W4，将待存梁随机存放在W4中的一个空位上；

A7、每次存梁后，重复步骤A3-A6，直至L2中的所有所述节段梁存储完毕；

A8、重复步骤A2-A7，直至L1中的所有所述节段梁存储完毕；

A9、重复步骤A1-A8，直至待存储的一批的所有所述节段梁存储完毕。

优选的是，利用所述预制混凝土节段梁智能仓储系统进行仓储，具体包括如下步骤：

S1、在每个所述运梁车的底部安装所述第一RFID标签，在每个所述装卸区内安装所述第一RFID读写器，在所述养护区内质检合格的节段梁上安装所述第二RFID标签，在所述第二RFID标签中存储对应所述节段梁的安装时间优先级、编号、跨度、类型、长度、高度、宽度和重量，在每个所述吊具上安装所述第二RFID读写器，在所述中央控制系统中存储节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和所有所述节段梁的信息，将每个所述存放片区的空间依照节段梁的体积以网格形式划分，每个网格处对应一个空间三维坐标；

S2、选择待存储的一批节段梁，所述中央控制系统根据当前节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和待存储的节段梁的信息以倒梁次数最少为目标，计算获得所述目标仓位的空间三维坐标；

S3、所述中央控制系统向所述运梁车控制系统发出运行指令，所述运梁车控制系统控制空闲的所述运梁车从所述运梁车停靠区行驶至所述养护区内的所述装卸区内，行驶路线与所述自动导航系统中设置的规划行驶路径一致，所述养护区内的所述第一RFID读写器识别到所述第一RFID标签并向所述中央控制系统发送第一识别信号，所述中央控制系统接收到所述养护区内的所述第一RFID读写器发送的第一识别信号后向所述养护区内的所述龙门吊控制系统发送所述控制指令，所述龙门吊控制系统控制所述龙门吊本体带动所述吊具移动，使所述吊具移动至一个待存储的所述节段梁的正上方，然后下放所述吊具，直至所述吊具上的所述第二RFID读写器识别到所述第二RFID标签并向所述中央控制系统发送第二识别信号，确定所述第二识别信号中包含的所述节段梁的信息与所述吊具待取的所述节段梁的信息一致后，所述中央控制系统再向所述龙门吊控制系统发送取梁指令，控制所述吊具根据所述节段梁的信息取梁，并放置在所述运梁车上，取梁后在所述中央控制系统中更新所述养护区内对应的网格的堆存状态；

S4、所述中央控制系统向所述运梁系统发送运行指令，驱动所述运梁车自动行驶到所述目标仓位对应区域的所述装卸区内；

S5：所述目标仓位对应区域的所述装卸区内的第一RFID读写器识别到所述运梁车上的所述第一RFID标签后自动向所述中央控制系统发送第一识别信号，所述中央控制系统接收到第一识别信号后，向对应区域的所述龙门吊系统发送取梁指令，利用对应区域的所述龙门吊系统配合所述第二RFID读写器取梁，取梁后按照所述中央控制系统提供的所述目标仓位的空间三维坐标移动所述节段梁，所述节段梁移动到位后，完成存梁，在所述中央控制系统中自动更新所述目标仓位对应的网格的堆存状态，结束当前节所述节段梁的存储入库。

优选的是，在所述吊具抓取所述节段梁后进行下放时，当所述吊具上的所述起重量传感器上测得的重量小于所述节段梁的重量的一半时，所述龙门吊控制系统判定所述节段梁下放到位，然后所述龙门吊控制系统控制所述吊具松开所述节段梁。

本发明至少包括以下有益效果：一种预制混凝土节段梁智能仓储系统及方法，预制混凝土节段梁智能仓储系统通过设置包括运梁车停靠区、养护区、多个存放片区的节段梁堆场，设置龙门吊系统、运梁系统和中央控制系统，再通过设置的第一RFID读写器对第一RFID标签的识别、第二RFID读写器对第二RFID标签的识别，确定运梁车、节段梁的所在位置，能将堆存仓位自动分配、自动运输和移动节段梁，实现了节段梁的无人化仓储，在对节段梁进行仓储过程中，通过对节段梁堆场的存放片区、养护区进行网格化分区管理，安排固定的节段梁运输路线，以倒梁量最少给出了最优仓位分配策略，实现了节段梁仓储的少人化、高效化管理，方便技术人员快速定位到待存储的节段梁、以及根据中央控制系统分配的目标仓位快速执行存梁操作，解决了传统梁场管理成本高，频繁倒梁，出梁效率低的问题。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的节段梁堆场的平面结构图；

图2为本发明的每个存放片区在网格划分后的结构示意图；

图3为本发明的预制混凝土节段梁智能仓储的方法的流程图；

图4为本发明的最优的堆存仓位分配的流程图；

图5为本发明的一个实施例的倒梁次数计算的示意图。

说明书附图标记说明：1、运梁车，2、地轨，3、大车，4、节段梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-5所示，本发明提供一种预制混凝土节段梁智能仓储系统，包括：

节段梁堆场，其包括运梁车停靠区、养护区、多个存放片区，养护区用于存放预制的节段梁4，每种跨径、每种类型的节段梁4分别对应一个存放片区，养护区、每个存放片区分别对应设置有装卸区，装卸区内设置有第一RFID读写器；

运梁系统，其用于将节段梁从养护区运输至存放片区，运梁系统包括运梁车1，运梁车1上设有第一RFID标签；

第二RFID标签，其固定在节段梁的顶部正中间，用于存储节段梁的信息；

龙门吊系统，其对应每个存放片区和养护区分别设置一组，龙门吊系统用于从对应的装卸区起吊并移动节段梁至目标位置，龙门吊系统包括吊具，吊具上安装有用于识别第二RFID标签的第二RFID读写器；

中央控制系统，其与运梁系统通信连接，用于向运梁系统发出将运梁车1行驶至装卸区或运梁车停靠区的指定位置的运行指令，中央控制系统还分别与第一RFID读写器、龙门吊系统、第二RFID读写器通信连接，第一RFID读写器用于在识别到第一RFID标签后向中央控制系统发送第一识别信号，第二RFID读写器用于识别第二RFID标签并将第二识别信号及节段梁的信息发送给中央控制系统，中央控制系统还用于在接收到第一识别信号或第二识别信号后向龙门吊系统发送起吊节段梁并移动至目标位置的控制指令。

结合图1所示，运梁车停靠区用于对每个运梁车1设置固定停靠车位，养护区用于存放完成生产且质检合格的节段梁4，存放片区用于仓储节段梁4，养护区、各个存放片区内分别设置固定的装卸区，运梁车1只需控制从运梁车停靠区移动到装卸区或在两个装卸区之间移动，固定行动路线，提高运梁效率，同时方便后续龙门吊系统的取梁，通过设置中央控制系统统筹控制、设定每个节段梁将要存放的目标位置，通过设置中央控制系统与运梁系统、龙门吊系统，指挥运梁系统、龙门吊系统的运行，每次运梁车1进入一个装卸区内，该装卸区内的第一RFID读写器能自动识别第一RFID标签，从而识别到运梁车1到达装卸区指定位置，再向对应区内的龙门吊系统发送信号进行取梁，在取梁过程中龙门吊系统带动吊具在三维方向上移动，当吊具距离节段梁位于RFID的识别范围内时，第二RFID读写器识别到第二RFID标签，读取到当前节段梁的信息，如重量、安装时间、尺寸，利于龙门吊系统控制吊具准确、快速抓取节段梁，取梁后将节段梁放置在运梁车1上，运梁车1再次启动，节段梁随运梁车1运输到目标位置所在的存放片区内的装卸区，对应区域的龙门吊系统按照中央控制系统的控制指令取梁、将节段梁移动到目标位置，重复操作，将所有节段梁通过一定的存放顺序、存放方式将所有节段梁仓储在各个存放片区内，实现对节段梁的智能、自动仓储。

在另一种技术方案中，如图1所示，所述龙门吊系统还包括：

龙门吊本体，其包括地轨2、大车3、天车，地轨2平行设置在所述存放片区的相对的两侧，大车3滑动连接在地轨2上且大车3下方的空间大于所述存放片区的空间，天车滑动连接在大车3上且与大车3的滑动方向相互垂直，所述吊具的上端连接在天车上；

龙门吊控制系统，其分别与大车3、天车、吊具电连接，用于控制大车3、天车、吊具运行至指定位置，所述中央控制系统与龙门吊控制系统通信连接；

传感器，其包括设置在大车3上的大车3行走编码器、设置在天车上的天车行走编码器、设置在所述吊具上的起升高度编码器和起重量传感器，大车3行走编码器、天车行走编码器、起升高度编码器、起重量传感器别与龙门吊控制系统电连接。

通过设置地轨2，使整个大车3沿地轨2直线行驶，天车在大车3上能够沿垂直于大车3的行驶方向移动，然后天车上钢丝绳连接吊具，能够通过下放钢丝绳改变吊具在竖向上的位置，吊具上还安装有DTU和供电模块以保证吊具的运行，此为现有技术在此不再赘述，而存放片区的空间位于吊具的下方、一对地轨2之间，保证吊具能在存放片区内的三维空间中任意移动，通过在对应位置设置大车3行走编码器、天车行走编码器、起升高度编码器、起重量传感器，分别在大车3、天车、吊具上下移动时，获取移动位移，并反馈给龙门吊控制系统，从而保证节段梁能按照中央控制系统所提供的三维空间坐标移动。

在另一种技术方案中，如图1、2所示，所述运梁系统还包括在每个所述运梁车1上安装的运梁车控制系统、自动导航系统，运梁车控制系统用于控制对应的所述运梁车1的行驶，运梁车控制系统与自动导航系统电连接，自动导航系统中设置有规划行驶路径。

控制车辆按规划行驶路径行驶，根据已规划的作业任务，由中央控制系统下发车辆运行指令到运梁车控制系统，自动导航系统负责车辆的行驶过程控制，到达目的地时，指挥车辆升降、转向调整或换向行驶等，运梁车1在运梁车停靠区内有固定的停靠点，在每个装卸区内有固定的装卸点，每个装卸点配置有第一RFID读写器，用于识别运梁车1的进入状态，因此，设置规划行驶路径后运梁车1的行驶轨迹是固定的，进而可实现运梁车1的无人化、自动化的行驶。

在另一种技术方案中，所述中央控制系统还用于根据节段梁堆场的仓位状态和待存储的节段梁的信息进行匹配计算得到最优的堆存仓位作为目标仓位，并将目标仓位的信息所述龙门吊系统。

通过设置中央控制系统具备对目标仓位进行运算的功能模块，能够通过中央控制系统获得最适合的堆存仓位，可以避免倒梁次数过大，提高对节段梁的仓储效率。

本发明还提供一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，结合图1-图5包括如下步骤：

S1、对养护区内质检合格的节段梁4获取对应的节段梁4的信息，将每个存放片区、养护区的空间依照节段梁4的体积以网格形式划分，每个网格处对应一个空间三维坐标。

节段梁预制完成后将第二RFID标签绑定在节段梁的顶板正中间作为其身份标识，第二RFID标签记录了节段梁基本信息，包括优先级(安装时间)、编号、跨度、类型、长度、高度、宽度和重量，方便比对当前节段梁的信息，利于后续吊具对节段梁的抓取和松开。结合图1所示，将节段梁堆场划分成多个存放片区，用于存放不同跨径、不同类型的节段梁，每个片区配置一台智能龙门吊系统和固定的装卸车位即装卸区，如30m跨标准梁一个存放分区、50m跨标准梁一个存放分区，30m跨和50m跨非标准梁另单独设置一个存放分区，如图2所示，对分区按照行列栈进行网格化细分，每个分区划分M行，每行N列，高度方向定义为栈，限高三层，每个网格只能存储一个节段梁，如A01-01-03,表示A区第一行第一列第三层，通过将存放片区、养护区的空间进行网格式划分，对每个网格处分配一个坐标，从而确定了每个堆存仓位的具体位置，只需后续按照坐标移动节段梁即可使节段梁快速入库。

S2、选择待存储的一批节段梁，根据当前节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和待存储的节段梁的信息以倒梁次数最少为目标，自动分配最优的堆存仓位作为目标仓位，并获得目标仓位对应的空间三维坐标。以倒梁次数最少为目标，这样后续在存放片区取梁时，更方便，减少倒梁次数，提高取梁效率。

S3、对待存储的节段梁进行取梁操作，取梁后更新养护区内对应的网格的堆存状态。

S4、根据堆存仓位的位置信息将所取的节段梁运输至堆存仓位所在的存放分区。

S5、在存放分区内将待存储的节段梁移动至目标仓位对应的空间三维坐标处进行存梁，存梁后更新目标仓位对应的网格的堆存状态，结束当前节段梁的存储入库。每存一个节段梁完成各处对应网格的状态更新，再重新计算下一个待存的节段梁的最优堆存仓位，如此，始终推荐保持倒梁次数最少的目标仓位，从而使得整个节段梁堆场的存放片区内的节段梁在之后取梁时倒梁总次数最少。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述节段梁的信息包括安装时间优先级、编号、跨度、类型、长度、高度、宽度和重量，所述节段梁在堆存时，属于同一跨的所述节段梁存梁堆存在同一个所述存放片区内，需要相对较早出运的所述节段梁位于需要相对较晚出运的所述节段梁的下层，将所述节段梁按照安装时间来划分优先级，优先将相同优先级的节段梁堆到同一栈，优先在堆满第1栈后再开始堆放第2栈，优先堆入已有所述节段梁且有空位的堆存仓位的栈，在每一栈中，按照从下至上所述节段梁的重量级递减的方式堆叠，若上下相邻的两片所述节段梁的重量之差≤5t时，视为重量级相同。通过设置节段梁堆存时的条件限制，保证倒梁次数小，同时便于中央控制系统的分配计算。

在另一种技术方案中，所述节段梁在堆存时，给所述节段梁堆场的所有节段梁标记重量级，每5t为一级，重量级h∈{1，2，3，…}，h越大表示梁越重，给所述节段梁堆场的所有节段梁标记取梁优先级，同一跨的所有节段梁优先级相同，优先级r∈{1，2，3，…}，r的数值越小表示节段梁的出运时间越早，分配最优的堆存仓位的计算步骤如下：

A1、对于待存储的一批所述节段梁，首先选出其中重量级h最大的一批节段梁，放入集合L1；

A2、在L1中，选出优先级r最大的一批节段梁，放入集合L2；

A3、在L2中随机挑选一个节段梁P作为待存梁，该待存梁重量级为h(P)，优先级为r(P)，在目前下方已存有节段梁的空位中，查询到所在堆栈顶部节段梁重量级h不小于h(P)的空位，将这些空位放入空位集合W1；

A4、若在W1中查询到所在栈已存梁的优先级r都等于r(P)的空位，将这些空位放入集合W2，若/>则将P存入已存梁堆栈附近的空栈中，并跳过步骤A5和A6；

A5、若则将待存梁P随机存放在W2中的一个空位上，若/>则在W1中查询到下方已存的节段梁的优先级r都大于r(P)的空位，将这些空位放入集合W3；

A6、若则将待存梁随机存放在W3中的一个空位上，若/>则计算W1中空位下方已存的r比r(P)小的节段梁的数量n，并查询到n最小的空位，放入集合W4，将待存梁随机存放在W4中的一个空位上；

A7、每次存梁后，重复步骤A3-A6，直至L2中的所有所述节段梁存储完毕；

A8、重复步骤A2-A7，直至L1中的所有所述节段梁存储完毕；

A9、重复步骤A1-A8，直至待存储的一批的所有所述节段梁存储完毕。

例如结合图5所示，待分配仓位的节段梁优先级为5，若堆存在第一栈，倒梁次数为1，若堆存在第2栈，倒梁次数为2，若堆存在第3栈，倒梁次数为1，因此，堆存在第1栈倒梁次数最少。

在另一种技术方案中，如图1、图3所示，利用所述预制混凝土节段梁智能仓储系统进行仓储，具体包括如下步骤：

S1、在每个所述运梁车1的底部安装所述第一RFID标签，在每个所述装卸区内安装所述第一RFID读写器，在所述养护区内质检合格的节段梁上安装所述第二RFID标签，在所述第二RFID标签中存储对应所述节段梁的安装时间优先级、编号、跨度、类型、长度、高度、宽度和重量，在每个所述吊具上安装所述第二RFID读写器，在所述中央控制系统中存储节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和所有所述节段梁的信息，将每个所述存放片区的空间依照节段梁的体积以网格形式划分，每个网格处对应一个空间三维坐标。

S2、选择待存储的一批节段梁，所述中央控制系统根据当前节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和待存储的节段梁的信息以倒梁次数最少为目标，计算获得所述目标仓位的空间三维坐标。

S3、所述中央控制系统向所述运梁车控制系统发出运行指令，所述运梁车控制系统控制空闲的所述运梁车1从所述运梁车停靠区行驶至所述养护区内的所述装卸区内，行驶路线与所述自动导航系统中设置的规划行驶路径一致，所述养护区内的所述第一RFID读写器识别到所述第一RFID标签并向所述中央控制系统发送第一识别信号，所述中央控制系统接收到所述养护区内的所述第一RFID读写器发送的第一识别信号后向所述养护区内的所述龙门吊控制系统发送所述控制指令，所述龙门吊控制系统控制所述龙门吊本体带动所述吊具移动，使所述吊具移动至一个待存储的所述节段梁的正上方，然后下放所述吊具，直至所述吊具上的所述第二RFID读写器识别到所述第二RFID标签并向所述中央控制系统发送第二识别信号，确定所述第二识别信号中包含的所述节段梁的信息与所述吊具待取的所述节段梁的信息一致后，所述中央控制系统再向所述龙门吊控制系统发送取梁指令，控制所述吊具根据所述节段梁的信息取梁，并放置在所述运梁车1上，取梁后在所述中央控制系统中更新所述养护区内对应的网格的堆存状态。

S4、所述中央控制系统向所述运梁系统发送运行指令，驱动所述运梁车1自动行驶到所述目标仓位对应区域的所述装卸区内。

S5：所述目标仓位对应区域的所述装卸区内的第一RFID读写器识别到所述运梁车1上的所述第一RFID标签后自动向所述中央控制系统发送第一识别信号，所述中央控制系统接收到第一识别信号后，向对应区域的所述龙门吊系统发送取梁指令，利用对应区域的所述龙门吊系统配合所述第二RFID读写器取梁，取梁后按照所述中央控制系统提供的所述目标仓位的空间三维坐标移动所述节段梁，所述节段梁移动到位后，完成存梁，在所述中央控制系统中自动更新所述目标仓位对应的网格的堆存状态，结束当前节所述节段梁的存储入库。

在另一种技术方案中，在所述吊具抓取所述节段梁后进行下放时，当所述吊具上的所述起重量传感器上测得的重量小于所述节段梁的重量的一半时，所述龙门吊控制系统判定所述节段梁下放到位，然后所述龙门吊控制系统控制所述吊具松开所述节段梁。设定当吊具上的起重量小于1/2的节段梁重量时，判定节段梁下放到位，吊具可松开节段梁，然后龙门吊系统回位，等待下一个节段梁的吊装。

综上所述，本发明提供了一种预制混凝土节段梁智能仓储系统及方法，预制混凝土节段梁智能仓储系统通过设置包括运梁车停靠区、养护区、多个存放片区的节段梁堆场，设置龙门吊系统、运梁系统和中央控制系统，再通过设置的第一RFID读写器对第一RFID标签的识别、第二RFID读写器对第二RFID标签的识别，确定运梁车、节段梁的所在位置，能将堆存仓位自动分配、自动运输和移动节段梁，实现了节段梁的无人化仓储，在对节段梁进行仓储过程中，通过对节段梁堆场的存放片区、养护区进行网格化分区管理，安排固定的节段梁运输路线，以倒梁量最少给出了最优仓位分配策略，实现了节段梁仓储的少人化、高效化管理，方便技术人员快速定位到待存储的节段梁、以及根据中央控制系统分配的目标仓位快速执行存梁操作，解决了传统梁场管理成本高，频繁倒梁，出梁效率低的问题。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、设置预制混凝土节段梁智能仓储系统，包括，

节段梁堆场，其包括运梁车停靠区、养护区、多个存放片区，养护区用于存放预制的节段梁，每种跨径、每种类型的节段梁分别对应一个存放片区，养护区、每个存放片区分别对应设置有装卸区，装卸区内设置有第一RFID读写器；

运梁系统，其用于将节段梁从养护区运输至存放片区，运梁系统包括运梁车，运梁车上设有第一RFID标签；

第二RFID标签，其固定在节段梁的顶部正中间，用于存储节段梁的信息；

龙门吊系统，其对应每个存放片区和养护区分别设置一组，龙门吊系统用于从对应的装卸区起吊并移动节段梁至目标位置，龙门吊系统包括吊具，吊具上安装有用于识别第二RFID标签的第二RFID读写器；

中央控制系统，其与运梁系统通信连接，用于向运梁系统发出将运梁车行驶至装卸区或运梁车停靠区的指定位置的运行指令，中央控制系统还分别与第一RFID读写器、龙门吊系统、第二RFID读写器通信连接，第一RFID读写器用于在识别到第一RFID标签后向中央控制系统发送第一识别信号，第二RFID读写器用于识别第二RFID标签并将第二识别信号及节段梁的信息发送给中央控制系统，中央控制系统还用于在接收到第一识别信号或第二识别信号后向龙门吊系统发送起吊节段梁并移动至目标位置的控制指令；

对养护区内质检合格的节段梁获取对应的节段梁的信息，将每个存放片区、养护区的空间依照节段梁的体积以网格形式划分，每个网格处对应一个空间三维坐标；

所述节段梁的信息包括安装时间优先级、编号、跨度、类型、长度、高度、宽度和重量，所述节段梁在堆存时，属于同一跨径的所述节段梁堆存在同一个所述存放片区内，需要相对较早出运的所述节段梁位于需要相对较晚出运的所述节段梁的下层，将所述节段梁按照安装时间来划分优先级，优先将相同优先级的节段梁堆到同一栈，优先在堆满第1栈后再开始堆放第2栈，优先堆入已有所述节段梁且有空位的堆存仓位的栈，在每一栈中，按照从下至上所述节段梁的重量级递减的方式堆叠，若上下相邻的两片所述节段梁的重量之差≤5t时，视为重量级相同；

S2、选择待存储的一批节段梁，根据当前节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和待存储的节段梁的信息以倒梁次数最少为目标，自动分配最优的堆存仓位作为目标仓位，并获得目标仓位对应的空间三维坐标；

S3、对待存储的节段梁进行取梁操作，取梁后更新养护区内对应的网格的堆存状态；

S4、根据堆存仓位的位置信息将所取的节段梁运输至堆存仓位所在的存放分区；

S5、在存放分区内将待存储的节段梁移动至目标仓位对应的空间三维坐标处进行存梁，存梁后更新目标仓位对应的网格的堆存状态，结束当前节段梁的存储入库。

2.如权利要求1所述的一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，其特征在于，所述龙门吊系统还包括：

龙门吊本体，其包括地轨、大车、天车，地轨平行设置在所述存放片区的相对的两侧，大车滑动连接在地轨上且大车下方的空间大于所述存放片区的空间，天车滑动连接在大车上且与大车的滑动方向相互垂直，所述吊具的上端连接在天车上；

龙门吊控制系统，其分别与大车、天车、吊具电连接，用于控制大车、天车、吊具运行至指定位置，所述中央控制系统与龙门吊控制系统通信连接；

传感器，其包括设置在大车上的大车行走编码器、设置在天车上的天车行走编码器、设置在所述吊具上的起升高度编码器和起重量传感器，大车行走编码器、天车行走编码器、起升高度编码器、起重量传感器别与龙门吊控制系统电连接。

3.如权利要求2所述的一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，其特征在于，所述运梁系统还包括在每个所述运梁车上安装的运梁车控制系统、自动导航系统，运梁车控制系统用于控制对应的所述运梁车的行驶，运梁车控制系统与自动导航系统电连接，自动导航系统中设置有规划行驶路径。

4.如权利要求3所述的一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，其特征在于，所述中央控制系统还用于根据节段梁堆场的仓位状态和待存储的节段梁的信息进行匹配计算得到最优的堆存仓位作为目标仓位，并将目标仓位的信息所述龙门吊系统。

5.如权利要求1所述的一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，其特征在于，所述节段梁在堆存时，给所述节段梁堆场的所有节段梁标记重量级，每5t为一级，重量级h∈{1，2，3，…}，h越大表示梁越重，给所述节段梁堆场的所有节段梁标记取梁优先级，同一跨的所有节段梁优先级相同，优先级r∈{1，2，3，…}，r的数值越小表示节段梁的出运时间越早，分配最优的堆存仓位的计算步骤如下：

A1、对于待存储的一批所述节段梁，首先选出其中重量级h最大的一批节段梁，放入集合L1；

A2、在L1中，选出优先级r最大的一批节段梁，放入集合L2；

A3、在L2中随机挑选一个节段梁P作为待存梁，该待存梁重量级为h(P)，优先级为r(P)，在目前下方已存有节段梁的空位中，查询到所在堆栈顶部节段梁重量级h不小于h(P)的空位，将这些空位放入空位集合W1；

A4、若W1 ≠ ，在W1中查询到所在栈已存梁的优先级r都等于r(P)的空位，将这些空位放入集合W2，若W1=/>，则将P存入已存梁堆栈附近的空栈中，并跳过步骤A5和A6；

A5、若W2 ≠ ，则将待存梁P随机存放在W2中的一个空位上，若W2 =/>，则在W1中查询到下方已存的节段梁的优先级r都大于r(P)的空位，将这些空位放入集合W3；

A6、若W3 ≠，则将待存梁随机存放在W3中的一个空位上，若W3 =/>，则计算W1中空位下方已存的r比 r(P)小的节段梁的数量n，并查询到n最小的空位，放入集合W4，将待存梁随机存放在W4中的一个空位上；

A7、每次存梁后，重复步骤A3-A6，直至L2中的所有所述节段梁存储完毕；

A8、重复步骤A2-A7，直至L1中的所有所述节段梁存储完毕；

A9、重复步骤A1-A8，直至待存储的一批的所有所述节段梁存储完毕。

6.如权利要求4所述的一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，其特征在于，利用所述预制混凝土节段梁智能仓储系统进行仓储，具体包括如下步骤：

S1、在每个所述运梁车的底部安装所述第一RFID标签，在每个所述装卸区内安装所述第一RFID读写器，在所述养护区内质检合格的节段梁上安装所述第二RFID标签，在所述第二RFID标签中存储对应所述节段梁的安装时间优先级、编号、跨度、类型、长度、高度、宽度和重量，在每个所述吊具上安装所述第二RFID读写器，在所述中央控制系统中存储节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和所有所述节段梁的信息，将每个所述存放片区的空间依照节段梁的体积以网格形式划分，每个网格处对应一个空间三维坐标；

S2、选择待存储的一批节段梁，所述中央控制系统根据当前节段梁堆场的已堆存节段梁、空位状态和待存储的节段梁的信息以倒梁次数最少为目标，计算获得所述目标仓位的空间三维坐标；

S3、所述中央控制系统向所述运梁车控制系统发出运行指令，所述运梁车控制系统控制空闲的所述运梁车从所述运梁车停靠区行驶至所述养护区内的所述装卸区内，行驶路线与所述自动导航系统中设置的规划行驶路径一致，所述养护区内的所述第一RFID读写器识别到所述第一RFID标签并向所述中央控制系统发送第一识别信号，所述中央控制系统接收到所述养护区内的所述第一RFID读写器发送的第一识别信号后向所述养护区内的所述龙门吊控制系统发送所述控制指令，所述龙门吊控制系统控制所述龙门吊本体带动所述吊具移动，使所述吊具移动至一个待存储的所述节段梁的正上方，然后下放所述吊具，直至所述吊具上的所述第二RFID读写器识别到所述第二RFID标签并向所述中央控制系统发送第二识别信号，确定所述第二识别信号中包含的所述节段梁的信息与所述吊具待取的所述节段梁的信息一致后，所述中央控制系统再向所述龙门吊控制系统发送取梁指令，控制所述吊具根据所述节段梁的信息取梁，并放置在所述运梁车上，取梁后在所述中央控制系统中更新所述养护区内对应的网格的堆存状态；

S4、所述中央控制系统向所述运梁系统发送运行指令，驱动所述运梁车自动行驶到所述目标仓位对应区域的所述装卸区内；

S5：所述目标仓位对应区域的所述装卸区内的第一RFID读写器识别到所述运梁车上的所述第一RFID标签后自动向所述中央控制系统发送第一识别信号，所述中央控制系统接收到第一识别信号后，向对应区域的所述龙门吊系统发送取梁指令，利用对应区域的所述龙门吊系统配合所述第二RFID读写器取梁，取梁后按照所述中央控制系统提供的所述目标仓位的空间三维坐标移动所述节段梁，所述节段梁移动到位后，完成存梁，在所述中央控制系统中自动更新所述目标仓位对应的网格的堆存状态，结束当前节所述节段梁的存储入库。

7.如权利要求6所述的一种预制混凝土节段梁智能仓储的方法，其特征在于，在所述吊具抓取所述节段梁后进行下放时，当所述吊具上的所述起重量传感器上测得的重量小于所述节段梁的重量的一半时，所述龙门吊控制系统判定所述节段梁下放到位，然后所述龙门吊控制系统控制所述吊具松开所述节段梁。