CN1702652A - 智能堆场的自动配位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能堆场的自动配位方法，即首先考虑为每艘船划分出一块优先收箱区域，其次考虑航次、港口、尺寸、重量等因素，对需要放入优先收箱区域的集装箱进行分类，最后通过当前已激活的集装箱配位搜索、建立新的集装箱配位可伸缩分配单元、被钝化索引的集装箱配位搜索、全区域的集装箱配位搜索四个自动化配位步骤实现了堆场的优化配位。本发明通过采用集中与分散相结合的放箱策略，增加了堆场上的出、收箱点，并一定程度上减少了翻箱，提高了堆场的出、收箱能力，提高了桥机的装卸效率，大大提高了集装箱码头的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及集装箱堆场的配位和操作方法，更具体地说是涉及一种提高集装箱堆场效率的智能堆场自动化配位方法。
背景技术
集装箱码头的效率是衡量一个码头生产能力的最重要的指标，能否高效率的装卸船对于减少运输成本，遵守船期有着重大的影响。对于集装箱码头而言装卸效率既包括桥机每小时的动作量，也包括装船准确率。参考国际港口的经验，桥机在整个装卸过程中达到30-35自然箱/小时的效率较为合理，这样的桥机工作效率既可以保证较高的工作效率，又可以避免因为桥机的超负荷工作造成故障率上升，导致桥机使用率下降的情况。我国集装箱港区目前的桥机效率在20-25自然箱/小时，同这一标准还有一定差距。造成这种差距的因为主要是因为我国现有的集装箱堆场基本上还是人工的随意性的管理，集装箱集中堆放，配位不够优化，自动化程度较低。在生产中我们的桥机经常需要等待内集卡送箱来；集卡不能及时的向桥机输送集装箱又是由于集卡在堆场中等待轮胎吊作业；随着逐年增加的码头集装箱吞吐量，我国集装箱港区场地小，设备不足等问题日益凸现，现有的堆场出、收箱能力成为提高码头装卸效率的瓶颈。目前在集装箱码头行业中有集中堆放和分散堆放两大堆场配位放箱策略，横向来看在几大成功的国际港口如HIT，YICT，汉堡都采用的相近的分散放箱策略，并且都有与之相配套的软件系统，如HIT，YICT最近开发的Ngen中的AGS系统，CosMos的Space系统都是基于同一种放箱策略，尤其是YICT和我们同属大陆，各方面情况比较相近。
发明内容
针对现有集装箱堆场配位和操作过程中存在的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、配位优化的智能堆场自动配位方法，提高堆场的出、收箱能力，从而提高桥机的装卸效率，提高集装箱码头的工作效率。
本发明采用的技术方案：提高堆场的出、收箱效率的关键是增加出、收箱点，合理分配各个堆场的工作量和机械设备工作能力。一种智能堆场的自动配位方法，首先考虑为每艘船划分出一块优先收箱区域，该优先收箱区域的容量要大于实际要收纳的集装箱容量；其次考虑航次、港口、尺寸、重量等因素，对需要放入到该优先收箱区域的集装箱进行分类，在优先收箱区内将这批集装箱分散放置，但同时将类型相同或相近的集装箱放置在一起排成列，相同类型的列间隔一段距离放置；堆场中的集装箱自动配位步骤包括：(a)当前已激活的集装箱配位搜索：在集装箱配位设置中，通过搜索可产生多个箱类型的索引，本步骤是将新到来的集装箱信息同索引中的箱类型进行比较，如果有相匹配且满足约束条件的集装箱位置，就通过索引直接将集装箱指引到索引所在的列上，否则进行下一步的搜索；(b)建立新的集装箱配位可伸缩分配单元：经步骤(a)没有找到匹配位置的箱信息时进行该步骤，在堆场中留下的空列集合中搜索符合约束条件的空列，并将集装箱指引到该空列上，同时在该空列上建立该箱类型的新激活索引，钝化原有的箱类型索引，标记该空列周围的可用空列作为可伸缩分配单元；(c)被钝化索引的集装箱配位搜索：经步骤(b)后，被钝化索引的搜索是将新到来的集装箱信息同钝化索引中的箱类型进行比较，如果有相匹配且满足约束条件的集装箱位置，就通过索引直接将集装箱指引到索引所在的列上，否则在该箱类型的可伸缩分配单位中搜索合适的空列，指导位置，建立新索引，钝化旧索引，如果没有找到合适的集装箱配位则进行下一步骤；(d)全区域的集装箱配位搜索：经过前面三个步骤仍然没有找到合适的集装箱配位，就在所述的优先收箱区内进行全区域搜索，扫描整个优先收箱区，根据工作量，混合程度以及堆场约束条件，为新到来的集装箱寻找一个合适的位置。
本发明的有益效果：针对进、出口箱在堆场上进行合理放置的问题，本发明采用了不同于现有堆场集中堆放集装箱或单一分散堆放集装箱的配位策略，采用了集中与分散相结合的放箱策略。对堆场集装箱的堆放进行了优化配位，其出发点是增加堆场上的出、收箱点，并一定程度上减少翻箱。本发明采用自动化的手段可以通过计算机来执行相应的操作，能够为大部分需要放入堆场的集装箱指定合适的位置。应用本发明箱管人员可以减少很多重复的工作，抽出更多的精力来规划箱区的使用，也减少了冗余翻箱的数量。以前平均每装载10个出口箱需要进行8次翻箱，而应用本发明以后上述翻箱次数下降到了6次。所以，本发明提高了堆场的出、收箱能力，提高了桥机的装卸效率，提高了集装箱码头的工作效率。
附图说明
图1是智能堆场自动配位方法流程示意图；
图2是传统堆场配位对比图；
图3是智能堆场自动配位对比图。
具体实施方式
结合附图对本发明进一步详细描述：一种智能堆场的自动配位方法，首先考虑为每艘船划分出一块优先收箱区域PA，该优先收箱区域的容量要大于实际要收纳的集装箱容量；其次考虑航次、港口、尺寸、重量等因素，对需要放入到该优先收箱区域的集装箱进行分类，在优先收箱区内将这批集装箱分散放置，但同时将类型相同或相近的集装箱放置在一起排成列，相同类型的列间隔一段距离放置；其特征在于进一步考虑的自动配位步骤，特殊的集装箱特殊处置，其余的集装箱被读取箱信息建立分类，如图1所示：
(a)当前已激活的集装箱配位搜索：在集装箱配位设置中，通过搜索可产生多个箱类型的索引，本步骤是将新到来的集装箱信息同索引中的箱类型进行比较，如果有相匹配且满足约束条件的集装箱位置，就通过索引直接将集装箱指引到索引所在的列上，否则进行下一步的搜索；
(b)建立新的集装箱配位可伸缩分配单元：经步骤(a)没有找到匹配位置的箱信息时进行该步骤，在堆场中留下的空列集合中搜索符合约束条件的空列，并将集装箱指引到该空列上，同时在该空列上建立该箱类型的新激活索引，钝化原有的箱类型索引，标记该空列周围的可用空列作为可伸缩分配单元AU；
(c)被钝化索引的集装箱配位搜索：经步骤(b)后，被钝化索引的搜索是将新到来的集装箱信息同钝化索引中的箱类型进行比较，如果有相匹配且满足约束条件的集装箱位置，就通过索引直接将集装箱指引到索引所在的列上，否则在该箱类型的可伸缩分配单位中搜索合适的空列，指导位置，建立新索引，钝化旧索引，如果没有找到合适的集装箱配位则进行下一步骤；
(d)全区域的集装箱配位搜索：经过前面三个步骤仍然没有找到合适的集装箱配位，就在所述的优先收箱区内进行全区域搜索，扫描整个优先收箱区，根据工作量，混合程度以及堆场约束条件，为新到来的集装箱寻找一个合适的位置。
在本发明进一步的基础上可以增加工作量的计算模块，更加精确的计算出每一步集装箱配位需要的工作量。
实际装船要求构成了本发明集装箱配位策略的基础。出口箱在船舶到来前的几天内，就开始已经陆续进场，它们通常由外集卡运到码头，到达的时刻，数量都不可控制。出口箱的到来是无序和随机的，很难事先预测和安排，但智能堆场的配位效果要求它们是规则有序的，本发明通过抢占的方式来解决这个问题的。例如一段时间内有某条船的A、B、C3个港口的箱子要进场；由于是随机到来的所以这三种箱子的数量和到来时间顺序事先并不能预测和知晓。假设首先到来的是A，B两港口的箱子，这时堆场中间位中的6个列都是空闲的，我们会给先到的两个种类箱子平均的分配三个空列，如A港口箱分到1，2，3列，B港口箱分到4，5，6列；随着A，B种类后续箱的到来，它们会被智能堆场自动地逐列填充到它们各自的空间，就是说每当一列填充满了，下一个到来的同类型的箱子就放在这一列的傍边；如果用完了自己的预留空列即可伸缩分配单元或者来得较晚，就可以去抢占别人的列，如C港口箱来的较晚，已经没有多余的空列分给它，所以它要抢占别人多余的空列，但一次只能抢占一列，而且要从最远端开始抢占，目的是尽可能让同种类箱靠近，假设这时A港口到来的量比较大已经用完了自己的空列，B港口箱还有4，5两个空列，C港口箱只有抢占B港口的一个空列如第6列；随着时间的推移，B港口到来的箱量较少而C港口的箱子较多，所以C港口在用完了自己这一列后又抢占了B港口一个空列如第5列，所以尽管我们事先并不能预测出每种箱子会来多少，但是还是能将这些无序的箱子变成符合分类要求的有规则的箱子。
图2、3中列举了两种典型的堆放效果，图2代表的是传统堆场上常见的堆放效果，图3是使用本发明后堆场上常见的堆放效果。如果两个箱区都要提出标记为40HQ的6个箱子，传统堆场至少需要6个翻箱动作，才能取出这6个箱子，而应用本发明在智能堆场中不需要一次翻箱就可以直接取得这6个箱子，很明显本发明规则的堆放效果不但能减少不必要得翻箱动作还提高了堆场的出箱能力。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种智能堆场的自动配位方法，首先考虑为每艘船划分出一块优先收箱区域，该优先收箱区域的容量要大于实际要收纳的集装箱容量；其次考虑航次、港口、尺寸、重量等因素，对需要放入到该优先收箱区的集装箱进行分类，在优先收箱区域内将这批集装箱分散放置，但同时将类型相同或相近的集装箱放置在一起排成列，相同类型的列间隔一段距离放置；其特征在于进一步考虑的自动配位步骤：
(a)当前已激活的集装箱配位搜索：在集装箱配位设置中，通过搜索可产生多个箱类型的索引，本步骤是将新到来的集装箱信息同索引中的箱类型进行比较，如果有相匹配且满足约束条件的集装箱位置，就通过索引直接将集装箱指引到索引所在的列上，否则进行下一步的搜索；
(b)建立新的集装箱配位可伸缩分配单元：经步骤(a)没有找到匹配位置的箱信息时进行该步骤，在堆场中留下的空列集合中搜索符合约束条件的空列，并将集装箱指引到该空列上，同时在该空列上建立该箱类型的新激活索引，钝化原有的箱类型索引，标记该空列周围的可用空列作为可伸缩分配单元；
(c)被钝化索引的集装箱配位搜索：经步骤(b)后，被钝化索引的搜索是将新到来的集装箱信息同钝化索引中的箱类型进行比较，如果有相匹配且满足约束条件的集装箱位置，就通过索引直接将集装箱指引到索引所在的列上，否则在该箱类型的可伸缩分配单位中搜索合适的空列，指导位置，建立新索引，钝化旧索引，如果没有找到合适的集装箱配位则进行下一步骤；
(d)全区域的集装箱配位搜索：经过前面三个步骤仍然没有找到合适的集装箱配位，就在所述的优先收箱区内进行全区域搜索，扫描整个优先收箱区，根据工作量，混合程度以及堆场约束条件，为新到来的集装箱寻找一个合适的位置。
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