JP2018039622A - Automatic deployment decision system of transfer crane and shortest move path calculation method of movable body - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic deployment decision system of transfer cranes which can reduce adjustment parameters by rule decision such as case division on deployment indicate of transfer cranes.SOLUTION: A system comprises: storing means 12 keeping records of multiple arrangement points to arrange transfer cranes, maps determining a move path to link between each arrangement point, and first program to solve shortest path problems between the arrangement points; and operation means 14 calculating the shortest move path when passing the specified multiple arrangement points or moving the arrangement points by starting the first program. The operation means 14 converts time following operation of the transfer crane into distance, and adds the value responding to the distance to the move path.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、移動体の自動配備決定システムに係り、特にコンテナターミナルにおけるトランスファークレーンの自動配備決定システム、およびこの自動配備に適用する移動体の最短移動経路算出方法に関する。   The present invention relates to a mobile body automatic deployment determination system, and more particularly to a transfer crane automatic deployment determination system in a container terminal, and a mobile body shortest movement path calculation method applied to this automatic deployment.

コンテナターミナルのコンテナヤードでは、コンテナの荷役を行うために全方向へ移動可能なトランスファークレーンが複数配備されている。全方向への移動が可能なトランスファークレーンは、コンテナを配置しているレーンを跨いでの移動が可能なため、各レーン単位にトランスファークレーンを配備する必要が無くなり、導入台数の削減を図ることができるというメリットがある。しかし一方で、導入台数の低下に伴い、個々のトランスファークレーンの移動距離が増え、その配置や作業指示によっては、非作業時間が長くなり、コンテナ荷役の作業効率が大幅に低下するといった問題が生じ得ることとなる。   In the container yard of the container terminal, there are a plurality of transfer cranes that can move in all directions to handle containers. Transfer cranes that can move in all directions can move across lanes where containers are placed, so there is no need to install transfer cranes for each lane, and the number of installed cranes can be reduced. There is a merit that you can. However, on the other hand, as the number of installed cranes decreases, the distance traveled by each transfer crane increases, and depending on the arrangement and work instructions, the non-working time becomes longer and the work efficiency of container handling is greatly reduced. Will get.

このような問題に対し、トランスファークレーンの効率的な移動経路、及び配置を行うための技術として、非特許文献1のようなものが開示されている。非特許文献1に開示されている技術は、作業指令に対するトランスファークレーンの効率的な移動経路の選定の高速化を図るために、ケース毎の場合分けや、制限を設けその動線の絞り込みを短時間で行った上で、最適な配置動作の指令を出すという旨の技術である。   In order to solve such problems, Non-Patent Document 1 has been disclosed as a technique for performing an efficient movement path and arrangement of a transfer crane. The technology disclosed in Non-Patent Document 1 is designed to speed up the selection of an efficient movement path of a transfer crane in response to a work command, and to narrow down the flow line by providing case classification and restriction for each case. This is a technique for issuing an instruction for an optimal placement operation after being performed in time.

このような技術を用いる事で、膨大な量の移動経路の絞り込みを行う事ができ、最適な配置動作を瞬時的に導き出す事が可能となるとされている。   By using such a technique, it is possible to narrow down an enormous amount of movement paths and instantly derive an optimal placement operation.

江渡信一 他5名著「コンテナターミナルにおけるトランスファークレーンの自動配置計画法」日本機械学会第10回交通・物流部門大会講演論文集[2001−12.5〜7.川崎]p271−274Shinichi Eto and 5 other authors "Automatic placement planning of transfer cranes at container terminals" The Japan Society of Mechanical Engineers 10th Transportation and Logistics Conference Proceedings [2001-12.5-7. Kawasaki] p271-274

確かに、非特許文献1に開示されているような技術を採用することによれば、演算処理数の軽減を図る事ができ、配置動作の指令を出力するまでの時間を短縮することができると考えられる。   Certainly, by adopting a technique as disclosed in Non-Patent Document 1, the number of arithmetic processes can be reduced, and the time until the placement operation command is output can be shortened. it is conceivable that.

しかし、非特許文献1に開示されている技術では、移動経路の判定を行うという点だけに注目しても、場合分けを行う事前処理のパターンが多岐に亙ることとなる。また、このような技術では、システムによって定められたパターン以外のケースには対応する事ができなくなってしまう可能性がある。   However, with the technique disclosed in Non-Patent Document 1, even if attention is paid only to the determination of the movement route, there are a wide variety of pre-processing patterns for performing case classification. In addition, with such a technique, there is a possibility that cases other than patterns defined by the system cannot be handled.

そこで本発明では、トランスファークレーンの配置指示にあたり、場合分けなどのルール決めによる調整パラメータを少なくする事のできるトランスファークレーンの自動配備決定システム、および移動体の最短移動経路算出方法を提供することを目的とする。ここでの自動配備決定システムは、トランスファークレーンが荷役作業を行うための移動に要する時間やトランスファークレーンと荷役作業場所との距離などの物理量をベースに、これらの物理量を最適化するトランスファークレーンと荷役作業との割り当てを行うシステムであり、調整パラメータや目的関数として物理量を使用することが可能になり、調整パラメータが少なく、調整指針も得られ易いことを特徴とする。   Therefore, the present invention has an object to provide a transfer crane automatic deployment determination system and a method for calculating the shortest movement path of a moving body, which can reduce adjustment parameters by rule determination such as case classification when placing a transfer crane. And The automatic deployment decision system here uses a transfer crane and a cargo handling system that optimizes these physical quantities based on the physical quantities such as the time required for the transfer crane to move to perform the cargo handling work and the distance between the transfer crane and the cargo handling work site. It is a system for allocating work and is characterized in that a physical quantity can be used as an adjustment parameter or an objective function, there are few adjustment parameters, and an adjustment guideline can be easily obtained.

上記目的を達成するためのトランスファークレーンの自動配備決定システムは、コンテナターミナル内のコンテナ荷役を行うためにトランスファークレーンを配置する複数の配置点と、各配置点間を結ぶ移動経路が定められたマップ、及び前記配置点間における最短経路問題を解くための第1プログラムが記録された記憶手段と、前記第1プログラムを起動して、指定された複数の前記配置点を通過、または前記配置点を移動する際の最短移動経路を求める演算手段と、を備え、前記演算手段は、前記トランスファークレーンの移動動作に応じた時間や荷役作業が開始できる予定時刻と現在時刻との差の時間を距離に変換し、当該距離に応じた値を前記移動経路に付加することを特徴とする。   A transfer crane automatic deployment determination system for achieving the above object is a map in which a plurality of placement points for placing a transfer crane in order to perform container handling in a container terminal, and a movement route connecting the placement points are defined. , And a storage means in which a first program for solving the shortest path problem between the arrangement points is recorded, and the first program is activated to pass through the plurality of designated arrangement points, or Calculating means for obtaining the shortest movement path when moving, wherein the calculating means uses a time corresponding to a moving operation of the transfer crane or a time difference between a scheduled time at which a cargo handling operation can be started and a current time as a distance. Conversion is performed, and a value corresponding to the distance is added to the movement route.

また、上記のような特徴を有するトランスファークレーンの自動配備決定システムにおいて前記演算手段は、前記トランスファークレーンに対する禁止動作に対して、前記移動経路に付加されたいずれの値よりも大きな値を前記移動経路に付加する構成とすると良い。   In the transfer crane automatic deployment determination system having the characteristics as described above, the calculation means sets a value larger than any value added to the movement path for the prohibition operation on the transfer crane. It is preferable to add to the configuration.

このような特徴を有する事により、他の調節パラメータを与える事なく、最短経路問題を解くだけで、トランスファークレーンの移動に伴うコストを考慮した最短路が求められ、自動的に禁止動作が回避されることとなる。   By having such characteristics, the shortest path that takes into account the costs associated with the movement of the transfer crane can be obtained simply by solving the shortest path problem without giving other adjustment parameters, and the prohibition operation is automatically avoided. The Rukoto.

また、上記のような特徴を有するトランスファークレーンの自動配備決定システムにおいて前記演算手段は、予め定めた取決めに従い、前記移動経路に付加される値を、仮想空間上に増加させた次元の高さによって表現する構成とすると良い。   Further, in the automatic arrangement determination system for transfer cranes having the above-described features, the calculation means is configured to increase a value added to the movement route according to a predetermined height according to a predetermined height in a virtual space. It is good to have a structure to express.

このような特徴を有する事により、高さを与えられた配置点と、その他の配置点とを結ぶ移動経路には、仮想空間上において必然的に長い距離が与えられることとなる。よって、最短経路問題は、この仮想空間上に示された距離に基づいて解かれる事で、他の取決めを必要とする事なく、トランスファークレーンの移動に伴うコストや禁止事項などの動作取決めを包含する経路を選択する事が可能となる。   By having such a feature, a long distance in the virtual space is inevitably given to the movement path connecting the arrangement point given the height and the other arrangement points. Therefore, the shortest path problem can be solved based on the distance indicated in this virtual space, and it includes the operation agreements such as costs and prohibitions associated with the movement of the transfer crane without the need for other arrangements. It is possible to select a route to be performed.

また、上記のような特徴を有するトランスファークレーンの自動配備決定システムにおいて前記記憶手段には、前記マップ上に存在する複数の前記配置点のうち、コンテナの荷役作業が発生している配置点を集合として認識し、それらのすべての配置点間の最短経路距離をコストとして前記最短経路問題を解くことにより得、コストの総和が最少となるように複数の集団に分割する集合分割問題を解くための第2プログラムが記録されているようにすると良い。   Further, in the transfer crane automatic deployment determination system having the above-described characteristics, the storage means collects the arrangement points where the container handling operation is generated among the plurality of arrangement points existing on the map. For solving the set partitioning problem obtained by solving the shortest path problem by using the shortest path distance between all the arrangement points as a cost, and dividing into a plurality of groups so that the sum of the costs is minimized. It is preferable to record the second program.

このような特徴を有する事により、複数のトランスファークレーンによる効率的作業を可能とするための作業分担の取決めを行う事ができる。   By having such a feature, it is possible to make an arrangement of work sharing for enabling efficient work by a plurality of transfer cranes.

さらに、上記のような特徴を有するトランスファークレーンの自動配備決定システムにおいて前記演算手段は、前記第2プログラムを介して前記集団を作成する際、前記マップ上に配置される前記トランスファークレーンの数に対応した集団に分割し、前記記憶手段には、各集団の最優先の作業位置に対して、現在のトランスファークレーンの位置との最短経路距離をコストとして前記最短経路問題を解くことにより得、コストの総和が最少となるようにトランスファークレーンと各集団の最優先作業との組み合わせを決定する一般化割当問題を解くための第3プログラムが記録されているようにすると良い。   Furthermore, in the automatic arrangement determination system for transfer cranes having the above-described characteristics, the calculation means corresponds to the number of transfer cranes arranged on the map when the group is created via the second program. The storage means is obtained by solving the shortest path problem with the shortest path distance from the current transfer crane position as the cost for the highest priority work position of each group. It is preferable that a third program for solving the generalized assignment problem for determining the combination of the transfer crane and the highest priority work of each group is recorded so that the sum is minimized.

このような特徴を有する事により、複数のトランスファークレーンそれぞれが、最も効率的に作業する事のできる集団の割り当てを行う事ができる。   By having such a feature, each of the plurality of transfer cranes can assign a group that can work most efficiently.

さらに、求めたトランスファークレーンと各集団の最優先作業の組み合わせに対して、トランスファークレーンを作業位置に配備できる時間を予測し、また作業計画からの作業開始可能時間と比較することにより、トランスファークレーンが待ちとなる時間または作業が待ちとなる時間を演算し、作業が待ちとなる時間が例えば10分以上の作業とトランスファークレーンが待ちとなる時間が例えば20分以上の作業とがあれば、それらの作業を入れ替えて前記一般化割当問題を再度解く第4のプログラムが記録されているようにすると良い。   Furthermore, by predicting the time that the transfer crane can be deployed at the work position for the combination of the transfer crane and the highest priority work of each group, and comparing it with the work start possible time from the work plan, The waiting time or the waiting time for the work is calculated, and if there is a work for which the work waits for 10 minutes or more and a work for which the transfer crane waits for 20 minutes or more, for example, It is preferable that the fourth program for resolving the generalized assignment problem by switching the work is recorded.

このような特徴を有することにより、作業位置と作業開始可能時間を考慮でき、最も効率的なトランスファークレーンと作業集団の組み合わせを決定することができる。   By having such characteristics, the work position and work start possible time can be taken into consideration, and the most efficient combination of transfer crane and work group can be determined.

さらに、前記第1から4のプログラムを実行して得られた各トランスファークレーンと作業集団の組み合わせに対して、各トランスファークレーンがすべての作業を終了するまでの総走行距離や作業終了時間を計算する第5のプログラムが記録されているようにすると良い。   Further, for each combination of the transfer crane and work group obtained by executing the first to fourth programs, the total travel distance and work end time until each transfer crane finishes all work are calculated. It is preferable that the fifth program is recorded.

さらに、前記集合分割問題の分割数を稼働中のトランスファークレーンの数と同数から順次数を減らしながら、前記第2〜5のプログラムを実行し、前記総走行距離や前記作業終了時間が最少の分割数、あるいは前記作業終了時間にトランスファークレーンの平均速度を乗じて距離の次元にしたものを前記総走行距離に加えた指標が最少の分割数を選択して、トランスファークレーンと作業集団の組み合わせを決定する第6のプログラムが記録されているようにすると良い。   Further, the second to fifth programs are executed while the number of divisions of the set division problem is sequentially reduced from the same number as the number of operating transfer cranes, and the total traveling distance and the work completion time are minimized. The combination of the transfer crane and work group is selected by selecting the number of divisions with the minimum number of times, or by multiplying the average speed of the transfer crane by the average speed of the transfer crane and the dimension of the distance and adding it to the total travel distance. It is preferable that the sixth program to be recorded is recorded.

このような特徴を有することにより、トランスファークレーンの移動を最小限に抑えながら、複数のトランスファークレーンが全体として最も効率的に作業する事のできる集団の割り当てを行う事ができる。   By having such a feature, it is possible to assign a group in which a plurality of transfer cranes can work most efficiently as a whole while minimizing the movement of the transfer crane.

さらにまた、前記記憶手段には、前記演算手段により前記トランスファークレーンと各集団の最優先作業との組み合わせに対して、前記トランスファークレーンが作業位置に配備できる時間を予測する演算を行い、当該演算により求められた予測配備時間と、予め定められた作業計画に基づく各作業の作業開始可能時間とを比較することにより、トランスファークレーンが待ちとなる時間または各作業が待ちとなる時間を算出し、前記待ちとなる時間を前記トランスファークレーンの平均速度で除した距離に変換して前記仮想空間上に配置された前記荷役作業が発生している配置点に対して、増加された次元の高さを与えて前記トランスファークレーンの移動経路に前記平均速度で除した距離を付加して、前記最短経路を再度求める第7のプログラムが記録されているようにすることもできる。   Furthermore, the storage means performs an operation for predicting a time that the transfer crane can be deployed at a work position with respect to the combination of the transfer crane and the highest priority work of each group by the operation means. By comparing the calculated predicted deployment time with the work start possible time of each work based on a predetermined work plan, the time when the transfer crane waits or the time when each work waits is calculated, The waiting time is converted into a distance divided by the average speed of the transfer crane, and an increased dimension height is given to the arrangement point where the cargo handling operation is arranged in the virtual space. Then, a distance divided by the average speed is added to the moving path of the transfer crane, and the seventh path is obtained again. Grams may be so recorded.

このような特徴を有することにより、作業準位のパラメータを換算距離のみとする事ができる。これにより、実空間における作業位置の距離が近くても、待ち時間が長い作業と、実空間での距離が少し離れていても、待ち時間が短い作業との間でのトランスファークレーンの効率的な配置判断が容易となり、作業の優先順位の最適化を図ることが容易となる。   By having such a feature, the working level parameter can be set to the conversion distance only. As a result, even if the working position in the real space is close, the transfer crane is efficient between the work with a long waiting time and the work with a short waiting time even if the distance in the real space is slightly apart. Arrangement determination is facilitated, and it is easy to optimize work priorities.

また、上記目的を達成するための移動体の最短移動経路算出方法は、実空間に対応させて定められる複数の配置点間を移動する移動体の最短移動経路を算出する算出方法であって、前記配置点間を結ぶ移動経路を備えたマップに対して、前記マップ上を移動する移動体に定められた動作に要する時間を距離に換算する工程と、前記距離に応じた値を前記移動経路に付加する工程と、特定の前記配置点間を前記移動体が移動する際の経路を、前記距離をコストとして、最短経路問題を解くことを特徴とする。   Further, the shortest movement path calculation method of the moving body for achieving the above-described object is a calculation method for calculating the shortest movement path of the moving body that moves between a plurality of arrangement points determined in correspondence with the real space, For a map having a movement path connecting between the arrangement points, a step of converting a time required for an operation determined for a moving body moving on the map into a distance, and a value corresponding to the distance is set to the movement path And a path when the moving body moves between specific placement points, and solving the shortest path problem using the distance as a cost.

また、上記のような特徴を有する移動体の最短移動経路算出方法では、前記移動体に対する禁止動作に対して、前記移動経路に付加するいずれの値よりも大きい値を前記移動経路に付加するようにすると良い。   Further, in the method for calculating the shortest moving path of the moving object having the above-described characteristics, a value larger than any value added to the moving path is added to the moving path with respect to the prohibiting operation for the moving object. It is good to make it.

他の調節パラメータを与える事なく、最短経路問題を解くだけで、禁止動作が回避されることとなる。   The prohibition operation can be avoided only by solving the shortest path problem without giving other adjustment parameters.

さらに、上記のような特徴を有する移動体の最短移動経路算出方法において前記移動経路に付加する値の大小は、仮想空間上に増加させた次元の高さの変化によって調節するようにすると良い。   Further, in the method for calculating the shortest movement path of a moving object having the above-described characteristics, the magnitude of the value added to the movement path may be adjusted by changing the height of the dimension increased in the virtual space.

このような特徴を有する事により、高さを与えられた配置点と、その他の配置点とを結ぶ移動経路には、仮想空間上において必然的に長い距離が与えられることとなる。よって、最短経路問題は、この仮想空間上に示された距離に基づいて解かれる事で、他の取決めを必要とする事なく、移動体の動作取決めを包含する経路を選択する事が可能となる。   By having such a feature, a long distance in the virtual space is inevitably given to the movement path connecting the arrangement point given the height and the other arrangement points. Therefore, the shortest path problem is solved based on the distance shown in this virtual space, and it is possible to select a path that includes a moving body operation arrangement without requiring another arrangement. Become.

上記のような特徴を有するトランスファークレーンの自動配備決定システム、及び移動体の最短移動経路算出方法によれば、トランスファークレーン(移動体)の配置指示にあたり、場合分けなどのルール決めによる調整パラメータを少なくする事が可能となる。また、距離や時間などの物理量を調整パラメータとすることが可能となり、調整指針が得られ易い。   According to the transfer crane automatic deployment determination system having the above-described features and the method for calculating the shortest movement path of a moving object, the adjustment parameters for determining the rules such as the case classification are reduced when the transfer crane (moving object) is instructed. It becomes possible to do. Also, physical quantities such as distance and time can be used as adjustment parameters, and adjustment guidelines can be easily obtained.

実施形態に係る自動配備決定システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the automatic deployment determination system which concerns on embodiment. 実施形態で適用する実空間上におけるコンテナヤードのモデルを示す平面図である。It is a top view which shows the model of the container yard on the real space applied in embodiment. コンテナヤードのモデルに基づいて作成された平面上のマップを示す図である。It is a figure which shows the map on the plane produced based on the model of a container yard. 図3に示すマップ上のノードに、高さ方向の値を付加した三次元マップを示す図である。It is a figure which shows the three-dimensional map which added the value of the height direction to the node on the map shown in FIG. 図4に示す三次元マップを考慮して、最短経路問題を解いた場合における非類似度行列(ユークリッドの平方距離)である。This is a dissimilarity matrix (Euclidean square distance) when the shortest path problem is solved in consideration of the three-dimensional map shown in FIG. 発明に係る自動配備決定システムを実施する際の処理工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process process at the time of implementing the automatic deployment determination system which concerns on invention.

以下、本発明のトランスファークレーンの自動配備決定システム、および移動体の最短移動経路算出方法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments relating to a transfer crane automatic deployment determination system and a moving body shortest movement route calculation method of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

本実施形態に係るトランスファークレーンの自動配備決定システム(以下、単に自動配備決定システム10と称す)は、少なくとも、記憶手段12と、演算手段14を備えている。記憶手段12には少なくとも、トランスファークレーンA〜C(図2参照)を配備する対象となるコンテナターミナルにおけるコンテナヤード20のマップと、トランスファークレーンA〜Cに対する配備指示を導き出すための各種プログラム記録されている。   The transfer crane automatic deployment determination system according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as the automatic deployment determination system 10) includes at least a storage unit 12 and a calculation unit 14. The storage means 12 stores at least a map of the container yard 20 at the container terminal to be deployed with the transfer cranes A to C (see FIG. 2) and various programs for deriving deployment instructions for the transfer cranes A to C. Yes.

コンテナヤード20のマップには図3に示されるように、コンテナ22を配置、積み上げる位置や、停止位置に応じて示される複数(図3においては01〜72)の配置点(ノード)と、各ノードを間を結ぶトランスファークレーンA〜Cの移動経路(エッジ)が示されている。ここで、コンテナ22の配置、積み上げ位置を示す複数のノードは、図2に示されるコンテナ22の配置を示すレーンに対応した位置に設けられている。一方、停止位置を示すノードは、トランスファークレーンが方向転換する位置や、車両通過用の通路を跨ぐ位置などに設けられている。   As shown in FIG. 3, the map of the container yard 20 includes a plurality of (01 to 72 in FIG. 3) arrangement points (nodes) indicated by the positions where the containers 22 are arranged and stacked, and the stop positions. The movement paths (edges) of the transfer cranes A to C connecting the nodes are shown. Here, a plurality of nodes indicating the arrangement and stacking positions of the containers 22 are provided at positions corresponding to the lanes indicating the arrangement of the containers 22 shown in FIG. On the other hand, the node indicating the stop position is provided at a position where the transfer crane changes direction, a position straddling the passage for passing the vehicle, or the like.

なお、図2に示すコンテナヤード20内におけるコンテナ22の配置は、説明を簡単化するために、簡略化して記載したものであり、コンテナ22を配置するレーン数や、コンテナ22自体の数を増減する事は、本発明を実施する上で影響を及ぼすものでは無い。   Note that the arrangement of the containers 22 in the container yard 20 shown in FIG. 2 is simplified for the sake of simplicity, and the number of lanes in which the containers 22 are arranged and the number of containers 22 themselves are increased or decreased. This does not affect the implementation of the present invention.

プログラムとしては、主として、最短経路問題を解くための第1プログラムと、集合分割問題(クラスター分析)を解くための第2プログラム、および一般化割当問題を解くための第3プログラム等を上げることができる。   The program mainly includes a first program for solving the shortest path problem, a second program for solving the set partition problem (cluster analysis), and a third program for solving the generalized assignment problem. it can.

最短経路問題は、例えば複数の作業指令位置として定められたノードを全て通る際、最初のノードから最後のノードまでのエッジを通過する距離あるいは時間(コスト)が、最小となるルートを選定するための解析法である。このような解析法を用いる事により、全ての作業指令位置間の最短経路距離や、トランスファークレーンと作業指令位置との最短経路とその距離を求めることが可能となる。   The shortest path problem is, for example, to select a route that minimizes the distance or time (cost) that passes through the edge from the first node to the last node when passing through all nodes defined as a plurality of work command positions. This is an analysis method. By using such an analysis method, it is possible to obtain the shortest path distance between all work command positions and the shortest path and distance between the transfer crane and the work command position.

集合分割問題(クラスター分析)は、種々の分類が存在するが、本実施形態においては、階層クラスター分析を採用する。具体的には、最短経路問題により導かれた各作業指令位置間の最短経路距離をコストとし、総コストを最小にするように、配備されるトランスファークレーンA〜Cの数に応じた集団を作成するという解析法である。このような解析法を用いる事により、各トランスファークレーンA〜Cが効率的に作業できる集団すなわち作業を行うための移動距離が最少となることとなる。   There are various classifications for the set partitioning problem (cluster analysis). In this embodiment, hierarchical cluster analysis is adopted. Specifically, a group corresponding to the number of transfer cranes A to C to be deployed is created so that the shortest path distance between each work command position derived from the shortest path problem is a cost and the total cost is minimized. This is an analysis method. By using such an analysis method, the transfer cranes A to C can work efficiently, that is, the moving distance for performing the work is minimized.

一般化割当問題は、配備されている各トランスファークレーンA〜Cが実作業を行う際に最小コストとなる組み合わせを選定するための解析法である。本実施形態においては、まず、クラスター分析により分割された各集団に含まれる複数の作業指令に対して優先順位を定める。次いで、各集団において最高順位(最優先)となる作業指令が出されているノードと、各トランスファークレーンA〜Cが配備されているノード間において、それぞれ最短経路問題を解いて、作業指令全体のコスト和が最小となるトランスファークレーンA〜Cと、集団との組み合わせを選定するというものである。このような解析法を用いる事により、配備されている複数のトランスファークレーンA〜Cに対し、それぞれどの集団の作業指令を実行させるのが効率的であるかを選定することが可能となる。   The generalized assignment problem is an analysis method for selecting a combination that provides the minimum cost when each of the deployed transfer cranes A to C performs actual work. In this embodiment, first, priorities are determined for a plurality of work commands included in each group divided by cluster analysis. Next, the shortest path problem is solved between the node where the highest order (highest priority) work command is issued in each group and the node where each transfer crane A to C is deployed, The combination of the transfer cranes A to C that minimize the cost sum and the group is selected. By using such an analysis method, it is possible to select which group of work commands is efficiently executed for each of the plurality of deployed transfer cranes A to C.

演算手段14は、外部から与えられた作業指令と、記憶手段12に記録されたマップ、及び各種プログラムに基づいて、トランスファークレーンA〜Cに対して出力する配備指示を導き出すための要素である。外部からの作業指令の記録や、演算手段14によるプログラムの展開は、自動配備決定システム10内において、演算手段14とバス16により接続されている一次記憶手段18にて行われるようにすることができる。   The calculation means 14 is an element for deriving a deployment instruction to be output to the transfer cranes A to C based on a work command given from the outside, a map recorded in the storage means 12, and various programs. Recording of work instructions from the outside and development of the program by the calculation means 14 may be performed in the primary storage means 18 connected to the calculation means 14 and the bus 16 in the automatic deployment determination system 10. it can.

また、本実施形態では、上述したように、マップ上の取決めとして、方向転換を要する箇所やレーン間の通路を跨ぐ箇所にもノードを配置している。そして、該当する箇所のノードに対して、高さ方向のコストを付加する構成としている。一般に、トランスファークレーンA〜Cは、方向転換する際に車輪の向きを回転させる必要が生じる。よって、その動作を行う際には、移動が停止される。このため、トランスファークレーンA〜Cの負荷動作(移動を伴わない動作)に要する時間を距離に置き換え、実移動距離よりも長い高さ方向の距離としてコストを定めることで、複雑な取決め、場合分けを伴う事無く、最短経路問題を解くだけで、負荷動作を加味した最短経路を導く事ができるようになる。また、レーン間の通路を跨ぐ場合にも、安全上の理由等により、一時停止や徐行を行う必要がある。このため、このような速度変化を伴う場合にも、速度変化に伴う遅延時間を距離に置き換え、実移動距離よりも長い高さ方向の距離としてコストを定めるようにすると良い。   In the present embodiment, as described above, nodes are also arranged at locations that require a change of direction or at locations that straddle the path between lanes as a rule on the map. And it is set as the structure which adds the cost of a height direction with respect to the node of an applicable location. In general, the transfer cranes A to C need to rotate the direction of the wheels when the direction is changed. Therefore, the movement is stopped when performing the operation. For this reason, the time required for the load operation (operation without movement) of the transfer cranes A to C is replaced with a distance, and the cost is set as a distance in the height direction longer than the actual movement distance, so that a complicated arrangement, case classification It is possible to derive the shortest path considering the load operation only by solving the shortest path problem. In addition, when crossing the passage between lanes, it is necessary to temporarily stop or slow down for safety reasons. For this reason, even when such a speed change is accompanied, it is preferable to replace the delay time associated with the speed change with a distance and determine the cost as a distance in the height direction longer than the actual moving distance.

次に、図6を参照して、実施形態に係る自動配備決定システム10の実施例について説明する。このような構成の自動配備決定システム10では、まず、図2に示す実空間上におけるコンテナ22やトランスファークレーンA〜Cの位置や運転状況(稼働、休止)や(ステップ10)、予め定められた作業計画(作業を行う位置や時間)の情報(ステップ20)に基づいて、仮想マップの作成を行う。   Next, an example of the automatic deployment determination system 10 according to the embodiment will be described with reference to FIG. In the automatic deployment determination system 10 having such a configuration, first, the positions of the containers 22 and transfer cranes A to C in the real space shown in FIG. A virtual map is created based on information (step 20) on the work plan (position and time for work).

仮想マップの作成は、作業計画情報に基づく作業ポイント(作業指令位置)の座標や、トランスファークレーンの移動ポイント(ノード)の座標、移動コスト、及び通行止め情報等に基づいて行う。具体的には、まず、図3に示すように、平面マップに対するノードの配置と、各ノード間を結ぶエッジの取決め、及び作業指令位置a〜mの配置を行う。その後、マップ上に定めた各エッジに対するコストの付加が成される。ノードの配置は、各作業指令位置a〜mと、トランスファークレーンA〜Cが移動の停止を伴う動作を行う位置に対応して成される。このため、各エッジに付加されるコストは、基本的にはノード間の距離、すなわちエッジの長さに応じた値として定められる。ここで、停止を伴う動作を行う位置や、通行止めに対応する位置に対応したノードには、図4に示すように、仮想空間上に高さ方向の位置決めが成される(なお、図4には示されていないが実際には、トランスファークレーンA〜Cが存在する位置に対応するノードにも高さ方向の位置決めが成される。)。これにより、停止位置に定められたノードと、作業指令位置に定められたノードとを結ぶエッジは、その長さを仮想的に伸ばされることとなり、実空間における移動距離よりも多くのコストが付加されることとなる。   Creation of the virtual map is performed based on the coordinates of the work point (work command position) based on the work plan information, the coordinates of the movement point (node) of the transfer crane, the movement cost, and the traffic stop information. Specifically, as shown in FIG. 3, first, the arrangement of nodes on the plane map, the arrangement of edges connecting the nodes, and the arrangement of work command positions a to m are performed. Thereafter, a cost is added to each edge defined on the map. The nodes are arranged corresponding to the respective work command positions a to m and the positions at which the transfer cranes A to C perform an operation accompanied by a stop of movement. For this reason, the cost added to each edge is basically determined as a value corresponding to the distance between nodes, that is, the length of the edge. Here, the position corresponding to the position corresponding to the stop and the position corresponding to the traffic stop is positioned in the height direction in the virtual space as shown in FIG. (Although not shown, in practice, the node corresponding to the position where the transfer cranes A to C exist is also positioned in the height direction.) As a result, the edge connecting the node defined at the stop position and the node defined at the work command position is virtually extended in length, adding more cost than the travel distance in real space. Will be.

例えば、トランスファークレーンA〜Cを移動させる際、レーンチェンジを行うために車輪を90°回転させるために停止するノードでは、その停止時間を等価距離のエッジとして仮想空間に定めるようにする。例えば、停止時間を1分とした場合、トランスファークレーンA〜Cの通常移動速度×1分の距離をノードの高さ方向の位置(Z軸の値)として与えてやれば良い。   For example, when the transfer cranes A to C are moved, the stop time is determined in the virtual space as an edge of an equivalent distance in a node that stops in order to rotate a wheel by 90 ° in order to perform a lane change. For example, when the stop time is 1 minute, the distance of the normal moving speed of the transfer cranes A to C × 1 minute may be given as the position in the height direction of the node (Z-axis value).

一例として、図2に示すようなコンテナヤードに対応した平面マップを、図3に示すように表し、さらにこれに3次元仮想空間に対応する高さを付加した場合には、図4に示すようなマップとなる。ここで、隣接するノード間のコストを“1”、停止位置に対応したノードに結ばれたエッジに付加されたコストを“5”、各レーンを渡るエッジのコストを“2”、さらに、図3中において15に対応したノードを通行止めとするために、このノードに隣接するノードを接続するエッジの付加コストを“40”としている(図4参照)。なお、図示はしていないが、トランスファークレーンA〜Cは、互いに擦れ違い走行ができないため、各トランスファークレーンA〜Cが位置するノードに対応するノードに接続するエッジの負荷コストも、通行止めと同じ値とされている。   As an example, when a plane map corresponding to a container yard as shown in FIG. 2 is represented as shown in FIG. 3 and a height corresponding to a three-dimensional virtual space is added thereto, as shown in FIG. Map. Here, the cost between adjacent nodes is “1”, the cost added to the edge connected to the node corresponding to the stop position is “5”, the cost of the edge crossing each lane is “2”, In order to stop the node corresponding to 15 in 3 in FIG. 3, the additional cost of the edge connecting the node adjacent to this node is set to “40” (see FIG. 4). Although not shown in the figure, the transfer cranes A to C cannot run while rubbing each other, so the load cost of the edge connected to the node corresponding to the node where each transfer crane A to C is located is also the same value as the road closure It is said that.

また、図4においては、延長線上に配置された2つレーン間に位置する通路には、高さ方向の位置決め値が異なる2つのノードを配置している。トランスファークレーンA〜Cがレーン間に配置された通路を通行する場合、レーンチェンジを伴うパターンと、単に通路を跨いで反対側のレーンへ移動する場合のパターンがある。このため、通過の際に要する時間が異なる。よって、それぞれの動作に要する時間に対応した高さ方向の位置決めを成したノードを定めることとしている。   In FIG. 4, two nodes having different positioning values in the height direction are arranged in a passage located between two lanes arranged on the extension line. When the transfer cranes A to C pass through the passages arranged between the lanes, there are a pattern accompanied by a lane change and a pattern in which the transfer cranes A to C simply move across the passage to the opposite lane. For this reason, the time required for passage differs. Therefore, a node that is positioned in the height direction corresponding to the time required for each operation is determined.

図3、及び図4に示すマップには、01から76までのノードが示され、各ノードが、トランスファークレーンA〜Cの移動可能経路に対応して配置されたエッジにより接続されている。ここで、コンテナヤード20には、02、36、63の各ノードにそれぞれトランスファークレーンA、トランスファークレーンB、トランスファークレーンCが配置されており、作業指令位置として、a〜mで示した13ヶ所が定められているものとした場合、次のようにしてトランスファークレーンA〜Cの自動配備が決定される(ステップ30)。   The nodes shown in FIG. 3 and FIG. 4 show the nodes 01 to 76, and each node is connected by an edge arranged corresponding to the movable path of the transfer cranes A to C. Here, in the container yard 20, transfer crane A, transfer crane B, and transfer crane C are arranged at nodes 02, 36, and 63, respectively, and there are 13 work command positions indicated by a to m. If it is determined, automatic deployment of the transfer cranes A to C is determined as follows (step 30).

まず、与えられた作業指令(本船作業情報、ヤード内シフト作業情報等)から、荷役作業予想時刻を読み込み、荷役作業予想時刻の早い順に順位付けを行う。例えば、図3に示すように、aからmまでの13個の作業指令があった場合の優先順位が、m、l、k、g、h、f、c、b、a、d、e、i、jの順であったとする。自動配備決定システム10では、演算手段14が記憶手段12から第1プログラムを起動して、すべての作業指令位置間の最短距離を、最短経路問題を解く事で算出する。これを視覚的に分析可能な状態として示す場合には、例えば図5に示すような非類似度行列(ユークリッドの平方距離)として示すことができる。(ステップ40)。   First, the expected loading / unloading work time is read from the given work command (vessel work information, in-yard shift work information, etc.), and ranking is performed in order of the expected loading / unloading work time. For example, as shown in FIG. 3, when there are 13 work commands from a to m, the priorities are m, l, k, g, h, f, c, b, a, d, e, Assume that i and j are in this order. In the automatic deployment determination system 10, the calculation means 14 starts the first program from the storage means 12, and calculates the shortest distance between all work command positions by solving the shortest path problem. When this is shown as a state that can be visually analyzed, it can be shown as a dissimilarity matrix (Euclidean square distance) as shown in FIG. 5, for example. (Step 40).

次に、最短経路問題の結果に基づき、移動経路上におけるノード間のコストをクラスターとして、クラスター分析を行う。これにより、最短経路として示された集団を、各作業指示位置が近いと認識される複数の集団に分割する。本実施形態においては、コンテナヤード20に配置されたトランスファークレーンA〜Cの数、すなわち3つの集団に分割することとなる。図5に示す例の場合、最も近い距離として示されるのは、g,hと、i,jの作業位置で、互いにノード間におけるコストは3とされている。このようにして、順次近似している作業指示位置を組み合わせ、3つの集団に分割すれば良い(ステップ50)。   Next, based on the result of the shortest path problem, cluster analysis is performed using the cost between nodes on the moving path as a cluster. As a result, the group indicated as the shortest path is divided into a plurality of groups that are recognized as close to each work instruction position. In the present embodiment, the number of transfer cranes A to C arranged in the container yard 20 is divided into three groups. In the case of the example shown in FIG. 5, the closest distances are indicated by g, h and i, j working positions, and the cost between the nodes is 3. In this way, the work instruction positions that are sequentially approximated may be combined and divided into three groups (step 50).

次に、分割された各集団の中における作業指令の優先順位を定める。その後、各集団における最高順位となる作業指令が出されているノードと、コンテナヤードに配備されている各トランスファークレーンA〜Cとの間において、それぞれ最短経路問題を解いて、一般化割当問題を解く事で、作業指令全体のコスト和が最小となるトランスファークレーンA〜Cと、集団との組み合わせを選定する。   Next, the priority order of the work commands in each divided group is determined. After that, solve the shortest path problem between the node where the highest order of work in each group is issued and each transfer crane A to C deployed in the container yard, and solve the generalized assignment problem. By solving, the combination of the transfer cranes A to C that minimize the sum of the costs of the entire work command and the group is selected.

ここで、最短経路問題を解く際には、各トランスファークレーンA〜Cが位置するノードに対して、高さ方向に仮想的な座標を与える事で、複数のトランスファークレーンA〜Cが重なり合わない状況を仮想空間上に再現する。すなわち、トランスファークレーンA〜Cが位置するノードのZ軸方向の値を通行止めとして表すノードと同等の値とし、コレに結ばれるエッジのコストを高めるというものである。   Here, when solving the shortest path problem, a plurality of transfer cranes A to C do not overlap by giving virtual coordinates in the height direction to the node where each transfer crane A to C is located. Reproduce the situation in the virtual space. That is, the value in the Z-axis direction of the node where the transfer cranes A to C are located is set to a value equivalent to that of the node represented as closed, and the cost of the edge tied to the core is increased.

このような制御を行う自動配備決定システム10は、トランスファークレーンA〜Cの停止や方向転換、通過禁止、および擦れ違い禁止等の動作取決めを、所要時間に置き換え、これを動作指令用に作成する仮想空間に対して、距離の変化として示すようにした。このため、トランスファークレーンA〜Cの移動経路や配置の算出には、個々のケースに応じた場合分けなどの複雑な取決めを設ける事なく、最短経路問題や、集合分割問題、および一般化割当問題といった既知の解析法の割り当て、実行のみで対応する事が可能となる。すなわち、本実施形態における調整パラメータは、仮想空間上に配置されたノードに与えるZ軸方向の値の加減のみとすることができる(ステップ60)。   The automatic deployment determination system 10 that performs such control replaces the operation arrangements such as stopping and changing directions of the transfer cranes A to C, prohibiting passage, and prohibiting rubbing with the required time, and creates a virtual for generating the operation command. Shown as a change in distance to space. For this reason, the shortest path problem, the set division problem, and the generalized allocation problem can be calculated for the calculation of the movement route and arrangement of the transfer cranes A to C without providing complicated arrangements such as case division according to individual cases. It is possible to respond by only assigning and executing known analysis methods. That is, the adjustment parameter in the present embodiment can be only the addition or subtraction of the value in the Z-axis direction given to the node arranged in the virtual space (step 60).

本実施形態に係る自動配備決定システム10によれば、上記のようなトランスファークレーンA〜Cの基本配備に加え、次のような処理を行うようにする事もできる。   According to the automatic deployment determination system 10 according to the present embodiment, the following processing can be performed in addition to the basic deployment of the transfer cranes A to C as described above.

具体的には、まず、各トランスファークレーンA〜Cについて、担当する集団において作業順位をトレースしながら、各作業位置に対してトランスファークレーンA〜Cを配備することができることとなるまでの予想時間を求める。予想時間は、コスト(本実施形態では移動距離)に対応した距離をトランスファークレーンA〜Cの移動速度(平均速度)で除算すれば良い。   Specifically, for each transfer crane A to C, first, the expected time until the transfer crane A to C can be deployed at each work position while tracing the work order in the group in charge. Ask. The expected time may be obtained by dividing the distance corresponding to the cost (the moving distance in this embodiment) by the moving speed (average speed) of the transfer cranes A to C.

次いで、コンテナヤード20内の情報として取得する事のできる本船作業情報や、ヤード内シフト作業情報に基づいて、予想荷役時間を求める。その後、トランスファークレーンA〜Cの配備予想時間と、予想荷役時間とを比較し、いずれの待ち時間がどれだけ長くなるのかを求める。   Next, the expected cargo handling time is obtained based on the ship work information that can be acquired as information in the container yard 20 and the yard shift work information. Thereafter, the expected deployment time of the transfer cranes A to C and the expected cargo handling time are compared to determine which waiting time is longer and how long.

予想荷役時間が所定時間以上(例えばトランスファークレーンの待ち時間が10分)となる場合、あるいはトランスファークレーンA〜Cの配備予想時間が所定範囲以上(例えば作業の待ち時間が20分)となる場合には、本船荷役作業等と、トランスファークレーンA〜Cによる荷役作業との順番を入れ替え、一般化割当問題を解いて、作業を担当するトランスファークレーンA〜Cの選定を再び行うようにする。   When the expected cargo handling time is a predetermined time or more (for example, the waiting time of the transfer crane is 10 minutes), or when the expected deployment time of the transfer cranes A to C is a predetermined range or more (for example, the work waiting time is 20 minutes). Replaces the order of the cargo handling work of the ship and the cargo handling work by the transfer cranes A to C, solves the generalized assignment problem, and again selects the transfer cranes A to C in charge of the work.

また、コンテナ22の搬入等の外来作業については、外来が発生した時刻から現在までの待ち時間に基づいて、作業の優先順位を上げて行きながら、トランスファークレーンA〜Cを配備する際の計算を行うようにすると良い。例えば、作業順位を1位から20位まで設定していた場合、外来が発生した時点では、その優先順位を20位とする。その後、待ち時間が1分増加する毎に作業の優先順位を1つづつ上げて行くと、外来が発生してから20分後には、その優先順位が1位となり、最優先で作業が行われるように、トランスファークレーンA〜Cが配備されることとなる。このような処理を行う事で、外来作業におけるトレーラ等の待ち時間を減らす事ができ、これに起因した渋滞、騒音、CO2排出量の増加等を抑制することが可能となる(ステップ70)。   In addition, for outpatient work such as carrying in the container 22, the calculation for deploying the transfer cranes A to C is performed while increasing the priority of the work based on the waiting time from the time when the outpatient occurs to the present. You should do it. For example, if the work order is set from 1st to 20th, the priority is set to 20th when an outpatient occurs. After that, if the waiting time is increased by 1 minute and the priority of the work is incremented by one, 20 minutes after the outbreak occurs, the priority becomes the first and the work is performed with the highest priority. Thus, the transfer cranes A to C will be deployed. By performing such a process, it is possible to reduce the waiting time of the trailer or the like in the outpatient work, and it is possible to suppress the congestion, noise, increase in CO2 emission, and the like due to this (Step 70).

その後、自動配備決定システム10では、記憶手段12に記録されたプログラムを起動して、演算手段14により、各トランスファークレーンA〜Cが、全ての作業を終了するまでの総走行距離や時間を算出し、これを一次記憶手段18に記録する(ステップ80)。   Thereafter, in the automatic deployment determination system 10, the program recorded in the storage unit 12 is activated, and the calculation unit 14 calculates the total travel distance and time until each transfer crane A to C finishes all the operations. This is recorded in the primary storage means 18 (step 80).

次に、集合分割問題を解く際の分割数について、実際に稼働中のトランスファークレーンの数を基準(N)として、これを順次減らして演算を繰り返す。そして、トランスファークレーンA〜Cの全走行距離と、このトランスファークレーンA〜Cが指示作業を終了するまでの時間とトランスファークレーンA〜Cの平均速度との乗算の解を加算して得られる値が最小となる分割数を導き出し、この分割数に基づいてトランスファークレーンA〜Cと作業の組み合わせを決定する。   Next, with respect to the number of divisions when solving the set division problem, the number of transfer cranes that are actually in operation is used as a reference (N), and this is sequentially reduced and the calculation is repeated. Then, the value obtained by adding the total travel distance of the transfer cranes A to C, the time required for the transfer cranes A to C to complete the instruction work, and the average speed of the transfer cranes A to C is obtained. The minimum division number is derived, and the combination of the transfer cranes A to C and the work is determined based on the division number.

なお、分割数の選定は、各トランスファークレーンA〜Cの総走行距離または作業終了時間のうちの少なくとも一方が最少となる分割数を選定するものであっても良い(ステップ90)。   The selection of the number of divisions may be to select the number of divisions that minimizes at least one of the total travel distance or work end time of each transfer crane A to C (step 90).

上記実施形態においては、図4において、ノードに高さ方向の値を付加する際、プラス方向の値を与えている。しかしながら、仮想空間においてノードに与える高さ方向の値は、マイナスの値であっても良い。このような設定とした場合であっても、エッジに付加されるコストの増減に変わりは無いからである。   In the above embodiment, in FIG. 4, when adding a value in the height direction to a node, a value in the plus direction is given. However, the value in the height direction given to the node in the virtual space may be a negative value. This is because even in such a setting, there is no change in the increase / decrease in the cost added to the edge.

また、上記実施形態では、エッジにコストを付加する際、3次元仮想空間上にてノードに高さ方向の値を付加することで、仮想空間上でエッジを伸ばすという処理を行っていた。しかしながら、エッジにコストを付加すると言う処理は、ノードに高さ方向の値を与えずとも、単に、図3に示すような平面マップ上において、トランスファークレーンA〜Cの動作取決めを、所要時間に置き換えこれをトランスファークレーンA〜Cにおける所要時間あたりの移動距離に置き換え、当該距離に対応したコストをエッジ上に定めるという処理(取り決め)を行うものであっても良い。最短経路問題を解く上では、経路上のノードと、各ノードを結ぶエッジに付加されたコストが問題となる。よって、このような手法を講じた場合でも、上記実施形態と同様な効果を得ることが可能となるからである。   Moreover, in the said embodiment, when adding cost to an edge, the process of extending an edge on a virtual space was performed by adding the value of a height direction to a node on a three-dimensional virtual space. However, the process of adding the cost to the edge is simply performed by changing the operation arrangement of the transfer cranes A to C on the plane map as shown in FIG. 3 without giving a value in the height direction to the node. The replacement (replacement) may be performed with a moving distance per required time in the transfer cranes A to C, and a process (arrangement) for determining a cost corresponding to the distance on the edge may be performed. In solving the shortest path problem, the cost added to the nodes on the path and the edges connecting the nodes becomes a problem. Therefore, even when such a method is taken, it is possible to obtain the same effect as in the above embodiment.

上記実施形態では、コンテナヤード20内におけるトランスファークレーンA〜Cの移動を対象にして説明を行った。しかしながら本発明に係る移動体の最短移動経路算出方法は、コンテナヤード20に限定されない閉鎖空間中における移動指示に適用させることができる。   In the above embodiment, the description has been made with respect to the movement of the transfer cranes A to C in the container yard 20. However, the method of calculating the shortest movement route of the moving body according to the present invention can be applied to a movement instruction in a closed space that is not limited to the container yard 20.

また、上記実施形態では、作業指令位置について、仮想空間上においては基準面(Z軸方向の値を0)としていた。しかしながら、作業の優先順位、例えば、作業が開始できる予定時刻と現在時刻との差に応じた距離を高さ方向の値(Z軸方向の値)にしたり、上述したトランスファークレーンA〜Cの配備予想時間と、コンテナ22の予想荷役時間とを比較した際の待ち時間を距離に換算し、各作業指令位置に対して(作業指令位置までの移動経路に対して)、待ち時間に応じた距離を付加するための高さ方向の値(Z軸方向の値)を付加するようにしても良い。よって記憶手段12には、このような処理を行った後、再び最短経路問題を解いて、仮想空間上での距離が近い作業指令位置にトランスファークレーンA〜Cを向かわせる処理を行う第7のプログラムを記録しておくと良い。   In the above embodiment, the work command position is set to the reference plane (the value in the Z-axis direction is 0) in the virtual space. However, the distance according to the priority of work, for example, the difference between the scheduled time at which work can be started and the current time is set to a value in the height direction (value in the Z-axis direction), or the transfer cranes A to C described above are arranged. The waiting time when the expected time and the expected cargo handling time of the container 22 are compared is converted into a distance, and the distance corresponding to the waiting time for each work command position (for the movement route to the work command position) A value in the height direction (value in the Z-axis direction) may be added. Therefore, after performing such a process, the storage means 12 solves the shortest path problem again, and performs a process of directing the transfer cranes A to C to work command positions that are close in the virtual space. It is good to record the program.

このような処理を行う事によれば、優先順位を判断するためのパラメータが距離(仮想距離)のみとなる。よって、時間に対する閾値を定めた判定等が不要となり、より効率的な配置指令を簡易な処理により行う事が可能となる。   By performing such processing, the parameter for determining the priority order is only the distance (virtual distance). Therefore, it is not necessary to determine a threshold value with respect to time, and a more efficient placement command can be performed by simple processing.

また、上記実施形態では、最短経路問題の結果に対して、直接クラスター分析を行う旨記載した。しかしながら、最短経路問題を解いた後、クラスター分析を行うにあたって、上記のような作業の優先順位、すなわち作業が開始できる予定時刻と現在時刻との差に応じた距離を高さ方向の値(Z軸方向の値)にしたり、トランスファークレーンA〜Cの配備予想時間と、コンテナ22の予想荷役時間とを比較した際の待ち時間を距離に換算し、各作業指令位置に対して(作業指令位置までの移動経路に対して)、待ち時間に応じた距離を付加するために、ノードに付加する高さ方向の値(Z軸方向の値)を付加するようにしても良い。このように、エッジに優先順位を考慮したコストが付加された状態でクラスター分析を行う事で、より、実作業に適した集団(優先順位を加味した上で、作業位置が近い集団)に分割する事が可能となる。   Moreover, in the said embodiment, it described that a cluster analysis was directly performed with respect to the result of the shortest path | route problem. However, after performing the cluster analysis after solving the shortest path problem, the distance according to the priority of the above work, that is, the difference between the scheduled time at which the work can be started and the current time is set in the height direction value (Z (The value in the axial direction) or the waiting time when comparing the expected deployment time of the transfer cranes A to C and the expected cargo handling time of the container 22 is converted into a distance, and for each work command position (work command position) In order to add a distance according to the waiting time, a value in the height direction (value in the Z-axis direction) added to the node may be added. In this way, the cluster analysis is performed with the cost in consideration of the priority order added to the edge, so that it can be divided into groups that are more suitable for actual work (groups that are close to the work position with priority given). It becomes possible to do.

10………自動配備決定システム、12………記憶手段、14………演算手段、16………バス、18………一次記憶手段、20………コンテナヤード、22………コンテナ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ......... Automatic deployment determination system, 12 ......... Storage means, 14 ......... Calculation means, 16 ......... Bus, 18 ......... Primary storage means, 20 ......... Container yard, 22 ......... Container.

Claims (12)

コンテナターミナル内のコンテナ荷役を行うためにトランスファークレーンを配置する複数の配置点と、各配置点間を結ぶ移動経路が定められたマップ、及び前記配置点間における最短経路問題を解くための第1プログラムが記録された記憶手段と、
前記第1プログラムを起動して、指定された複数の前記配置点を通過、または前記配置点を移動する際の最短移動経路を求める演算手段と、を備え、
前記演算手段は、前記トランスファークレーンの移動動作に応じた時間や荷役作業が開始できる予定時刻と現在時刻との差の時間を距離に変換し、当該距離に応じた値を前記移動経路に付加することを特徴とするトランスファークレーンの自動配備決定システム。
A map in which a plurality of arrangement points where transfer cranes are arranged to perform container handling in the container terminal, a movement route connecting the respective arrangement points is defined, and a first for solving the shortest path problem between the arrangement points Storage means in which the program is recorded;
A calculation means for activating the first program and obtaining a shortest movement path when moving through the plurality of designated arrangement points or moving the arrangement points;
The calculation means converts a time corresponding to the movement operation of the transfer crane or a time difference between a scheduled time when a cargo handling operation can be started and a current time into a distance, and adds a value corresponding to the distance to the movement route. An automatic deployment decision system for transfer cranes.
前記演算手段は、前記トランスファークレーンに対する禁止動作に対して、前記移動経路に付加されたいずれの値よりも大きな値を前記移動経路に付加する構成とすることを特徴とする請求項1に記載のトランスファークレーンの自動配備決定システム。   The said calculating means is set as the structure which adds a value larger than any value added to the said movement path | route with respect to the prohibition operation | movement with respect to the said transfer crane. Transfer crane automatic deployment decision system. 前記演算手段は、予め定めた取決めに従い、前記移動経路に付加される値を、仮想空間上に増加させた次元の高さによって表現することと特徴とする請求項1または2に記載のトランスファークレーンの自動配備決定システム。   3. The transfer crane according to claim 1, wherein the calculation unit represents a value added to the moving path by a height of a dimension increased in a virtual space according to a predetermined agreement. Automatic deployment decision system. 前記記憶手段には、前記マップ上に存在する複数の前記配置点のうち、コンテナの荷役作業が発生している配置点を集合として認識し、それらのすべての配置点間の最短経路距離をコストとして前記最短経路問題を解くことにより得、コストの総和が最少となるように複数の集団に分割する集合分割問題を解くための第2プログラムが記録されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトランスファークレーンの自動配備決定システム。   The storage means recognizes, as a set, arrangement points where a container handling operation is occurring among a plurality of the arrangement points existing on the map, and sets the shortest path distance between all the arrangement points as a cost. A second program for solving a set partitioning problem obtained by solving the shortest path problem and dividing into a plurality of groups so as to minimize the total cost is recorded. 4. The automatic deployment determination system for a transfer crane according to any one of 3 above. 前記演算手段は、前記第2プログラムを介して前記集団を作成する際、前記マップ上に配置される前記トランスファークレーンの数に対応した集団に分割し、
前記記憶手段には、各集団の最優先の作業位置に対して、現在のトランスファークレーンの位置との最短経路距離をコストとして前記最短経路問題を解くことにより得、コストの総和が最少となるようにトランスファークレーンと各集団の最優先作業との組み合わせを決定するいずれの前記トランスファークレーンを配備するのかを定める一般化割当問題を解くための第3プログラムが記録されていることを特徴とする請求項4に記載のトランスファークレーンの自動配備決定システム。
The computing means, when creating the group through the second program, is divided into groups corresponding to the number of transfer cranes arranged on the map,
The storage means is obtained by solving the shortest path problem using the shortest path distance from the current transfer crane position as the cost for the highest priority work position of each group, so that the total cost is minimized. A third program for solving a generalized assignment problem for determining which of the transfer cranes to determine the combination of the transfer crane and the highest priority work of each group is to be recorded is recorded. 4. An automatic deployment determination system for a transfer crane according to 4.
前記記憶手段には、前記演算手段により前記トランスファークレーンと各集団の最優先作業との組み合わせに対して、前記トランスファークレーンが作業位置に配備できる時間を予測する演算を行い、
当該演算により求められた予測配備時間と、予め定められた作業計画に基づく各作業の作業開始可能時間とを比較することにより、トランスファークレーンが待ちとなる時間または各作業が待ちとなる時間を算出し、
前記作業が待ちとなる時間が所定時間以上の作業と、前記トランスファークレーンが待ちとなる時間が所定時間以上となる作業があれば、それらの作業を入れ替えて前記一般化割当問題を再度解く第4のプログラムが記録されていことを特徴とする請求項5に記載のトランスファークレーンの自動配備決定システム。
In the storage means, for the combination of the transfer crane and the highest priority work of each group by the computing means, a calculation for predicting the time that the transfer crane can be deployed at a work position,
By calculating the expected deployment time obtained by the calculation and the work start possible time for each work based on a predetermined work plan, the time when the transfer crane waits or the time when each work waits is calculated. And
If there is a work for which the work waits for a predetermined time or more and a work for which the transfer crane waits for a predetermined time or more, the work is exchanged to solve the generalized assignment problem again. The transfer crane automatic deployment determination system according to claim 5, wherein the program is recorded.
前記記憶手段には、前記第1から第4のプログラムを実行して得られた前記各トランスファークレーンと前記各作業の組み合わせに対して、前記各トランスファークレーンが全ての作業を終了するまでの総走行距離または作業終了時間のうちの少なくとも一方を計算する第5のプログラムが記録されていることを特徴とする請求項6に記載のトランスファークレーンの自動配備決定システム。   In the storage means, the total traveling until each transfer crane finishes all operations for the combination of each transfer crane and each operation obtained by executing the first to fourth programs. 7. The transfer crane automatic deployment determination system according to claim 6, wherein a fifth program for calculating at least one of the distance and the work end time is recorded. 前記記憶手段には、前記集合分割問題の分割数を稼働中の前記トランスファークレーンの数と同数を基準として、この数から分割数を減少させて前記第2から第5のプログラムを実行し、前記総走行距離または前記作業終了時間のうちの少なくとも一方が最少の分割数、あるいは前記作業終了時間に前記トランスファークレーンの平均速度を乗じて距離の次元にしたものを前記総走行距離に加えた指標が最少となる分割数を選択して、
前記トランスファークレーンと各作業の組み合わせを決定する第6のプログラムが記録されていることを特徴とする請求項7に記載のトランスファークレーンの自動配備決定システム。
The storage means executes the second to fifth programs by reducing the number of divisions based on the same number of divisions of the set division problem as the number of operating transfer cranes, At least one of the total travel distance or the work end time is a minimum number of divisions, or an index obtained by multiplying the work end time by the average speed of the transfer crane and adding a distance dimension to the total travel distance Select the smallest number of divisions,
8. The transfer crane automatic deployment determination system according to claim 7, wherein a sixth program for determining a combination of the transfer crane and each work is recorded.
前記記憶手段には、前記演算手段により前記トランスファークレーンと各集団の最優先作業との組み合わせに対して、前記トランスファークレーンが作業位置に配備できる時間を予測する演算を行い、
当該演算により求められた予測配備時間と、予め定められた作業計画に基づく各作業の作業開始可能時間とを比較することにより、トランスファークレーンが待ちとなる時間または各作業が待ちとなる時間を算出し、
前記待ちとなる時間を前記トランスファークレーンの平均速度で除した距離に変換して前記仮想空間上に配置された前記荷役作業が発生している配置点に対して、増加された次元の高さを与えて前記トランスファークレーンの移動経路に前記平均速度で除した距離を付加して、前記最短経路を再度求める第7のプログラムが記録されていることを特徴とする請求項5に記載のトランスファークレーンの自動配備決定システム。
In the storage means, for the combination of the transfer crane and the highest priority work of each group by the computing means, a calculation for predicting the time that the transfer crane can be deployed at a work position,
By calculating the expected deployment time obtained by the calculation and the work start possible time for each work based on a predetermined work plan, the time when the transfer crane waits or the time when each work waits is calculated. And
By converting the waiting time into a distance obtained by dividing the waiting crane by the average speed of the transfer crane, the height of the increased dimension is set with respect to the arrangement point where the cargo handling operation is arranged in the virtual space. The transfer crane according to claim 5, wherein a seventh program is recorded for adding the distance divided by the average speed to the moving path of the transfer crane and obtaining the shortest path again. Automatic deployment decision system.
実空間に対応させて定められる複数の配置点間を移動する移動体の最短移動経路を算出する算出方法であって、
前記配置点間を結ぶ移動経路を備えたマップに対して、前記マップ上を移動する移動体に定められた動作に要する時間を距離に換算する工程と、
前記距離に応じた値を前記移動経路に付加する工程と、
特定の前記配置点間を前記移動体が移動する際の経路を、前記距離をコストとして、最短経路問題を解くことを特徴とする移動体の最短移動経路算出方法。
A calculation method for calculating a shortest movement path of a moving body that moves between a plurality of arrangement points determined in correspondence with a real space,
For a map having a movement path connecting between the arrangement points, a step of converting a time required for an operation determined for a moving body moving on the map into a distance;
Adding a value according to the distance to the travel path;
A method of calculating a shortest movement path of a moving body, comprising solving a shortest path problem by using the distance as a cost for a path when the moving body moves between the specific arrangement points.
前記移動体に対する禁止動作に対して、前記移動経路に付加するいずれの値よりも大きい値を前記移動経路に付加することを特徴とする請求項10に記載の移動体の最短移動経路算出方法。   The method for calculating the shortest movement path of a moving body according to claim 10, wherein a value larger than any value added to the movement path is added to the movement path with respect to the prohibition operation on the moving body. 前記移動経路に付加する値の大小は、仮想空間上に定める高さの変化によって調節することを特徴とする請求項10または11に記載の移動体の最短移動経路算出方法。   The method of calculating the shortest movement path of a moving body according to claim 10 or 11, wherein the magnitude of the value added to the movement path is adjusted by a change in height defined in a virtual space.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109292472A (en) * 2018-09-18 2019-02-01 青岛港国际股份有限公司 Automatic dock ship-loading and load-distribution, unloading stockyard place allocation method and system
CN111832965A (en) * 2020-07-24 2020-10-27 上海海得控制系统股份有限公司 Unmanned same-span multi-crown-block cooperative scheduling method, system, medium and terminal
CN113382948A (en) * 2019-02-14 2021-09-10 株式会社多田野 Crane and route generation system for crane

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001356819A (en) * 2000-06-15 2001-12-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd Operation planning method for self-propelled cargo carrying means and system for the same
JP2004238129A (en) * 2003-02-05 2004-08-26 Jfe Steel Kk Delivery plan planning method and its device
JP2007093334A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Zenrin Co Ltd Route guide system
US20090099686A1 (en) * 2005-05-06 2009-04-16 Hirata Corporation Work transfer system, route setting method, and route setting program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001356819A (en) * 2000-06-15 2001-12-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd Operation planning method for self-propelled cargo carrying means and system for the same
JP2004238129A (en) * 2003-02-05 2004-08-26 Jfe Steel Kk Delivery plan planning method and its device
US20090099686A1 (en) * 2005-05-06 2009-04-16 Hirata Corporation Work transfer system, route setting method, and route setting program
JP2007093334A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Zenrin Co Ltd Route guide system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109292472A (en) * 2018-09-18 2019-02-01 青岛港国际股份有限公司 Automatic dock ship-loading and load-distribution, unloading stockyard place allocation method and system
CN109292472B (en) * 2018-09-18 2021-06-04 青岛港国际股份有限公司 Automatic wharf loading, loading and unloading yard position allocation method and system
CN113382948A (en) * 2019-02-14 2021-09-10 株式会社多田野 Crane and route generation system for crane
CN113382948B (en) * 2019-02-14 2023-03-31 株式会社多田野 Crane and route generation system for crane
CN111832965A (en) * 2020-07-24 2020-10-27 上海海得控制系统股份有限公司 Unmanned same-span multi-crown-block cooperative scheduling method, system, medium and terminal
CN111832965B (en) * 2020-07-24 2024-04-12 上海海得控制系统股份有限公司 Unmanned same-span multi-crown block cooperative scheduling method and system, medium and terminal

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