[發(fā)明專利]調(diào)配集裝箱碼頭堆場拖車的控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210575339.5
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103020783A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于汝民;李偉;李勛;安國利;楊榮;孫立;閆德順;李強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 天津港（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/28
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

1.一種調(diào)配集裝箱碼頭堆場拖車的控制方法，該控制方法用于集裝箱碼頭堆場拖車調(diào)配決策系統(tǒng)中，調(diào)配決策系統(tǒng)中包括有岸橋的位置傳感器及碼頭生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，該調(diào)配決策系統(tǒng)的調(diào)配安排對所有拖車的動態(tài)服務(wù)于所有的岸橋，該調(diào)配方法包括有以下步驟：

步驟1.首先以碼頭前沿的最左側(cè)頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系O(x,y)，以岸線自左至右為X軸的正方向，以從碼頭前沿至后方堆場的方向為y軸的正方向，碼頭中涉及到的所有位置坐標(biāo)都以此坐標(biāo)系為參考系，通過拖車的GPS定位系統(tǒng)，獲取所有拖車的當(dāng)前坐標(biāo)，記為P_ti(x_ti,y_ti)，其中x_ti與y_ti表示第i個拖車所在位置的橫、縱坐標(biāo)；

步驟2.通過岸橋的位置傳感器，獲取所有岸橋的當(dāng)前位置坐標(biāo)，記為P_c(x_ci,y_ci)，其中x_qi與y_qi表示第i個岸橋所在位置的橫、縱坐標(biāo)；

步驟3.通過碼頭生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，獲取當(dāng)前時間內(nèi)，正在裝卸船作業(yè)的船舶航次，記為Vi，統(tǒng)計航次為Vi的所有裝船任務(wù)和卸船任務(wù)，這些裝船任務(wù)和卸船任務(wù)分別組成的裝船任務(wù)集合和卸船任務(wù)集合記為C_Vi_load和C_Vi_unload，將所有航次的裝卸船任務(wù)合并得到裝船任務(wù)集合和卸船任務(wù)集合為C_load和C_unload；

步驟4.通過碼頭生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，獲取裝船集合C_load中所有即將裝船的集裝箱在堆場中的位置坐標(biāo)P_ly(x_lyi,y_lyi)和即將裝在船上的集裝箱坐標(biāo)P_lv(x_lvi,y_lvi)。然后計算拖車到裝船集裝箱所在堆場的水平距離D₁=|x_ti-x_lyi|+|y_ti-y_lyi|，和裝船集裝箱所在堆場位置到即將裝在船上的位置之間的水平距離D₂=|x_lyi-x_lvi|+|y_lyi-y_lvi|；

通過碼頭生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，獲取卸船集合C_unload中所有即將卸船的集裝箱在船舶上的坐標(biāo)P_ulv(x_ulvi,y_ulvi)，和即將卸船的集裝箱在堆場中的位置坐標(biāo)P_uly(x_ulyi,y_ulyi)。然后計算拖車到所有卸船集合中的裝箱所在船舶的水平距離D₃=|x_ti-x_ulvi|+|y_ti-y_ulvi|，和卸船集裝箱所在船舶位置和拖車到卸船集裝箱所在堆場的水平距離D₄=|x_ulvi-x_ulyi|+|y_ulvi-y_ulyi|；

步驟5.計算堆場拖車j承擔(dān)作業(yè)任務(wù)i的費(fèi)用，計算式子為：隨后，把費(fèi)用記錄在使費(fèi)用矩陣MX中，行表示堆場拖車，列表示作業(yè)任務(wù)；如果拖車數(shù)量少于作業(yè)數(shù)，需要在矩陣中增加列數(shù)，對應(yīng)于所有行的增加列的費(fèi)用被設(shè)定為一個1000000000正數(shù)常量；步驟6.使費(fèi)用矩陣MX變形，讓所有行與列都含有元素0，變形方法的偽代碼如下：

步驟6.嘗試分配，詳細(xì)過程如下：

①從第一行開始，如果i行僅有一個0，則給予此0元素星號（*），星號表示對應(yīng)于i行的堆場拖車只能被派以一項作業(yè)任務(wù)，然后把0元素對應(yīng)的一列中的所有0元素都替之以加號（+），加號表示對應(yīng)于列的作業(yè)已經(jīng)分配以一輛堆場拖車，重復(fù)此步直到最后一行；

②從所述第一列開始，如果j列僅有一個0，則給予此0元素星號（*），星號表示對應(yīng)于j列的作業(yè)任務(wù)只能分配一輛堆場拖車，然后把0元素對應(yīng)的一行中的所有0元素都替之以加號（+），加號表示對應(yīng)于行的拖車已經(jīng)分配一項作業(yè)任務(wù)，重復(fù)此步直到最后一列；

③如果矩陣MX里仍有0元素，找到含有0元素最少的行或列，并用R或C表示；比較對應(yīng)于R行或C列，所有列或行0元素的數(shù)量，找出0元素最少的列或行，用C₁或R₁表示；R行或C列以及C₁列或R₁的0元素標(biāo)上星號（*）；重復(fù)此步直到矩陣中所有0元素都標(biāo)上星號；

④如果帶有星號的0元素的數(shù)量等同于所述矩陣MX的規(guī)則順序，每個星號代表對應(yīng)于行的拖車被調(diào)配以對應(yīng)于列的作業(yè)任務(wù)，緊接著進(jìn)入后面的步驟8；不然將執(zhí)行步驟4；

步驟7.找到最多的獨(dú)立0元素，以下顯示步驟4的過程；

①對沒有星號（*）的行標(biāo)記%符號；

②對于全部帶有%的行，如果某行含有0元素，則在對應(yīng)于這些0元素的列中做上%符號的標(biāo)記；

③對于全部帶有%的列，如果某列含有帶星號（*）的0元素，則在對應(yīng)于這些帶星號0元素的行中做上%符號的標(biāo)記；

④重復(fù)步驟4的①-步驟4的④，直到不能再標(biāo)記%號為止；

⑤對所有帶%的列畫豎直線，帶%的行畫水平線；

⑥如果線的數(shù)量等同于矩陣MX的規(guī)則順序，執(zhí)行步驟4的⑦，否則跳到步驟5；

⑦對于所有水平線和豎直線，有水平線的行（或有豎直線的列）用R（或C）表示。比較對應(yīng)于R行（或C列）的0元素，所有列（或行）0元素的數(shù)量，找出0元素最少的列（或行），用C₁（或R₁）表示；R行（或C列）以及C₁列（或R₁）的0元素標(biāo)上星號（*）；然后到步驟3、步驟4；

⑧找出未被線掩蓋的所有元素中的一個最小值Min₁，接著把帶%行中的所有元素值減去Min₁，帶%列中的所有元素值加上Min₁，這樣一個新的費(fèi)用矩陣MX建立了起來；前往步驟1操作MX矩陣；

步驟8.將矩陣MX中的調(diào)配方案通過碼頭的無線網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送到每一臺拖車上，拖車開始執(zhí)行任務(wù)。