[發(fā)明專利]集裝箱碼頭裝卸交通系統(tǒng)布局與交通組織微觀仿真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310608806.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN103606124A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白子建;柯水平;李旭彬;李新海;王新岐;王曉華;高潮;李強(qiáng);趙巍;毛偉;史德軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): G06Q50/30
• 分類號(hào): G06Q50/30;G06Q10/04;G06F9/455
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種集裝箱碼頭裝卸交通系統(tǒng)布局與交通組織微觀仿真方法，其特征是，包括：

建立集裝箱碼頭裝卸交通系統(tǒng)布局與交通組織微觀仿真框架：

元胞的選擇

將前方堆場(chǎng)集港的集裝箱用若干組三維元胞表示，每組三維元胞代表一個(gè)箱區(qū)，箱區(qū)都配有一個(gè)場(chǎng)橋以及相應(yīng)的集卡數(shù)量，每組集卡同樣用一列一維元胞代表；船舶規(guī)定使用三個(gè)岸橋進(jìn)行作業(yè)，因此，碼頭前沿設(shè)有三個(gè)車道與之對(duì)應(yīng)，各用一列元胞代表，每個(gè)車道指定元胞位置表示岸橋作業(yè)處；

元胞自動(dòng)機(jī)的運(yùn)行

仿真總時(shí)長(zhǎng)為40000秒，仿真步長(zhǎng)為1s，每一個(gè)元胞仿真長(zhǎng)度為1m；前方堆場(chǎng)模塊為隨機(jī)生成一個(gè)60*6*3的三維元胞自動(dòng)機(jī)，按照集港的先后順序?qū)γ總€(gè)集裝箱進(jìn)行編號(hào)，區(qū)分集裝箱所在箱區(qū)，箱型以及序號(hào)，無箱則用0表示；集卡模塊，所有箱區(qū)各自對(duì)應(yīng)相同數(shù)量的一維元胞，1代表空閑狀態(tài)，0代表非空閑狀態(tài)；碼頭前沿道路模塊，由于模擬的船舶規(guī)模需要3個(gè)岸橋，所以該模塊有3條道路。每條的長(zhǎng)度為1600m，道路上車輛的車身長(zhǎng)為15m，最大的行駛速度為12m/s；分別在720、800、880處表示三條道路上岸橋的作業(yè)位置；

集裝箱在相應(yīng)泊位的前方堆場(chǎng)集港，待船舶到港后，依配載圖搜索到指定要提的集裝箱，判定該集裝箱上是否有后面的箱子覆蓋，如沒有則直接將該箱從前方堆場(chǎng)提出，否則進(jìn)行翻箱，按配載圖將序號(hào)較大的箱子重新至于下層，提出指定集裝箱；接著判定是否有空閑狀態(tài)的集卡，若存在則該集卡元胞由空閑狀態(tài)變?yōu)榉强臻e狀態(tài)，駛?cè)氪a頭前沿相應(yīng)的車道，否則等待空閑集卡的出現(xiàn)再進(jìn)行后續(xù)步驟；最后的判定是岸橋是否為空閑狀態(tài)，如果空閑，則進(jìn)行裝船作業(yè)，否則在相應(yīng)岸橋處排隊(duì)等待岸橋作業(yè)。作業(yè)完成后，集卡駛出碼頭前沿道路，集卡元胞由非空閑狀態(tài)變?yōu)榭臻e狀態(tài)；再依據(jù)配載圖進(jìn)行下一輪的流程；

（1）元胞的初始化

前方堆場(chǎng)模塊——三維元胞進(jìn)行初始化，三維元胞隨機(jī)生成后，用編號(hào)區(qū)分出每一個(gè)集裝箱所在箱區(qū)號(hào)，箱型以及到港順序，然后隨機(jī)生成一個(gè)一維序號(hào)組代表提箱順序；集卡模塊——每個(gè)箱區(qū)生成的集卡元胞均為空閑狀態(tài)，等待場(chǎng)橋作業(yè)；道路模塊——初始化時(shí)所有道路上沒有車輛；

（2）元胞自動(dòng)機(jī)的運(yùn)行

v(i,k+1)表示第i輛車第k+1秒的速度，v(i,k)表示第i輛車第k秒的速度，v_max表示車輛可以行駛的最大速度，d(i,k)表示第i輛車在第k秒時(shí)與前一輛車的距離，x(i,k+1)表示第i輛車第k+1秒的位置，x(i,k)表示第i輛車第k秒的位置；

1）前方堆場(chǎng)模塊規(guī)則：按照隨機(jī)生成的提箱順序，找到即將被提取的集裝箱后，判定是否需要翻箱，若不需要，則直接提取，該箱位清空；如需要翻箱，則判斷需要翻幾次箱，一次則將上面的一個(gè)箱子放在下面箱位的位置，相面的箱位清空；兩次則將最上面的箱位清空，被上面的兩個(gè)箱子進(jìn)行裝船順序的判斷，將序號(hào)較大的放在最下面的箱位上；

2）集卡隊(duì)列模塊規(guī)則：完成一次裝車作業(yè)，集卡模塊對(duì)應(yīng)的一個(gè)元胞由空閑狀態(tài)變?yōu)榉强臻e狀態(tài)；

3）碼頭前沿道路的更新：當(dāng)運(yùn)行總時(shí)間與堆場(chǎng)裝車完成時(shí)間一致時(shí)，該車輛駛?cè)氪a頭前沿道路，集卡在車道上的主要演化規(guī)則為

①加速：v(i,k+1)=min(v(i,k)+1,v_max)表明集卡司機(jī)期望以最大速度在道路上行駛；

②減速：v(i,k+1)=min(v(i,k),d(i,k))即集卡司機(jī)為避免和前車發(fā)生碰撞而采取減速措施；

③以概率p隨機(jī)慢化:v(i,k+1)=max(v(i,k)-1,0)反映現(xiàn)實(shí)中由包括天氣因素、集卡司機(jī)心理狀態(tài)因素、以及道路的路面狀況因素的不確定因素造成的集卡減速；

④運(yùn)動(dòng)：x(i,k+1)=x(i,k)+v(i,k+1)即集卡按照調(diào)整后的速度向前行駛，進(jìn)入下一個(gè)仿真步；

⑤集卡在岸橋處完成裝船作業(yè)；

4）集卡隊(duì)列模塊規(guī)則：完成一次裝船作業(yè)，集卡駛出道路模塊，其對(duì)應(yīng)的一個(gè)元胞由非空閑狀態(tài)變?yōu)榭臻e狀態(tài)。