集装箱码头集卡调度策略的仿真研究

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1、集装箱码头集卡调度策略的仿真研究摘要：在集装箱码头传统的集卡调度模式的基础上,提出在数字化技术环境下的集装箱码头集卡实时调度规则，并建立了这两种调度模式的动态仿真模型。经过仿真实验分析，比较这两种调度模式对码头生产能力的影响，结果表明提出的调度策略是合理可行的，具有较强的可操作性。关键词：集装箱码头；集卡调度策；仿真建模TheContainerTerminalsschedulingstrategysimulationstudyAbstract:Containerterminaltraditionalsetofcardsschedulingmodelbasedonthereal-timesc

2、hedulingrulesContainerTerminalsintheenvironmentofdigitaltechnology,andtheestablishmentofadynamicsimulationmodelforthetwoschedulingmodes.Simulationanalysiscomparingthesetwoschedulingmodesofproductioncapacityofthepier,theresultsshowthattheproposedschedulingpolicyisreasonableandfeasible,withastrongop

3、erability.1引言随着无线网络技术的不断发展，在集装箱码头采用无线局域网来调度集卡已经成为一种必然趋势。目前，国内较大的码头都配备了先进的管理信息系统，其中都包括集卡调度子系统，但在实际生产中真正做到集卡全场实时调度的码头并不多，大部分码头采用的还是传统的固定作业路的集卡调度模式。集装箱码头使用集卡实时调度系统的效果受多方面的影响，但主要的还是在集卡调度系统的管理软件中，在其科学性，合理性、全局性和可操作性上存在着缺陷，有待于进一步研究。2传统调度模式与实时调度模式通常情况下，采用岸边桥式起重机和场地轮胎式起重机的集装箱码头，都采用集卡在码头与堆场间作集装箱水平运输，每台岸边桥式起

4、重机按照一定的比例配备集卡数量，一般为每台岸边起重机配备4-5辆集卡，一台岸边桥式起重机和对应配备的集卡组成了一条作业路，由调度人员安排。集卡配备给一台岸边桥式起重机后，其行车路线相对固定。因此，在集卡作业循环过程中，半圈为重载，半圈为空载。这种方式也称为“面向作业路”的作业模式。这种模式有其优势，如方便管理，便于生产考核，但不适应现代化集装箱码头生产管理的发展要求。因为空载造成集卡能耗和时间浪费，同时由于岸桥、场桥的作业效率以及集卡拖运距离的不同，从而各个作业路的循环时间有长有短，因此造成了在作业过程中岸桥等待集卡或集卡在船边或堆场排长队等待装卸的情况，严重地影响了码头生产效率。要解决这

5、个问题首先必须打破现有的按作业路安排集卡的模式，混合装船、卸船和转堆收发等一系列需要内集卡参与的多条作业路共享所有集卡，使每辆集卡同时对应多条作业路，保证集卡在卸载后可就近投入其他需要负载的作业路中。这种集卡实时调度的生产方式也称为“面向作业面”的作业模式。显然，集卡实时调度系统的应用对码头的装卸模式的改进和码头作业效率的提高有深远的影响，是集装箱码头适应船舶大型化发展的必然趋势。3集卡实时调度策略目前，国内采用集卡全场实时调度的集装箱码头十分有限，并且使用的绝大多数都是国外的管理软件，在使用过程中也出现了不少问题。本文提出一种集卡实时调度策略，并通过计算机仿真来验证其合理性和有效性。3.

6、1集卡实时调度原则1）以岸边起重机的效率为本，岸桥下等待作业的集卡数少的作业路优先享有空闲集卡的分配。2）对码头前沿的空闲集卡优先指定前沿的作业指令，对堆场的空闲集卡优先指定堆场的作业指令。3）就近作业指令为次优先分配条件，当几条作业路达到平衡时，也就是等待作业的集卡数相等，就为空闲集卡匹配路径最短的作业指令。当以上原则相互冲突时，按优先权从高到低分别为1）、2）、3）。3.2集卡实时调度算法在集卡实时调度模式中，集卡在码头前沿卸箱后成为空闲状态时分配指令的调度算法是集卡控制的关键环节之一。这时，集卡实时调度系统要首先为该集卡在卸船岸桥中搜索合适的目的地，尽量做到集卡在码头前沿的“重进重出

7、”。集卡在码头前沿卸箱后成为空闲状态时分配指令的调度算法如图1所示。其中：qcmax为分配给卸船岸桥的最大集卡数；ycmax为分配给装船场桥的最大集卡数。有岸桥在卸船？在卸船岸桥中搜索分配集卡数最少的岸桥在分配集卡数同为最少的岸桥中搜索距离最近的岸桥该岸桥分配集卡数