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申请/专利权人：青岛职业技术学院

摘要：本发明提供一种提高集装箱入场效率的双箱式集装箱起重机控制方法，包括：确定双箱式集装箱起重机负责区域中的堆场信息、入场集装箱信息、入场区域中集装箱信息和控制要求信息；根据入场集装箱的尺寸大小和出场次序对其进行分类；获得候选栈从中依次选取位置，获得起重机初始控制方案；根据双箱式集装箱起重机可以一次操作两块集装箱的特征，考虑集装箱摆放位置对集装箱入场和出场的影响，对起重机初始控制方案进行优化；将最终控制方案转换为起重机指令并传送到起重机终端，控制双箱式集装箱起重机依次执行操作完成集装箱入场。本发明方案可提升双箱式集装箱起重机操作效率，减少了集装箱入场时间和集装箱出场时间，提高了集装箱堆场的集装箱流通效率，进而提升码头整体物流效率。

主权项：1.一种提高集装箱入场效率的双箱式集装箱起重机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：从码头数据库中读取双箱式集装箱起重机所负责的入场区域中的堆场信息、入场集装箱信息、入场区域中的集装箱信息和控制要求信息；其中，所述堆场信息包括贝总数及序号、栈总数及序号、每个栈存放集装箱的最大层数、每个栈实际存放集装箱尺寸和集装箱总数，所述入场集装箱信息包括集装箱号、入场次序号、集装箱尺寸和集装箱出场次序号，所述区域中集装箱信息包括集装箱号、集装箱尺寸、集装箱所在栈号、层号和出场次序号，控制要求信息包括一次吊取两块集装箱的规则、最小化起重机操作次数和最小化堆场中障碍集装箱数的优化权重；步骤2：根据入场集装箱的尺寸大小和出场次序，对入场集装箱进行分类，将尺寸大小和出场次序相同的集装箱划分为同一类型，统计20英寸长的集装箱总数和40英寸长的集装箱总数；步骤3：根据双箱式集装箱起重机负责区域中的集装箱信息和堆场信息，统计存放20英寸长的集装箱栈中的空位置个数和存放40英寸长的集装箱栈中的空位置个数，若两个空位置个数分别大于等于对应尺寸的入场集装箱个数，则执行步骤4，否则输出预警信息，无法完成全部集装箱入场；步骤4：从指定入场区域中依次为每个入场集装箱选取目标栈，从而获得初始控制方案，作为历史最优控制方案，具体方法如下：步骤4.1：选取与当前入场集装箱尺寸大小匹配的未满栈作为候选栈；步骤4.2：根据目标栈优选规则，从候选栈中为当前入场集装箱选择目标栈；步骤4.3：根据选择的目标栈生成起重机初始控制方案，其中，所述初始控制方案为将入场集中箱放入目标栈的起重机指令序列；步骤5：将入场集装箱分为20英寸集装箱和40英寸集装箱，将指定入场区域中的栈分为存放20英寸集装箱的栈和存放40英寸集装箱的栈，将初始控制方案分为移动20英寸集装箱的起重机指令序列和移动40英寸集装箱的起重机指令序列，并行执行步骤6和步骤7；步骤6：采用变异算子对40英寸集装箱初始控制方案进行优化，具体步骤如下：步骤6.1：将40英寸集装箱初始控制方案作为40英寸集装箱当前控制方案，设定最大迭代次数，建立记录列表，记录变异操作的组合，设定列表长度；步骤6.2：按照40英寸集装箱当前控制方案进行模拟操作，并利用评价指标值对当前40英寸集装箱控制方案进行评价，其中，评价指标值为模拟操作后堆场中40英寸障碍集装箱数；步骤6.3：执行变异算子，即随机选择一个起重机指令，改变其放入集装箱的栈号，产生新的候选控制方案，并执行步骤6.2对新的候选控制方案进行评价；步骤6.4：判断新的候选控制方案的变异操作是否在记录列表中，若是，执行步骤6.6，否则，执行步骤6.5；步骤6.5：将新的变异操作记入记录列表，根据评价指标值判断新的候选控制方案是否优于历史最优控制方案，若是，将新的候选控制方案作为历史最优控制方案，并将其作为当前控制方案，执行步骤6.7，否则，保留历史最优控制方案作为当前控制方案，执行步骤6.7；步骤6.6：判断新的候选控制方案是否优于历史最优控制方案，若是，将新的候选控制方案作为历史最优控制方案，并将其作为当前控制方案，否则，保留历史最优控制方案作为当前控制方案；步骤6.7：判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数，若是，则将当前控制方案作为最终控制方案，执行步骤8，否则，返回步骤6.3；步骤7：采用合并算子对20英寸集装箱初始控制方案进行优化，具体方法如下：步骤7.1：将20英寸集装箱初始控制方案作为20英寸集装箱当前控制方案，设定最大迭代次数，建立记录列表，记录合并操作和变异操作的组合，设定列表长度；步骤7.2：按照20英寸集装箱当前控制方案进行模拟操作，并利用评价指标值对当前20英寸集装箱控制方案进行评价，其中，评价指标值等于起重机指令数指标和堆场中障碍集装箱数指标之和，起重机指令数指标为起重机指令数与起重机指令数权重之积，堆场中障碍集装箱数指标为堆场中障碍集装箱数与堆场中障碍集装箱数权重之积；步骤7.3：根据双箱式集装箱起重机一次吊取两块集装箱的规则要求，从20英寸集装箱当前控制方案中从起重机指令序列前到后依次选择两个序号相邻的起重机指令进行合并，要求两个起重机指令移动的集装箱出场序号必须相同，产生新的候选控制方案；步骤7.4：根据目标栈优选规则对新的候选控制方案中的目标栈进行修正，若输出无候选栈的预警，则删除此候选控制方案，否则保留此方案；步骤7.5：判断新的候选控制方案的合并操作是否在记录列表中，若是，执行步骤7.7，否则，执行步骤7.6；步骤7.6：将新的合并操作记入记录列表，根据评价指标值判断新的候选控制方案是否优于历史最优控制方案，若是，将新的候选控制方案作为历史最优控制方案，并将其作为当前控制方案，执行步骤7.8，否则，保留历史最优控制方案作为当前控制方案，执行步骤7.8；步骤7.7：判断新的候选控制方案是否优于历史最优控制方案，若是，将新的候选控制方案作为历史最优控制方案，并将其作为当前控制方案，否则，保留历史最优控制方案作为当前控制方案；步骤7.8：判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数，若是，则将当前控制方案作为最终控制方案，执行步骤8，否则，返回步骤7.3；步骤8、根据集装箱入场先后次序将40英寸集装箱最终控制方案和20英寸集装箱最终控制方案进行合并，获得的最终控制方案存储于数据库中，并通过网络将其发送至起重机终端；步骤9、根据起重机终端获取的控制方案控制双箱式集装箱起重机到达指定位置，对所有入场集装箱进行运送操作。

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