基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭設備調度方法及系統與流程

本發明涉及碼頭作業設備調度，尤其是涉及一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭設備調度方法及系統。

背景技術：

1、自動化碼頭生產操作通常使用調度算法進行水平運輸設備任務調配、編排以及作業指令派發，調度算法要統籌考慮設備狀態、設備實時位置、場區交通情況等多種因素，通過科學合理的調度減少水平運輸設備作業過程中的等待時間和無效移動，提高整體作業效率，進而降低單位貨物的運輸成本。目前常見的調度算法運行機制是先獲取空閑設備，再檢索全部指令，從中選擇最緊急的任務分配給設備。此種方式的優勢是派發設備任務時能夠保證得到任務的最新狀態，不會有數據滯后的情況。劣勢是派發效率受檢索數據的數量級影響較大，指令任務越多，檢驗條件越復雜，效率就越慢。而且以設備觸發去檢索指令，也無法保證任務和設備匹配的合理性，通常會出現任務目的位置和設備距離較遠的情況。

技術實現思路

1、為此，本發明的一個目的在于提出一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭設備調度方法及系統，以解決背景技術中所提到的問題，克服現有技術中存在的不足。

2、為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

3、一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，包括：

4、任務匹配模塊對作業設備進行檢索生成第一設備清單；

5、任務匹配模塊對作業任務進行檢索生成第一任務清單，并對第一任務清單進行過濾形成第二任務清單；

6、將第二任務清單內的作業任務與第一設備清單內的作業設備進行匹配，生成任務匹配清單；

7、設備派發模塊實時檢索第一設備清單內作業設備的狀態，當檢索到作業設備空閑時，根據任務匹配清單對空閑作業設備進行任務派發，作業設備執行派發的作業任務。

8、作為優選，所述任務匹配模塊對作業設備進行檢索生成第一設備清單包括：任務匹配模塊內建立設備檢索單元，根據校驗規則篩選設備集合內的有效設備，具體為在設備集合中排除未在線的設備、故障狀態的設備和禁止作業狀態的設備，從而形成第一設備清單，并記錄第一設備清單內所有作業設備的實時位置和作業狀態。

9、作為優選，所述任務匹配模塊對作業任務進行檢索生成第一任務清單包括：任務匹配模塊內建立任務檢索單元和優先規則定義單元，任務檢索單元負責檢索設備集合內作業設備所對應的全部作業任務，并對作業任務進行選取，將作業任務根據預計作業時間進行排序，形成第一任務清單。

10、作為優選，所述對作業任務進行選取時，選取的作業任務數量大于或等于第一設備清單內的作業設備數量，且不超過第一設備清單內的作業設備數量的2倍。

11、作為優選，當將作業任務根據預計作業時間進行排序時，若出現多個作業任務的預計作業相同時，則調用優先規則定義單元，根據岸橋作業類型、岸邊車輛行進方向對作業任務進行二次排序。

12、作為優選，所述對第一任務清單進行過濾形成第二任務清單包括：根據定義好的指令校驗規則對第一任務清單內的無效指令進行過濾，具體包括將不需要調配碼頭內部水平運輸設備的直提、直裝箱任務、有禁止作業標記的任務剔除，形成第二任務清單。

13、作為優選，所述將第二任務清單內的作業任務與第一設備清單內的作業設備進行匹配，生成任務匹配清單包括：任務匹配模塊內建立路徑模擬單元，從第二任務清單的第一個作業任務開始，對應檢索第一設備清單內的全部作業設備，通過路徑模擬單元，計算第一設備清單內的作業設備從當前實時位置到任務目的位置所需的執行時間，當第一設備清單內的所有作業設備計算完畢后，將用時最少的作業設備與第二任務清單的第一個任務進行預匹配；

14、將完成預匹配的作業設備從第一設備清單內去除，重復上述步驟，直到第一設備清單內的全部作業設備都與第二任務清單內的作業任務建立了預匹配關系，從而生成任務匹配清單。

15、作為優選，所述計算第一設備清單內的作業設備從當前實時位置到任務目的位置所需的執行時間時，若某一作業設備處于作業狀態，則需要附加該設備完成當前作業所需的執行時間。

16、作為優選，在所述作業設備執行派發的任務之前，還包括作業任務校驗，具體的，根據校驗規則判斷當前作業任務是否為禁止和/或設備是否允許執行此類型作業，當判定結果為當前作業任務不為禁止和/或設備允許執行此類型作業時，作業設備執行派發的作業任務。

17、本發明還提供一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度系統，適用于上述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，包括：任務匹配模塊和設備派發模塊；

18、所述任務匹配模塊包括設備檢索單元、任務檢索單元、優先規則定義單元和路徑模擬單元；

19、所述設備檢索單元配置為根據校驗規則篩選設備集合內的有效設備；

20、所述任務檢索單元配置為檢索設備集合所對應的全部作業任務，并對作業任務進行選取，將作業任務根據預計作業時間進行排序；

21、所述優先規則定義單元配置為根據岸橋作業類型、岸邊車輛行進方向對作業任務進行二次排序，形成第一任務清單；

22、所述路徑模擬單元配置為檢索第一設備清單內的全部作業設備，并計算第一設備清單內的作業設備從當前實時位置到任務目的位置所需的執行時間；

23、所述設備派發模塊配置為實時檢索第一設備清單內作業設備的狀態，當檢索到作業設備空閑時，根據任務匹配清單對空閑作業設備進行任務派發。

24、因此，本發明具有以下有益效果：

25、本發明的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭設備調度方法及系統，通過任務匹配模塊提前過濾選擇有效任務清單和有效設備清單，獲取作業設備實時位置數據，通過路徑模擬單元計算作業設備執行某一作業任務的相對耗時，根據任務排序結果，為最緊急的作業任務選擇最合適的作業設備，從而建立作業任務和水平運輸設備一一匹配關系，并通過輪詢機制保證預匹配清單的相對實時性，設備派發模塊檢索設作業備實時狀態，在作業設備具備派發條件的第一時間將其最新的匹配任務派發出去。

26、本發明方法可以使作業設備恢復空閑狀態時第一時間派發到作業任務，提高水平運輸設備派發效率。且本發明方法可綜合考慮作業設備實時位置、交通擁堵情況，預估作業設備執行任務的時間從而為作業任務匹配最佳作業設備，減低作業設備空載率。本發明方法可綜合考慮岸橋優先級規則，船舶結構和船圖分布情況、預估作業時間等因素合理排序、過濾作業任務，保證緊急的任務更快得以執行，從而提升碼頭生產效率。

27、本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

技術特征：

1.一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，所述任務匹配模塊對作業設備進行檢索生成第一設備清單包括：任務匹配模塊內建立設備檢索單元，根據校驗規則篩選設備集合內的有效設備，具體為在設備集合中排除未在線的設備、故障狀態的設備和禁止作業狀態的設備，從而形成第一設備清單，并記錄第一設備清單內所有作業設備的實時位置和作業狀態。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，所述任務匹配模塊對作業任務進行檢索生成第一任務清單包括：任務匹配模塊內建立任務檢索單元和優先規則定義單元，任務檢索單元負責檢索設備集合內作業設備所對應的全部作業任務，并對作業任務進行選取，將作業任務根據預計作業時間進行排序，形成第一任務清單。

4.根據權利要求3所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，所述對作業任務進行選取時，選取的作業任務數量大于或等于第一設備清單內的作業設備數量，且不超過第一設備清單內的作業設備數量的2倍。

5.根據權利要求3所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，當將作業任務根據預計作業時間進行排序時，若出現多個作業任務的預計作業相同時，則調用優先規則定義單元，根據岸橋作業類型、岸邊車輛行進方向對作業任務進行二次排序。

6.根據權利要求1所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，所述對第一任務清單進行過濾形成第二任務清單包括：根據定義好的指令校驗規則對第一任務清單內的無效指令進行過濾，具體包括將不需要調配碼頭內部水平運輸設備的直提、直裝箱任務、有禁止作業標記的任務剔除，形成第二任務清單。

7.根據權利要求1所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，所述將第二任務清單內的作業任務與第一設備清單內的作業設備進行匹配，生成任務匹配清單包括：任務匹配模塊內建立路徑模擬單元，從第二任務清單的第一個作業任務開始，對應檢索第一設備清單內的全部作業設備，通過路徑模擬單元，計算第一設備清單內的作業設備從當前實時位置到任務目的位置所需的執行時間，當第一設備清單內的所有作業設備計算完畢后，將用時最少的作業設備與第二任務清單的第一個任務進行預匹配；

8.根據權利要求7所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，所述計算第一設備清單內的作業設備從當前實時位置到任務目的位置所需的執行時間時，若某一作業設備處于作業狀態，則需要附加該作業設備完成當前作業所需的執行時間。

9.根據權利要求1所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，在所述作業設備執行派發的任務之前，還包括作業任務校驗，具體的，根據校驗規則判斷當前作業任務是否為禁止和/或設備是否允許執行此類型作業，當判定結果為當前作業任務不為禁止和/或設備允許執行此類型作業時，作業設備執行派發的作業任務。

10.一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度系統，適用于權利要求1所述的一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭水平運輸設備調度方法，其特征在于，包括：任務匹配模塊和設備派發模塊；

技術總結
本發明提出了一種基于雙模塊預匹配機制的自動化碼頭設備調度方法及系統，方法包括：任務匹配模塊對作業設備進行檢索生成第一設備清單，對作業任務進行檢索生成第一任務清單，對第一任務清單進行過濾形成第二任務清單；將作業任務與作業設備進行匹配，生成任務匹配清單；設備派發模塊實時檢索第一設備清單內作業設備的狀態，根據任務匹配清單對空閑作業設備進行任務派發，作業設備執行派發的作業任務。本發明可以使作業設備恢復空閑狀態時第一時間派發到作業任務，提高水平運輸設備派發效率。且本發明方法可綜合考慮作業設備實時位置、交通擁堵情況，預估作業設備執行任務的時間從而為作業任務匹配最佳作業設備，減低作業設備空載率。

技術研發人員：曲明,褚英雙,姜嘉旗,王莉,陳鵬,李志強,潘飛,鄭德浩,邱禹
受保護的技術使用者：天津港信息技術發展有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/12/26