專利名稱：一種集裝箱船舶自動配載方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集裝箱船舶配載領域，尤其涉及一種集裝箱船舶自動配載方法及系統(tǒng)。
背景技術：
碼頭上的集裝箱船舶配載通常是由碼頭配載人員對集裝箱船舶進行人工配載，而集裝箱碼頭配載人員對中大型的集裝箱船舶進行配載需要較長的時間，但船舶公司要求的時間通常較短，因此對碼頭配載人員的要求較高，特別是對于船舶集中到港的情況下，碼頭配載人員嚴重不足，給集裝箱碼頭船舶配載帶來了較大的壓力。另外，人工對船舶進行配載難以對堆場機械、人力資源進行合理的安排，經(jīng)常造成碼頭船舶作業(yè)擁堵，船舶配載作業(yè)效率低下。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提高集裝箱船舶配載效率，減少碼頭船舶作業(yè)擁堵，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種集裝箱船舶自動配載方法及系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種集裝箱船舶自動配載方法，包括如下步驟:S1、確定需要做自動配載的船舶，讀取自動配載參數(shù)設置模塊設置的該船舶的配載范圍及配載范圍內船位的數(shù)量N及船位信息；獲取需要進行配載到所述船舶的集裝箱列表;S2、根據(jù)計劃隊列管理模塊的設定讀取所述配載范圍內各船位的隊列順序，對各船位按隊列順序進行排序，序號為1，2......1......N-1, N ;其中O < i < N ;S3、根據(jù)預先設定的配載寬度X和配載深度I,按照各船位的隊列順序依次對各船位進行配載，確定各船位對應的集裝箱；S4、根據(jù)步驟S3中確定的各船位對應的集裝箱生成自動配載計劃和自動配載作業(yè)指令，顯示自動配載計劃；并通過無線信號將自動配載作業(yè)指令發(fā)送到堆場機械接收設備上。具體地，所述集裝箱列表包括各集裝箱編號、所屬船舶、重量、尺寸、高度及存放要求。 所述步驟S3具體包括S31、更新集裝箱列表，在集裝箱列表中刪去第1-Ι號船位配載的集裝箱，形成新的集裝箱列表；S32、對第i號船位進行配載:對集裝箱列表中的每一個集裝箱根據(jù)堆場取箱規(guī)則模板設定的罰分規(guī)則逐一計算堆場取箱罰分值；根據(jù)配載寬度X和配載深度y，對第i號船位選取集裝箱，先根據(jù)堆放規(guī)則排除不符合堆放規(guī)則的集裝箱，然后選取符合堆放規(guī)則的堆場取箱罰分值最小的X個集裝箱，針對第i號船位選取的X個集裝箱，分別對i+Ι號至i+y號船位分別選取堆場罰分值最小的集裝箱，對第i+Ι號至i+y號船位選取集裝箱的過程中同樣排除不符合堆放規(guī)則的集裝箱；對得到的對i號至i+y號船位分配集裝箱的X種分配組合，計算每種分配組合的堆場取箱罰分總值；所述堆放規(guī)則通過堆放規(guī)則設置模塊預先設定；S33、取堆場取箱罰分總值最小的分配組合中第i號船位分配到的集裝箱為第i號船位配載的集裝箱；S34、判斷i是否大于或等于N，若是轉入步驟S4，若否，i = i+Ι，轉入步驟S31。進一步地,在步驟SI之前還包括S0、通過自動配載參數(shù)設置模塊設置船舶的配載范圍，通過計劃隊列管理模塊設置所述配載范圍內各船位的隊列順序，通過堆放規(guī)則設置模塊設定堆放規(guī)則，通過堆場取箱規(guī)則模板設置模塊設定堆場取箱罰分規(guī)則，以及設定配載寬度X和配載深度I。具體地，所述堆放規(guī)則包括:集裝箱重量不得超過船位限重；集裝箱高度不得超過船位限高；上層集裝箱重量減去下層集裝箱重量不得超過限制；船位必須符合集裝箱存放要求。具體地，所述罰分規(guī)則包括單貝連續(xù)發(fā)箱罰分、場地翻箱罰分、堆場剩余箱罰分、與其他桿的沖突罰分、同BLOCK桿沖突罰分、鄰層重量差罰分、雙箱掉選箱罰分以及上述各種罰分的罰分值，每個集裝箱的堆場取箱罰分值為上述所有罰分值的總和。具體地，所述船位信息包括船位的限重、限高和位置信息。本發(fā)明還提供一種使用如前所述的集裝箱船舶自動配載方法的集裝箱船舶自動配載系統(tǒng)，包括配載服務器和與配載中心無線通信連接的作業(yè)機械通信終端，所述配載服務器用于生成配載方案和作業(yè)指令并將作業(yè)指令發(fā)送至作業(yè)機械通信終端；所述配載服務器包括自動配載參數(shù)設置模塊，用于設置各船舶的配載范圍；計劃隊列管理模塊，用于設定配載范圍內的各船位的隊列順序；堆放規(guī)則設置模塊，用于設置堆放規(guī)則；堆場取箱規(guī)則設置模塊，用于設定堆場取箱罰分規(guī)則；輸入模塊，用于輸入信息；自動配載模塊，用于根據(jù)輸入模塊輸入的需配載的船舶信息、需配載到該船舶的集裝箱列表，讀取所述配載范圍和所述配載范圍內的各船位的隊列順序，根據(jù)所述堆放規(guī)則和堆場取箱罰分規(guī)則依次對各船位進行配載，配載完成后生成配載方案和作業(yè)指令；顯示模塊，用于顯示自動配載模塊生成的配載方案；無線通信模塊，用于向作業(yè)機械通信終端發(fā)送自動配載模塊生成的作業(yè)指令。進一步地，所述配載服務器還包括存儲模塊，用于存儲自動配載參數(shù)設置模塊設置的配載范圍信息、計劃隊列管理模塊設置的船位隊列信息、堆放規(guī)則設置模塊設置的堆放規(guī)則信息、堆場取箱規(guī)則設置模塊設置的堆場取箱罰分規(guī)則信息以及自動配載模塊生成的配載方案。具體地，所述無線通信模塊包括下列無線通信模塊的至少一種:GSM 模塊；CDMA 模塊；GPRS 模塊；3G 模塊。實施本發(fā)明的有益效果:實施本發(fā)明提供的自動配載方法和系統(tǒng)，只需事先設置好各項參數(shù)，配載服務器即可自動生成配載方案，可在一定程度上替代傳統(tǒng)的人工配載，節(jié)省人力成本，提高集裝箱船舶配載效率，減少集裝箱船舶等待時間。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:圖1是本發(fā)明實施例的集裝箱船舶自動配載方法流程示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的集裝箱船舶自動配載方法詳細流程示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的集裝箱船舶自動配載系統(tǒng)連接框圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明提供一種集裝箱船舶自動配載方法，包括如下步驟:步驟S0、通過自動配載參數(shù)設置模塊設置船舶的配載范圍，通過計劃隊列管理模塊設置所述配載范圍內各船位的隊列順序，通過堆放規(guī)則設置模塊設定堆放規(guī)則，通過堆場取箱規(guī)則模板設置模塊設定堆場取箱罰分規(guī)則，以及設定配載寬度X和配載深度I ;S1、首先確定需要做自動配載的船舶，船舶有相應的船號，確定船舶后讀取自動配載參數(shù)設置模塊設置的該船舶的配載范圍和配載范圍內船位的數(shù)量N及各船位的船位信息；各船位信息包括各船位的限重、限高和具體位置；獲取需要進行配載到所述船舶的集裝箱列表，集裝箱列表包括各集裝箱編號、所屬船舶、重量、尺寸、高度及存放要求；S2、根據(jù)計劃隊列管理模塊的設定，讀取配載范圍內各船位之間設定的隊列順序，
對各船位按隊列順序進行編號，本實施例中序號編為1，2......1......N-1,N,其中O < i < N,
需要理解的是，本發(fā)明的船位排序方式不限于此，本領域普通技術人員可以根據(jù)實際情況選擇其他的排序方式；S3、根據(jù)預先設定的配載寬度X和配載深度y，按照各船位的隊列順序依次對各船位進行配載，確定各船位對應的集裝箱；S4、根據(jù)步驟S3中確定的各船位對應的集裝箱生成自動配載計劃和自動配載作業(yè)指令，顯示自動配載計劃；并通過無線信號將自動配載作業(yè)指令發(fā)送到堆場機械接收設備上。具體地,如圖2所示,步驟S3包括下列步驟:
步驟S31、更新集裝箱列表，具體地，即對第i號船位配載前，在集裝箱列表中刪去第i_l號船位已配載的集裝箱的信息，形成未配載的集裝箱列表；特殊地，對第一個船位進行配載前i_l = 0，無需刪除；步驟S32、對第i號船位進行配載:其中O < i彡N ;具體地，預先設定配載寬度X和配載深度y，根據(jù)配載寬度X和配載深度y對第i號船位進行配載。首先計算各集裝箱的堆場取箱罰分值，并根據(jù)堆放規(guī)則設置模塊設定的堆放規(guī)則在集裝箱列表中排除不符合堆放規(guī)則的集裝箱，在符合堆放規(guī)則的集裝箱列表中選取堆場取箱罰分值最小的X個集裝箱；隨后對應i號船位的X種選擇，根據(jù)配載深度I對i+Ι號至i+y號集裝箱分別選取堆場取箱罰分值最小的集裝箱，需要注意的是，對每一個船位選取集裝箱時均排除前面的船位已經(jīng)選擇過的集裝箱，同時選取的每一個集裝箱需滿足堆放規(guī)則的要求；計算每一種分配組合的堆場取箱罰分總值，堆場取箱罰分總值為該分配組合下各集裝箱的堆場取箱罰分值之和。本實施例中堆場取箱罰分值由堆場取箱規(guī)則模板預先設定，具體地，包括單貝連續(xù)發(fā)箱罰分、場地翻箱罰分、堆場剩余箱罰分、與其他桿的沖突罰分、同BLOCK桿沖突罰分、鄰層重量差罰分、雙箱掉選箱罰分以及上述各種罰分的罰分值，每個集裝箱的堆場取箱罰分值為上述所有罰分值的總和；步驟S33、取堆場取箱罰分總值最低的分配組合中第i號船位分配到的集裝箱為對第i號船位配載的集裝箱；若出現(xiàn)多種分配組合堆場取箱罰分總值并列最低的情況，則隨機選取一種；步驟S34、判斷i是否大于或等于N，如果判斷結果為是則說明全部船位已配載完畢，進入步驟S4;如果判斷結果為否則說明全部船位未配載完畢，使i = i+Ι，并轉入步驟S31，從而對下一個船位進行配載。下面詳細的說明本實施例中對一個集裝箱的堆場取箱罰分值的算法:1、單貝連續(xù)發(fā)箱罰分值計算:計算在該集裝箱之前，該集裝箱所在貝的連續(xù)發(fā)箱數(shù)；根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的單貝連續(xù)發(fā)箱公式，計算出該箱單貝連續(xù)發(fā)箱罰分值；2、場地翻箱罰分值計算:若該集裝箱不處于最外層或最上層，若要先發(fā)該集裝箱必須進行翻箱操作，則計算場地翻箱罰分值，所需翻箱的數(shù)量越多，場地翻箱罰分值越高；3、堆場剩余箱罰分值計算:為了提高堆場的利用率，當某貝剩余一定數(shù)量，優(yōu)先發(fā)柜，具體地，根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的堆場剩余箱公式和堆場剩余箱數(shù)，計算出堆場剩余箱罰分值，堆場剩余箱越多，堆場剩余箱罰分值越大；4、與其他桿的沖突罰分值計算:根據(jù)堆場取箱規(guī)則參數(shù)設定的臨貝大小和時間段大小，根據(jù)岸橋的開工時間和作業(yè)效率，系統(tǒng)計算在某一時間段，當前集裝箱箱在臨貝存在的其它桿數(shù)；根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的與其它桿沖突公式，計算出該箱與其它桿沖突罰分值；5、同block桿沖 突罰分值計算:根據(jù)堆場取箱規(guī)則參數(shù)設定的時間段大小，根據(jù)岸橋的開工時間和作業(yè)效率，系統(tǒng)計算在某一時間段內，當前選箱在同BLOCK存在的桿數(shù)；根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的同block桿沖突公式，計算出該箱在同block桿沖突罰分值；6、鄰層重量差罰分值計算:定義鄰層重量差為Λ W，兩箱在上下層分布時，WA-WB=AW(WA:上層箱重量；WB下層箱重量；AW:自定義的上下層重量差)；根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的鄰層重量差計算公式，計算出鄰層重量差罰分值，其中，AW越大，鄰層重量差罰分值越大；7、雙箱吊取箱罰分值計算:判斷是否是雙箱吊取箱，若是，計算雙箱吊取箱罰分值；雙箱吊取箱是指集裝箱尺寸可以使得兩個集裝箱同時被作業(yè)機械通信終端吊起；本實施例中雙箱吊取箱罰分值計算方法為:根據(jù)兩集裝箱所在的位置，計算距離，距離越大，雙箱吊取箱罰分值越大。對于一個集裝箱計算堆場取箱罰分值時，需將上述七種罰分值相加得出。需要理解的是，上述七種堆場取箱罰分值的計算方式只是本發(fā)明實施例中的優(yōu)選選擇，具體實施過程本領域普通技術人員可根據(jù)實際情況進行設置為其它的計算方式。下面通過具體的例子說明本發(fā)明對集裝箱和船位的自動配載過程:假設需配載的船舶上有十個船位，按照配載順序編號為1，2……9，10 ；可配載到該船舶的集裝箱有10個，其中A箱區(qū)有A1、A2、A3共三個，B箱區(qū)有B1、B2、B3、B4四個，C箱區(qū)有C1、C2、C3共三個；預先設定的配載寬度X = 2，配載深度y = 2 ;首先對I號船位進行配載，選取兩個符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的X個(2個)集裝箱A2和Cl，其罰分值分別為10和12 ；
·
假如I號船位配載集裝箱A2，此時假定集裝箱A2已被配載(即已不在堆場中)，對2號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱A3，其堆場取箱罰分值為11，對3號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱BI (排除A2、A3)其堆場取箱罰分值為14 ;假如I號船位配載集裝箱Cl，此時假定集裝箱Cl已被配載(即已不在堆場中)，對2號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱C2，其堆場取箱罰分值為7，對3號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱C3(排除C1、C2)，其堆場取箱罰分值為9;計算I號和2號船位的2種集裝箱分配組合(A2，A3，BI)和(Cl、C2、C3)，經(jīng)過計算，分配組合(Cl，C2，C3)的堆場取箱罰分值總值最小，則將I號船位配載集裝箱Cl ；接下來對2號船位進行配載(i = i+1 = 2)，在集裝箱列表中刪去集裝箱Cl(1-1=I)，對2號船位的配載方法如對I號船位的配載方法相似，不再贅述。然后依次對3號至10號船位進行配載，直至全部船位配載完成。需要理解的是，本實施例中為了說明的方便將配載寬度X和配載深度y的取值為2和2，具體實施過程本領域普通技術人員可根據(jù)實際情況進行設置配載寬度X和配載深度y的取值。特殊地，將X取值設為1，將y取值設為O時，即每個船位均選取符合堆放規(guī)則的堆場取箱罰分值最小的集裝箱進行配載，此時配載方案的計算速度最快，但可能不能得到最佳的配載方案；特殊地，將x，y取值設為無窮大(實際計算中X為符合堆放規(guī)則的集裝箱的數(shù)量，y為剩余船位的數(shù)量)，即在對每個船位進行配載時均計算所有可能的分配組合，取堆場取箱罰分值最小的集裝箱分配組合，這種配載方案的計算速度較慢，但可得到較優(yōu)的配載方案。
本實施例中堆放規(guī)則設置模塊設定的堆放規(guī)則包括如下規(guī)則:1、集裝箱重量不得超過船位限重；2、集裝箱高度不得超過船位限高；3、上層集裝箱重量減去下層集裝箱重量不得超過限制；4、船位必須符合集裝箱存放要求；如集裝箱存放要求中要求必須存放在艙內的，則艙面的船位不符合該集裝箱的存放要求。若某集裝箱不滿足上述四條規(guī)則中的任意一條，即視為不符合堆放規(guī)則。需要理解的是，上述堆放規(guī)則僅為本實施例中的優(yōu)選選擇，具體實施過程中本領域普通技術人員可根據(jù)實際情況選擇和設定合適的堆放規(guī)則。本發(fā)明還提供一種使用上述集裝箱船舶自動配載方法的集裝箱船舶自動配載系統(tǒng)，如圖3所示，該自動配載系統(tǒng)包括配載服務器I以及與配載服務器I無線通信連接的作業(yè)機械通信終端2，配載服務器I生成配載方案和作業(yè)指令并將作業(yè)指令發(fā)送至作業(yè)機械通信終端2。作業(yè)機械通信終端2安裝在作業(yè)機械上，或由作業(yè)機械操作人員手持控制，作業(yè)機械包括堆場場橋和/或岸橋理貨終端等碼頭上常用的作業(yè)機械。配載服務器 I包括下列模塊:自動配載參數(shù)設置模塊102，用于設置各船舶的配載范圍；實施自動配載前，用戶可通過輸入模塊101進行錄入和設置各船舶的配載范圍及配載范圍內包括的各船位信息，配載范圍包括多個船位，船位總量為N ；計劃隊列管理模塊105，用于設定配載范圍內的各船位的隊列順序，可對各船位按照1，2，……i，……N-1，N的形式進行排序，當然本領域技術人員可以選擇其他合適的排序形式；堆放規(guī)則設置模塊103，用于設置堆放規(guī)則；堆場取箱規(guī)則設置模塊104，用于設定堆場取箱罰分規(guī)則；輸入模塊101,用于輸入信息；自動配載模塊106，用于根據(jù)輸入模塊輸入的需配載的船舶信息、需配載到該船舶的集裝箱列表，讀取所述配載范圍和所述配載范圍內的各船位的隊列順序，根據(jù)所述堆放規(guī)則和堆場取箱罰分規(guī)則依次對各船位進行配載，配載完成后生成配載方案和作業(yè)指令；顯示模塊107，用于顯示自動配載模塊106生成的配載方案或顯示其它信息；無線通信模塊108，用于向作業(yè)機械通信終端2發(fā)送自動配載模塊106生成的作業(yè)指令或接收作業(yè)機械通信終端2的反饋信息?？梢岳斫獾?，作業(yè)機械通信終端2應包括與無線通信模塊108對應的無線通信模塊，使得作業(yè)機械通信終端2可以與配載服務器I之間通過無線通信傳遞信息。優(yōu)選地，配載服務器I還包括一個存儲模塊(圖中未示出)，用于存儲自動配載參數(shù)設置模塊102設置的配載范圍信息、計劃隊列管理模塊105設置的船位隊列信息、堆放規(guī)則設置模塊103設置的堆放規(guī)則信息、堆場取箱規(guī)則設置模塊104設置的堆場取箱罰分規(guī)則信息以及自動配載模塊106生成的配載方案等其它信息。無線通信模塊108包括下列無線通信模塊的至少一種:GSM 模塊；CDMA 模塊；
GPRS 模塊；3G 模塊。本實施例中堆放規(guī)則設置模塊設定的堆放規(guī)則包括如下規(guī)則:1、集裝箱重量不得超過船位限重；2、集裝箱高度不得超過船位限高；3、上層集裝箱重量減去下層集裝箱重量不得超過限制；4、船位必須符合集裝箱存放要求；如集裝箱存放要求中要求必須存放在艙內的，則艙面的船位不符合該集裝箱的存放要求；若某集裝箱不滿足上述四條規(guī)則中的任意一條，即視為不符合堆放規(guī)則。需要理解的是，上述堆放規(guī)則僅為本實施例中的優(yōu)選選擇，具體實施過程中本領域普通技術人員可根據(jù)實際情況選擇和設定合適的堆放規(guī)則。與堆放規(guī)則對應的，船位的船位信息應包括:船位的限重、限高和位置信息。下面詳細的說明本實施例中對一個集裝箱的堆場取箱罰分值的算法:1、單貝連續(xù)發(fā)箱罰分值計算:計算在該集裝箱之前，該集裝箱所在貝的連續(xù)發(fā)箱數(shù)；根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的單貝連續(xù)發(fā)箱公式，計算出該箱單貝連續(xù)發(fā)箱罰分值；2、場地翻箱罰分值計算:若該集裝箱不處于最外層或最上層，若要先發(fā)該集裝箱必須進行翻箱操作，則計算場地翻箱罰分值，所需翻箱的數(shù)量越多，場地翻箱罰分值越高；3、堆場剩余箱罰分值計算:為了提高堆場的利用率，當某貝剩余一定數(shù)量，優(yōu)先發(fā)柜，具體地，根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的堆場剩余箱公式和堆場剩余箱數(shù)，計算出堆場剩余箱罰分值，堆場剩余箱越多，堆場剩余箱罰分值越大；4、與其他桿的沖突罰分值計算:根據(jù)堆場取箱規(guī)則參數(shù)設定的臨貝大小和時間段大小，根據(jù)岸橋的開工時間和作業(yè)效率，系統(tǒng)計算在某一時間段，當前集裝箱箱在臨貝存在的其它桿數(shù)；根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的與其它桿沖突公式，計算出該箱與其它桿沖突罰分值；5、同block桿沖突罰分值計算:根據(jù)堆場取箱規(guī)則參數(shù)設定的時間段大小，根據(jù)岸橋的開工時間和作業(yè)效率，系統(tǒng)計算在某一時間段內，當前選箱在同BLOCK存在的桿數(shù)；根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的同block桿沖突公式，計算出該箱在同block桿沖突罰分值；6、鄰層重量差罰分值計算:定義鄰層重量差為Λ W，兩箱在上下層分布時，WA-WB=AW(WA:上層箱重量；WB下層箱重量；AW:自定義的上下層重量差)；根據(jù)堆場取箱規(guī)則設定的鄰層重量差計算公式，計算出鄰層重量差罰分值，其中，AW越大，鄰層重量差罰分值越大；7、雙箱吊取箱罰分值計算:判斷是否是雙箱吊取箱，若是，計算雙箱吊取箱罰分值；雙箱吊取箱是指集裝箱尺寸可以使得兩個集裝箱同時被作業(yè)機械通信終端吊起；本實施例中雙箱吊取箱罰分值計算方法為:根據(jù)兩集裝箱所在的位置，計算距離，距離越大，雙箱吊取箱罰分值越大。對于一個集裝箱計算堆場取箱罰分值時，需將上述七種罰分值相加得出。需要理解的是，上述七種堆場取箱罰分值的具體分值可由本領域普通技術人員進行設定，且上述計算方式只是本發(fā)明實施例中的優(yōu)選選擇，具體實施過程本領域普通技術人員可根據(jù)實際情況進行設置為其它的計算方式。
下面通過具體的例子說明集裝箱船舶自動配載系統(tǒng)對集裝箱和船舶的自動配載過程:配載之前需設置各項參數(shù)，當然如果存儲模塊中存儲有各項參數(shù)且不需進行修改，則不必重復設置；具體地設置過程包括:通過輸入模塊101向自動配載參數(shù)設置模塊102錄入需自動配載的船舶，以及這些船舶的配載范圍、配載范圍內包含的船位數(shù)量、各船位的船位信息；通過輸入模塊101和計劃隊列管理模塊105設置各船位的隊列順序；通過輸入模塊101和堆放規(guī)則設置模塊103設置堆放規(guī)則；通過輸入模塊101和堆場取箱規(guī)則設置模塊104設置堆場取箱罰分規(guī)則；各項參數(shù)設置完成之后，可開始對集裝箱船舶進行配載工作:假設某艘需配載的船舶上有十個船位，按照配載順序編號為1，2……9，10 ；可配載到該船舶的集裝箱有10個，其中A箱區(qū)有A1、A2、A3共三個，B箱區(qū)有B1、B2、B3、B4四個，C箱區(qū)有C1、C2、C3共三個；預先設定的配載寬度X = 3，配載深度y = 2 ;首先對I號船位進行配載(i = I)，選取兩個符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的X個(2個)集裝箱Α 2、Β3和Cl，其罰分值分別為10、11和12 ；假如I號船位配載集裝箱Α2，此時假定集裝箱Α2已被配載(即已不在堆場中)，對2號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱A3 (排除Α2)，其堆場取箱罰分值為11，對3號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱BI (排除Α2、A3)其堆場取箱罰分值為14 ；假如I號船位配載集裝箱Β3，此時假定集裝箱Β3已被配載即已不在堆場中)，對2號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱Β4 (排除Β3)，其堆場取箱罰分值為10，對3號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱Α2(排除Β3、Β4)，其堆場取箱罰分值為10 ；假如I號船位配載集裝箱Cl，此時假定集裝箱Cl已被配載(即已不在堆場中)，對2號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱C2 (排除Cl)，其堆場取箱罰分值為7，對3號船位選取符合堆放規(guī)則的且堆場罰分值最小的集裝箱C3 (排除C1、C2)，其堆場取箱罰分值為9;計算I號、2號和3號船位的3種集裝箱分配組合(A2，A3，BI)、(B3、B4、A2)和(Cl、C2、C3)，經(jīng)過計算，分配組合(Cl，C2，C3)的堆場取箱罰分值總值最小，則將I號船位配載集裝箱Cl ；接下來對2號船位進行配載(i = i+1 = 2)，在集裝箱列表中刪去集裝箱Cl(1-1=I)，對2號船位的配載方法如對I號船位的配載方法相似，不再贅述。然后依次對3號至10號船位進行配載，知道全部船位配載完成。對全部10個船位配載完成之后，生成配載方案存儲在存儲模塊中，通過顯示模塊顯示配載方案，并生成相應的作業(yè)指令發(fā)送至作業(yè)機械通信終端，作業(yè)機械通信終端收到業(yè)務指令即可開始作業(yè)，按照作業(yè)指令將集裝箱配載到集裝箱船舶上。使用本發(fā)明提供的集裝箱船舶自動配載方法和系統(tǒng)，只需事先設置好各項參數(shù)，配載服務器即可自動生成配載方案，可在一定程度上替代傳統(tǒng)的人工配載，節(jié)省人力成本，提高集裝箱船舶配載效率，減少集裝箱船舶等待時間。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的較佳實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種集裝箱船舶自動配載方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、確定需要做自動配載的船舶，讀取自動配載參數(shù)設置模塊設置的該船舶的配載范圍及配載范圍內船位的數(shù)量N及船位信息；獲取需要進行配載到所述船舶的集裝箱列表； 52、根據(jù)計劃隊列管理模塊的設定讀取所述配載范圍內各船位的隊列順序，對各船位按隊列順序進行排序，序號為I，2......1......N-1, N ;其中O < i < N ; 53、根據(jù)預先設定的配載寬度X和配載深度I,按照各船位的隊列順序依次對各船位進行配載，確定各船位對應的集裝箱； 54、根據(jù)步驟S3中確定的各船位對應的集裝箱生成自動配載計劃和自動配載作業(yè)指令，顯示自動配載計劃；并通過無線信號將自動配載作業(yè)指令發(fā)送到堆場機械接收設備上。
2.根據(jù)權利要求1所述的集裝箱船舶自動配載方法，其特征在于，所述集裝箱列表包括各集裝箱編號、所屬船舶、重量、尺寸、高度及存放要求。
3.根據(jù)權利要求2所述的集裝箱船舶自動配載方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括 531、更新集裝箱列表，在集裝箱列表中刪去第1-Ι號船位配載的集裝箱，形成新的集裝箱列表； 532、對第i號船位進行配載: 對集裝箱列表中的每一個集裝 箱根據(jù)堆場取箱規(guī)則模板設定的罰分規(guī)則逐一計算堆場取箱罰分值； 根據(jù)配載寬度X和配載深度y，對第i號船位選取集裝箱，先根據(jù)堆放規(guī)則排除不符合堆放規(guī)則的集裝箱，然后選取符合堆放規(guī)則的堆場取箱罰分值最小的X個集裝箱，針對第i號船位選取的X個集裝箱，分別對i+Ι號至i+y號船位分別選取堆場罰分值最小的集裝箱，對第i+Ι號至i+y號船位選取集裝箱的過程中同樣排除不符合堆放規(guī)則的集裝箱；對得到的對i號至i+y號船位分配集裝箱的X種分配組合，計算每種分配組合的堆場取箱罰分總值； 所述堆放規(guī)則通過堆放規(guī)則設置模塊預先設定； 533、取堆場取箱罰分總值最小的分配組合中第i號船位分配到的集裝箱為第i號船位配載的集裝箱； 534、判斷i是否大于或等于N，若是轉入步驟S4，若否，i= i+Ι，轉入步驟S31。
4.根據(jù)權利要求3所述的集裝箱船舶自動配載方法，其特征在于，在步驟SI之前還包括 SO、通過自動配載參數(shù)設置模塊設置船舶的配載范圍，通過計劃隊列管理模塊設置所述配載范圍內各船位的隊列順序，通過堆放規(guī)則設置模塊設定堆放規(guī)則，通過堆場取箱規(guī)則模板設置模塊設定堆場取箱罰分規(guī)則，以及設定配載寬度X和配載深度I。
5.根據(jù)權利要求3所述的集裝箱船舶自動配載方法，其特征在于，所述堆放規(guī)則包括: 集裝箱重量不得超過船位限重； 集裝箱高度不得超過船位限高； 上層集裝箱重量減去下層集裝箱重量不得超過限制； 船位必須符合集裝箱存放要求。
6.根據(jù)權利要求3所述的集裝箱船舶自動配載方法，其特征在于，所述罰分規(guī)則包括單貝連續(xù)發(fā)箱罰分、場地翻箱罰分、堆場剩余箱罰分、與其他桿的沖突罰分、同BLOCK桿沖突罰分、鄰層重量差罰分、雙箱掉選箱罰分以及上述各種罰分的罰分值，每個集裝箱的堆場取箱罰分值為上述所有罰分值的總和。
7.根據(jù)權利要求1所述的集裝箱船舶自動配載方法，其特征在于，所述船位信息包括船位的限重、限高和位置信息。
8.一種使用權利要求1 7任意一項的集裝箱船舶自動配載方法的集裝箱船舶自動配載系統(tǒng)，其特征在于，包括配載服務器(1)和與配載中心無線通信連接的作業(yè)機械通信終端(2)，所述配載服務器(1)用于生成配載方案和作業(yè)指令并將作業(yè)指令發(fā)送至作業(yè)機械通信終端(2);所述配載服務器(1)包括 自動配載參數(shù)設置模塊(102)，用于設置各船舶的配載范圍； 計劃隊列管理模塊(105)，用于設定配載范圍內的各船位的隊列順序； 堆放規(guī)則設置模塊(103)，用于設置堆放規(guī)則； 堆場取箱規(guī)則設置模塊(104)，用于設定堆場取箱罰分規(guī)則； 輸入模塊(101),用于輸入信息； 自動配載模塊(106)，用于根據(jù)輸入模塊輸入的需配載的船舶信息、需配載到該船舶的集裝箱列表，讀取所述配載范圍和所述配載范圍內的各船位的隊列順序，根據(jù)所述堆放規(guī)則和堆場取箱罰分規(guī)則依次對各船位進行配載，配載完成后生成配載方案和作業(yè)指令； 顯示模塊(107)，用于顯示自動配載模塊(106)生成的配載方案； 無線通信模塊(108)，用于向作業(yè)機械通信終端(2)發(fā)送自動配載模塊(106)生成的作業(yè)指令。
9.根據(jù)權利要求8所述的集裝箱船舶自動配載系統(tǒng)，其特征在于，所述配載服務器(I)還包括存儲模塊，用于存儲自動配載參數(shù)設置模塊(102)設置的配載范圍信息、計劃隊列管理模塊(105)設置的船位隊列信息、堆放規(guī)則設置模塊(103)設置的堆放規(guī)則信息、堆場取箱規(guī)則設置模塊(104)設置的堆場取箱罰分規(guī)則信息以及自動配載模塊(106)生成的配載方案。
10.根據(jù)權利要求8所述的集裝箱船舶自動配載系統(tǒng)，其特征在于，所述無線通信模塊(108)包括下列無線通信模塊的至少一種: GSM模塊； CDMA模塊； GPRS模塊； 3G模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及集裝箱船舶配載領域，公開了一種集裝箱船舶自動配載方法及系統(tǒng)。該自動配載方法通過設置堆場堆放規(guī)則和堆場取箱罰分規(guī)則，對集裝箱船舶配載范圍內的船位依次進行配載，配載過程中選取符合堆放規(guī)則且堆場取箱罰分值最小的集裝箱進行配載，全部船位配載完成后生成配載方案和作業(yè)指令，顯示配載方案并將作業(yè)指令發(fā)往作業(yè)機械通信終端。該配載系統(tǒng)包括自動配載參數(shù)設置模塊、計劃隊列管理模塊、堆放規(guī)則設置模塊、堆場取箱規(guī)則設置模塊、輸入模塊以及生成配載方案和作業(yè)指令的自動配載模塊，還包括用于顯示配載方案的顯示模塊和用于發(fā)送作業(yè)指令的無線通信模塊。本發(fā)明可提高集裝箱船舶配載效率，減少作業(yè)擁堵和集裝箱船舶裝配時間。
文檔編號G06Q10/04GK103198360SQ20121000604
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權日2012年1月10日
發(fā)明者龔衛(wèi)龍, 李峰, 杜俊文, 樂萌, 湯玉清, 李晶旺, 楊玉林, 吳少聰, 高磊 申請人:招商局國際信息技術有限公司