本發(fā)明屬于物流，特別涉及一種自動化碼頭堆場翻箱選位隨機優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、港口是基礎(chǔ)性、樞紐性設(shè)施，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐。伴隨大數(shù)據(jù)、自動化等技術(shù)的發(fā)展，自動化集裝箱碼頭在提高裝卸效率、提升生產(chǎn)安全、改善作業(yè)條件等方面具有明顯優(yōu)勢，已成為未來港口的發(fā)展方向。

2、如圖1所示，為自動化集裝箱碼頭布局示意圖。在碼頭堆場中，集裝箱垂直疊放于不同的箱區(qū)中。在裝船作業(yè)時，集裝箱首先被軌道吊從箱區(qū)搬運至內(nèi)集卡上，隨后由內(nèi)集卡運輸?shù)桨稑蛱?，最后?jīng)由岸橋安放到船上指定位置。集裝箱互不相同不可替換，集裝箱的提取順序一般由岸橋處根據(jù)船舶配載計劃確定。在圖1中，貝指的是集裝箱在堆場中橫向的排列單位。列通常是指集裝箱按照垂直于碼頭前沿的方向排列的單位，列的編號通常從碼頭前沿開始，向堆場內(nèi)部順序編號。層指的是集裝箱在垂直方向上的堆疊層數(shù)，在堆場中，層表示集裝箱堆疊的高度，通常從地面開始向上計數(shù)。

3、由于碼頭運行過程中存在的動態(tài)性和不確定性，堆場內(nèi)部集裝箱的堆存順序與集裝箱的提取順序不可避免會存在不一致的情況。當(dāng)要提取的集裝箱上面疊放了其他集裝箱時，需要先將上面阻礙提取目標(biāo)箱的阻礙箱移至其他位置，該過程被稱之為翻箱。而對于阻礙箱的位置確定，被稱為翻箱選位。

4、因此，在集裝箱碼頭堆場中，阻礙箱是位于目標(biāo)集裝箱上方，阻礙目標(biāo)集裝箱進(jìn)行提取的集裝箱。為了能夠提取目標(biāo)集裝箱，必須先將這些阻礙箱移動到其他位置，這個過程被稱為翻箱。而翻箱選位是確定哪些阻礙箱需要被移動以及它們應(yīng)該被移動到堆場中的哪個位置的過程，以便目標(biāo)集裝箱可以被順利提取。由于翻箱操作極大地降低了碼頭堆場的發(fā)箱效率，如果翻箱選位策略不當(dāng)，還將導(dǎo)致重復(fù)翻箱，會進(jìn)一步降低堆場的翻箱效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例之一，一種碼頭集裝箱堆場翻箱選位隨機優(yōu)化方法，通過構(gòu)建并訓(xùn)練的堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型，計算堆場中集裝箱i在時間段t被提取的概率基于堆場全部集裝箱、完全時間段的概率形成的集裝箱提箱概率矩陣實現(xiàn)集裝箱堆場翻箱選位決策隨機優(yōu)化。

2、優(yōu)選的，所述堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型基于多層感知器mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3、對所述堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型的訓(xùn)練中，獲取所述碼頭集裝箱堆場的歷史運行記錄，將記錄中至少集裝箱屬性信息、岸橋工作路記錄、船舶配載作為所述模型的輸入。

4、與提箱作業(yè)對應(yīng)的集裝箱船作業(yè)時間被劃分為多個等間隔時間段，包含集裝箱提取時間的時間段序號為該集裝箱的類別。

5、本公開實施例，針對集裝箱碼頭翻箱操作，考慮碼頭運行過程中存在的動態(tài)不確定因素，優(yōu)化翻箱選位，確定阻礙箱的放置位置，規(guī)避重復(fù)翻箱的發(fā)生，提高碼頭堆場效率。

技術(shù)特征：

1.一種碼頭集裝箱堆場翻箱選位隨機優(yōu)化方法，其特征在于，通過構(gòu)建并訓(xùn)練的堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型，計算堆場中集裝箱i在時間段t被提取的概率基于堆場全部集裝箱、完全時間段的概率形成的集裝箱提箱概率矩陣實現(xiàn)集裝箱堆場翻箱選位決策隨機優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型基于多層感知器mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對所述堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型的訓(xùn)練中，獲取所述碼頭集裝箱堆場的歷史運行記錄，將記錄中至少集裝箱屬性信息、岸橋工作路記錄、船舶配載作為所述模型的輸入。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，與提箱作業(yè)對應(yīng)的集裝箱船作業(yè)時間被劃分為多個等間隔時間段，包含集裝箱提取時間的時間段序號為該集裝箱的類別。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用lsgp值作為評估集裝箱翻箱選位優(yōu)劣的指標(biāo)，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，p(i→*)的計算方法包括：

7.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器運行所述計算機程序以實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項所述的方法。

8.一種存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法。

9.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行以實現(xiàn)權(quán)利要求1至6任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種自動化碼頭集裝箱堆場翻箱選位隨機優(yōu)化方法，通過構(gòu)建并訓(xùn)練的堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型，計算堆場中集裝箱i在時間段t被提取的概率基于堆場全部集裝箱、完全時間段的概率形成的集裝箱提箱概率矩陣實現(xiàn)集裝箱堆場翻箱選位決策隨機優(yōu)化。所述堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型基于多層感知器MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對所述堆場集裝箱提箱概率預(yù)測模型的訓(xùn)練中，獲取所述碼頭集裝箱堆場的歷史運行記錄，將記錄中至少集裝箱屬性信息、岸橋工作路記錄、船舶配載作為所述模型的輸入。

技術(shù)研發(fā)人員：秦威,張戰(zhàn)羅,鄒鷹,黃桁,周耀明,譚潤芝,王沛翔,陶競涵,張傳捷,田宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6