重庆港骨干集装箱码头联动调度的动态模拟

重庆港集装箱码头三维模拟系统设计
叶荣波;杜廷娜;刘明维;王多垠
【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(030)003
【摘要】以重庆港集装箱码头为实例,利用虚拟现实的方法和技术,混合使用Auto CAD、3Ds MAX、Photoshop、Premiere的技术集成,开发出了集装箱码头的三维可视化仿真系统.介绍了系统的设计方法,系统的构成和工作流程,并对系统中用到的关键技术进行了分析研究,系统虚拟的动画模拟可以为集装箱码头的运营管理提供决策依据.
【总页数】4页(P445-447,480)
【作者】叶荣波;杜廷娜;刘明维;王多垠
【作者单位】重庆交通大学河海学院,重庆400074;重庆交通大学河海学院,重庆400074;重庆交通大学河海学院,重庆400074;重庆交通大学河海学院,重庆400074
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
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《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》篇一一、引言集装箱码头作为现代物流体系中的重要节点，其运作效率直接关系到整个供应链的流畅性。

在集装箱码头的日常运营中，场桥调度和堆场分配是两大关键问题。

集卡调度作为连接场桥和堆场的纽带，其优化对提高码头作业效率具有重要意义。

本文将重点探讨集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题，分析其现状、存在的问题及优化策略。

二、集卡调度与场桥调度的关系集卡是连接码头前沿与堆场的重要运输工具，其调度直接影响到场桥的作业效率。

场桥作为堆场内的主要装卸设备，其调度与集卡调度密切相关。

有效的集卡调度可以减少场桥的等待时间，提高装卸作业的连续性和码头整体作业效率。

反之，集卡调度的混乱将直接影响场桥的工作效率，甚至导致整个码头作业的拥堵和延误。

三、堆场分配问题的现状与挑战堆场分配是集装箱码头作业中的关键环节，其目的是合理安排集装箱在堆场中的存放位置，以实现高效的装卸作业。

当前，随着国际贸易的增加和船舶大型化的发展，集装箱码头的作业量不断增大，堆场分配问题愈发复杂。

其主要挑战包括：如何合理安排不同类型、不同目的地的集装箱存放位置，以减少装卸作业时间和成本；如何应对紧急情况下的集装箱调运需求等。

四、集卡调度下的场桥调度优化策略针对集卡调度下的场桥调度问题，可以采用以下优化策略：1. 智能调度系统：通过引入智能调度系统，实现场桥和集卡的自动化调度。

该系统能够根据实时作业信息和预定的作业计划，自动安排场桥和集卡的工作顺序和路径，从而提高作业效率。

2. 动态调整策略：根据实际作业情况和需求变化，动态调整场桥的作业计划和集卡的调度方案。

例如，当某一区域作业量较大时，可以增加该区域的场桥数量和集卡频次；当某一集装箱急需装卸时，可以优先安排场桥和集卡进行作业。

3. 绿色调度理念：在保证作业效率的同时，考虑节能减排和环保因素。

例如，优先安排电力驱动的场桥和集卡进行作业，减少燃油消耗和排放；合理安排作业时间，避免在高峰期进行高能耗的装卸作业等。

全自动集装箱码头集中式锁站动态分配与管理方案高延辉1㊀张㊀凯1㊀张㊀煜2㊀杨彩云21㊀天津港第二集装箱码头有限公司2㊀武汉理工大学交通与物流工程学院㊀㊀摘㊀要:针对自动化集装箱码头锁站布置方式及分配策略,在分析解挂锁作业流程及工艺特点的基础上,提出一种集中式锁站动态布置方法,实现锁站与岸桥作业区的空间隔离;考虑前后缓冲区的设置,提出3级缓冲区管理策略,介绍缓冲区布局形式及相应功能;针对装船挂锁及卸船解锁的作业工艺流程,提出相应锁站动态分配策略,根据锁站及缓冲区作业状态将锁站动态分配给运输车辆㊂与现有锁站分配及管理方法相比,该策略能够均衡各锁站及缓冲区负载,提高自动化码头装卸船作业效率,为自动化集装箱码头锁站分配及管理提供参考㊂㊀㊀关键词:自动化集装箱码头;集装箱锁站;分配策略;缓冲区管理Dynamic Distribution and Management Method of CentralizedLock Station in Automated Container TerminalGao Yanhui1㊀Zhang Kai1㊀Zhang Yu2㊀Yang Caiyun21㊀Tianjin Port Second Container Terminal Co.,Ltd.2㊀School of Transportation&Logistics Engineering,Wuhan University of Technology㊀㊀Abstract:Aiming at the problem of the layout and distribution strategy of the lock station of the automated container terminal,based on the analysis of the unlocking operation process and technological characteristics,a centralized lock station dynamic layout strategy is proposed to realize the spatial isolation between the lock station and the quay crane operation are-a;consideration For the setting of front and rear buffers,a three-level buffer management strategy is proposed,and the layout of buffers and corresponding functions are introduced;for the different technological processes of loading padlock and unloa-ding unlocking operations,a corresponding dynamic allocation strategy of lock stations is proposed,according to the lock sta-tions and buffers.The current job status is dynamically pared with the existing lock station distribution and management methods,it can balance the load of each lock station and buffer zone,improve the efficiency of automated termi-nal loading and unloading operations,and serve as a reference for the design of other automated terminal lock station distri-bution and management methods.㊀㊀Key words:fully automated container terminal;container lock station;allocation strategy;buffer management1㊀引言集装箱码头作为集装箱运输体系的重要节点和综合枢纽,应加大技术创新力度,发展作业效率及环保能力更优的自动化码头,寻求优化设备布局及管理策略,提高港口作业效率㊂在以往的文献中包含了大量的关于自动化码头总体布局的研究㊂周鹏飞等建立了一个双轨轮小车回字形布置自动化集装箱码头仿真模型,结果表明该新型工艺优选有助于提高岸桥效率及堆场通过能力[1];针对堆场布局问题,刘志雄等建立了件杂货码头堆场布局优化数学模型,并对不同策略下的布局优化方案进行求解,结果表明堆场布局优化方案能够提高码头吞吐量及通过能力[2]㊂为解决码头陆域布局散乱㊁堆场容量不足等问题,刘二利等对泊位通过能力及堆场容量进行计算分析,合理确定了码头总体的运量规模[3]㊂除此之外,研究人员在自动化码头水平运输设备的调度方面也进行了深入研究㊂丁一等采用周期与时间混合驱动的滚动时域优化策略解决多载AGV动态调度问题,有效提高了码头AGV作业效率[4];考虑集装箱任务优先级问题,Jin等设计遗传72博看网 . All Rights Reserved.算法求解多AGV动态调度模型,实现岸桥完工时间的最小化[5];针对自动化码头双循环AGV和场桥的调度问题,田宇等提出基于启发式遗传算法的集成调度方法,结果表明, 最早可获得时间 规则更适合双循环AGV与场桥的集成调度[6]㊂在码头装卸环节中,为保证集装箱的安全运输,需要进行解挂锁作业㊂解挂锁作业是集装箱码头生产流程中的一个重要环节,也是集装箱自动化流程中的难题㊂全自动化集装箱码头诞生时,岸边设备是单小车岸桥,解挂锁无法在自动区进行,解挂锁作业采用岸桥平台解挂锁,需要在前大梁上方平台悬停人工解锁后再次起升作业,被称为M型作业,该方式严重影响作业效率,且存在一定安全隐患㊂为解决该问题,上海振华重工研发的双小车岸桥,利用2个小车的交接平台进行解挂锁,能够很好地解决效率和自动化衔接问题,但需要2次起吊,因此会增加能耗,并且由于双小车岸桥轮压大,复杂程度高,也大幅增加了设备和码头的投资㊂为此,提出了一个全自动集装箱码头地面集中解挂锁方案,通过进出锁站缓冲区控制和自由选取空闲锁站等管理和调度策略,可实现锁站和岸桥之间的多对多,提高锁站的效率,减少解锁人员;同时通过前后缓冲区设置实现水平运输设备的装船调序和卸船等待,解决水平运输乱序和交通组织问题,为自动化码头提升作业效率提供帮助㊂随着自动解挂锁技术的完善,该方案也为全面实现自动解挂锁预留了空间和接口,可以持续进行自动化升级㊂现有文献对自动化集装箱码头的研究主要集中在码头总体布局及水平运输设备的调度上,缺少对自动化码头锁站分配及管理方法的研究㊂因此,本文在分析解挂锁流程及工艺特点的基础上,提出一种集中式锁站动态布置方法,考虑前后缓冲区的设置,介绍缓冲区管理策略及锁站动态分配策略㊂2㊀地面锁站布置方法集装箱解挂锁是确保集装箱能够被安全运输至目的地的重要环节,锁站是集装箱解挂锁作业的主要设备(见图1)㊂在解锁作业中,岸桥将进口集装箱放置于ART(Artificial Intelligence Robot of Trans-portation,智能运输机器人)上,ART载箱前往锁站进行解锁作业,解锁完成后进入堆场区域;在挂锁作业中,场桥将出口集装箱放置于ART上,ART载箱前往锁站进行挂锁作业,挂锁完成后进入岸桥区域㊂在此作业流程中,锁站布置形式是影响解挂锁作业效率的重要因素㊂图1㊀地面锁站2.1㊀传统布置方法传统人工锁站布置方法是将锁站布置在岸桥作业区车道上(见图2),锁站均匀分布在岸桥作业区域㊂在该策略下,锁站位于岸桥作业区域,人员与岸桥及拖车交叉作业,安全风险高㊂图2㊀锁站传统布置方式升级版上一代全自动化集装箱码头采用双小车岸桥平台解锁(见图3),成功解决了效率及人员安全问题,但同时带来了能耗高㊁投资大的新问题㊂图3㊀双小车岸桥平台解锁2.2㊀锁站动态布置方法为解决采用单小车岸桥的新一代全自动化集装箱码头地面解锁问题,提出一种新型锁站布置方法㊂该方法将锁站集中布置在岸桥与堆场之间的车道上,不再占用岸桥作业区的车道,可实现锁站人工作业区与自动作业区的空间隔离㊂地面锁站系统布置见图4,主要包括地面锁站㊁前置缓冲区㊁后置缓冲区㊂锁站位于舱盖区陆侧方向,与舱盖摆放区之间有1条3.5m长的通道,用于操作员和叉车穿行㊂2座锁站之间规定间隔55m,锁站长度为20m,船头及船尾与首尾锁站之间的间82博看网 . All Rights Reserved.隔为35m㊂为适应船舶大型化发展趋势,提高自动化集装箱码头装卸船作业效率,根据船舶尺寸确定锁站布置数量,计算公式如下:m =d -c -b b +a(1)式中,a ㊁b ㊁c ㊁d 分别为锁站规定间隔㊁锁站长度㊁船头船尾与首尾锁站间隔㊁船舶长度,计算结果向下取整㊂同时,作业时间和锁站利用率计算,岸桥与锁站数量配置比例为1.5ʒ1,可以确保锁站数量满足岸桥作业需求㊂图4㊀锁站动态布置方式3㊀缓冲区管理策略结合锁站动态布置方法,制定缓冲区管理策略(见图5),解锁站缓冲区分为进锁站前的缓冲区(简称前缓冲区)和出锁站后的缓冲区(简称后缓冲区)㊂前缓冲区用于在进锁站之前调整装船时序或等待空闲锁站,此时还未进行解挂锁,ART 等待进入锁站作业;后缓冲区用于在锁站后调整装船次序及卸船时的临时停车位,卸船时空车在此等待进入岸桥区作业,装船时已经完成解挂锁,等待进入岸桥区作业㊂图5㊀缓冲区管理策略基于上述缓冲区功能介绍,完成前后缓冲区布置(见图6),锁站的前缓冲区位于沿船头方向的上一个锁站陆域侧,第一个锁站的前缓冲区位于ART 掉头前的区域;锁站的后缓冲区位于沿船尾方向第一个或第二个锁站陆域侧,最后一个锁站的后缓冲区位于垂直岸线的舱盖摆放区平行位置,位于ART 驶往岸桥的道路上㊂在该布局方案中,若作业船舶较大,导致ART 在后缓冲区等待时间过长,则灵活调整ART 进入岸桥作业区的顺序,缩短总ART 等待时间㊂上述缓冲区布置形式需配合卸船作业及多种装船作业模式,在满足作业次序的前提下,可为ART 合理分配前缓冲区位㊁锁站作业位及后缓冲区位,保障码头前沿交通顺畅性,提高锁站利用率㊂图6㊀缓冲区布置图4㊀锁站分配策略在解挂锁作业流程中,需要为ART 分配前缓冲区㊁锁站及后缓冲区,ART 根据分配结果前往目标锁站进行解挂锁作业,锁站分配策略对集装箱码头解锁区域作业效率及码头整体作业效率具有重要意义㊂4.1㊀传统分配策略目前人工集装箱码头由于人工调度及时性和稳定性不足,采用的固定锁站策略,在自动化码头应用会造成锁站数量增加布置不开㊁锁站利用率低㊁人员闲置㊁作业不均匀及道路拥堵等问题,严重影响作业效率和交通组织㊂4.2㊀锁站动态分配策略针对传统锁站分配策略下锁站利用率及缓冲区排队长度不均衡等问题,提出一种考虑前后缓冲区的地面锁站动态分配策略㊂该锁站分配策略主要包括装船挂锁作业动态分配策略和卸船解锁作业动态分配策略㊂92博看网 . All Rights Reserved.(1)装船挂锁作业动态分配策略在装船挂锁作业过程中,ART 从堆场取箱后前往锁站作业区域,根据锁站分配策略确定目标前缓冲区及锁站㊂在此过程中,锁站分配策略见图7,该策略考虑前缓冲区的排队长度,优先分配离岸桥更近的最右侧锁站,同时预估ART 到达锁站的行驶时间及在前缓冲区的等待时间之和,将时间总和最短的锁站分配给ART,ART 进入该锁站前缓冲区等待锁站空闲㊂1条船多个锁站协同作业时,通过水平运输系统统一调度,在接近锁站区域动态分配锁站,取得全局最优解,提高锁站利用效率,实现调序及锁站平衡使用,为整体生产效率提供保障㊂图7㊀装船锁站分配策略(2)卸船解锁作业动态分配策略在卸船解锁作业过程中,岸桥将集装箱放置在ART 上,ART 载箱前往锁站作业区域,根据锁站分配策略确定目标前缓冲区及锁站㊂在此过程中,锁站分配策略见图8,该策略考虑目标堆场位置,优先选择前缓冲区队列最短㊁距离最近且剩余作业时间最短的锁站分配给ART㊂同时空车上岸桥卸船作业时,还可以利用后缓冲区调节上档车辆数量,防止岸桥作业区拥堵㊂图8㊀卸船锁站分配策略4.3㊀锁站安全策略虽然锁站区域被定义为人工区域,但是存在ART 进出锁站与人工作业区交叉安全隐患㊂为确保人员安全,首先在锁站固定安全区域(锁岛操作室)加装安全联锁装置,保证只有人员处于安全区域时,ART 才能进出锁站,一旦人员离开安全区域ART 就会急停,保护人员安全㊂另外,在ART 上设置状态指示灯,让人员方便观察到ART 状态,在完成锁车后才进行作业,解锁车辆需要全部人员确认㊂目前同步开展自动解锁研究,期待以后采用完全无人自动机械手替代人工㊂5㊀结语自动化码头集中式锁站动态分配及管理方法集锁站布置形式㊁缓冲区管理策略㊁锁站动态分配策略于一体,其优点主要体现在3个方面:(1)集中式锁站布置方式通过锁站与岸桥作业区的空间隔离,缓解岸桥与锁站作业区域的拥堵情况㊂同时,根据船舶尺寸计算锁站数量,提高了锁站利用率,可适应船舶大型化发展趋势㊂(2)三级缓冲区管理策略控制缓冲区布局及各缓冲区功能,实现集装箱装船次序的调整,满足岸桥连续作业需求㊂(3)锁站动态分配策略考虑包括锁站距离㊁前缓冲区队列长度㊁ART 行驶时间㊁锁站剩余作业时间在内的多方面因素,根据缓冲区与锁站当前作业情况完成动态分配,保证各设备负载的均衡性,提高锁站利用率,避免局部拥堵情况㊂由于该方案调度策略复杂,需要自动化系统协同调度,仅能应用于有对应智能水平运输系统的全自动集装箱码头,人工调度码头难以采用㊂参考文献[1]㊀周鹏飞,邢小伟.一种新型自动化集装箱码头工艺布局仿真[J].大连理工大学学报,2018,58(4):363-370.[2]㊀刘志雄,董宇,张春君.件杂货码头堆场布局优化研究[J].系统仿真学报,2021,33(6):1436-1443.[3]㊀刘二利,冯飞翔,徐文彪,等.大型集装箱码头陆域布局优化[J].水运工程,2021,(4):63-69.[4]㊀丁一,陈婷.基于滚动时域优化策略的多载AGV 充电调度[J].中国航海,2020,43(2):80-85.[5]㊀Jin,Jian,ZhangXiaoHua.Multiagv scheduling problem inautomated container terminal(Article)[J].Journal of Ma-rine Science and Technology (Taiwan),2016,24(1):32-38.[6]㊀田宇,周强,朱本飞.自动化集装箱码头双循环AGV 与场桥的集成调度研究[J].交通运输系统工程与信息,2020,20(4):216-223.杨彩云:430063,武汉市武昌区和平大道1178号收稿日期:2021-09-27DOI:10.3963/j.issn.1000-8969.2022.01.0123博看网 . 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第1篇一、引言随着全球经济的快速发展，国际贸易规模不断扩大，集装箱运输作为一种高效、便捷的物流方式，在货物运输中扮演着越来越重要的角色。

集装箱调度作为集装箱运输过程中的关键环节，直接关系到运输效率、成本和安全。

本报告以我国某大型集装箱运输企业为研究对象，通过对集装箱调度实践的深入分析，探讨提高集装箱调度效率的方法和策略。

二、集装箱调度概述1. 集装箱调度定义集装箱调度是指对集装箱运输过程中的各个环节进行合理规划、安排和调整，以实现运输资源的最优配置，提高运输效率，降低运输成本。

2. 集装箱调度内容（1）集装箱的接收与发送：包括集装箱的接收、验收、堆存、装货、卸货、发送等环节。

（2）集装箱的运输安排：根据客户需求，合理规划集装箱的运输路线、运输工具、运输时间等。

（3）集装箱的跟踪与监控：对集装箱运输过程中的状态进行实时跟踪，确保运输安全。

（4）集装箱的维修与保养：对集装箱进行定期检查、维修和保养，确保其正常运行。

三、集装箱调度实践分析1. 集装箱接收与发送（1）优化接收流程：通过建立完善的接收制度，提高接收效率。

如采用条形码、RFID等技术，实现集装箱的快速识别、记录和跟踪。

（2）优化发送流程：根据客户需求，合理安排集装箱的发送时间、发送地点和发送方式，确保货物准时送达。

2. 集装箱运输安排（1）优化运输路线：通过GIS技术，结合运输成本、运输时间等因素，优化集装箱运输路线，降低运输成本。

（2）优化运输工具：根据货物种类、运输距离等因素，合理选择运输工具，提高运输效率。

（3）优化运输时间：通过合理调度，缩短集装箱在途时间，提高运输效率。

3. 集装箱跟踪与监控（1）建立实时跟踪系统：利用GPS、GPRS等技术，实现集装箱运输过程中的实时跟踪。

（2）建立预警机制：对运输过程中的异常情况进行预警，确保运输安全。

4. 集装箱维修与保养（1）定期检查：对集装箱进行定期检查，发现潜在问题，提前进行维修。

（2）专业维修：与专业维修团队合作，确保维修质量。

集装箱码头远程控制智能堆场系统设计及实施一、系统设计1. 智能码头管理系统智能码头管理系统是整个远程控制系统的核心部分，它通过物联网技术实现对集装箱堆场的实时监控和管理。

系统可以实时获取集装箱的位置、状态和数量等信息，同时还可以实现对集装箱的智能分拣、堆放和提取操作。

这样一来，可以大大提高堆场的利用率和装卸效率，减少人为操作带来的错误和损耗，从而提高码头的整体运营效率。

2. 远程监控系统为了确保堆场的安全和秩序，远程监控系统是必不可少的。

该系统通过高清摄像头和传感器设备，实现对整个堆场的24小时监控。

系统还可以通过人脸识别和车辆识别技术，对出入堆场的人员和车辆进行实时监测，确保堆场内部的安全环境。

系统还可以实现对堆场各个角落的监控和巡视，一旦发生异常情况即可迅速做出反应，并及时通知相关人员进行处理。

3. 智能装卸设备为了进一步提高堆场的运营效率，智能装卸设备也成为了远程控制系统的一部分。

系统可以通过自动化堆垛机、无人驾驶叉车等设备，实现快速、精准的集装箱装卸作业。

系统还可以通过智能调度算法，实现对装卸设备的动态分配和调度，最大限度地优化作业效率和节约运营成本。

二、系统实施1. 信息化基础建设在进行远程控制智能堆场系统实施之前，首先需要对整个码头的信息化基础进行升级和建设。

包括完善网络设备、增加传感器设备、更新数据中心等，保障系统的稳定运行和数据的实时传输。

2. 系统集成和调试远程控制智能堆场系统实施过程中，系统的集成和调试显得尤为重要。

需要根据具体的堆场情况，对系统进行个性化配置和定制化开发，确保系统可以完全适应码头的实际运营需求。

还需要不断进行系统的调试和优化，保证系统的稳定性和安全性。

3. 人员培训和技术支持系统实施过程中还需要对相关人员进行培训和技术支持。

只有员工掌握了系统的操作方法和维护技巧，才能保证系统的正常运行。

及时的技术支持也是保障系统顺利实施的关键，一旦出现故障或问题，可以迅速得到解决和处理。

自动化集装箱码头闸口模拟仿真系统设计与实现作者：李新照张祚良来源：《集装箱化》2016年第10期随着区域经济一体化进程和经济全球化趋势的加快，自动化集装箱码头成为集装箱码头发展的必然趋势。

自动化集装箱码头涉及的信息系统繁多，各系统都是独立的异构系统且结构复杂，系统之间需要进行信息交互和流程衔接，以确保自动化集装箱码头在信息系统支撑下的高效、稳定运行。

为验证系统间衔接的协调性以及交互的稳定性和准确性，本文提出自动化集装箱码头闸口模拟仿真系统，模拟电子数据交换、集卡入闸、陆侧交互区刷卡、集卡出闸等业务，生成相关业务数据，从而为码头操作系统、设备控制系统的开发和测试提供基础信息。

闸口模拟仿真系统设计有利于加快自动化集装箱码头信息系统建设、测试及调试进度，为自动化集装箱码头的按期投产打下坚实基础。

1 自动化集装箱码头主要闸口业务操作流程1.1 入闸业务操作流程集卡入闸操作流程如图1所示。

外集卡进入闸口，触发光学字符识别（Optical Character Recognition，OCR）和无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）系统：OCR系统采集箱号、ISO码、箱门方向、集装箱装车位置、冷藏箱外挂机组、司机脸部照片、残损照片等信息，若识别失败，由闸口远程控制人员进行人工识别；RFID系统采集车牌号信息、电子铅封（转关箱和直通箱）等信息。

集卡司机通过刷身份卡进行身份验证；若司机没有身份卡或身份卡失效，直接按自助服务机按钮打印小票，挡杆抬起，外集卡进入缓冲区进行处理。

对于提箱的外集卡，司机刷提箱卡后系统进行提箱处理；OCR系统和RFID系统识别成功后，将车号、箱号和司机身份卡信息进行绑定，并将转关箱和直通箱信息发送给海关。

入闸集卡通过业务规则校验后随即进行收发箱处理：自助服务机打印收发箱小票，挡杆自动抬起；对于20英尺集装箱，由外集卡司机选择集装箱装车位置；外集卡司机根据自助服务机提示和小票到相应的场区（缓冲区、调转箱门区、自动堆垛起重机场区）。

集装箱码头闸口作业系统通道配置仿真优化作者：曾露玲吴宏来源：《集装箱化》2016年第05期闸口作为集装箱码头物流系统的“咽喉”，是集卡出入集装箱码头的必经通道，承担着验箱、过磅、数据交换以及集装箱交接等作业任务，其通过能力对整个集装箱码头的作业效率产生直接影响。

[1]闸口作业系统是复杂的随机系统，其各环节涉及的相关因素较多，具有离散、动态、随机的特点，适合采用离散事件系统仿真方法进行研究。

[2]本文以厦门港H集装箱码头的闸口作业系统为研究对象，借助ProModel软件建立仿真模型，并将模型用于评估和优化闸口作业系统的通道配置方案，从而为提升闸口作业系统效率提供量化依据。

1 闸口作业系统仿真模型构建1.1 闸口作业系统的逻辑模型H集装箱码头是厦门港的主要集装箱码头，年吞吐量超过300万TEU；但因其地处开发较早的港区，空间受限，泊位、堆场和闸口等作业区域难以拓展。

根据作业需要，H集装箱码头设置内外2道闸口，即码头进出场闸口和位于港区东、南、北通道的3处海关闸口。

H集装箱码头闸口作业分为进场作业和出场作业。

按照业务内容来划分，进场集装箱主要包括出口集装箱、转关集装箱、转栈集装箱、场装集装箱、回场空箱等，出场集装箱主要包括清关集装箱、内贸集装箱、转关集装箱、出场空箱等。

如果不考虑具体业务方面的区别，H集装箱码头闸口作业可以概括为外集卡进场卸箱、内集卡进场卸箱、外集卡提箱出场、内集卡提箱出场等4种情况。

H集装箱码头闸口作业系统流程如图1所示。

H集装箱码头闸口实际作业中存在的集装箱异常进场、散杂货集装箱和超限货物集装箱进出场、移箱等非常规作业在闸口作业系统中所占比例极小，可以忽略不计。

此外，在不改变仿真效果的基础上，本文假设闸口不因恶劣天气、设备故障等因素停止作业。

1.2 仿真输入数据的收集和处理为构建仿真模型，需要收集H集装箱码头闸口作业系统的已知条件，包括：各类集卡到达闸口的时间间隔；外集卡从海关进场闸口至码头进场闸口的行驶时间；集卡在闸口通道接受服务的时间；各类集卡在码头堆场的作业时间。

集装箱码头集卡全场调度系统的应用汤海亮，胡跃朋，王日金（宁波梅山岛国际集装箱码头有限公司，浙江宁波315803）【摘要】为提升集装箱码头作业中集卡的作业效率，将集卡调度系统与GIS和GPS结合对集卡精准定位，通过建立集卡作业指令打分模型对集装箱码头装卸船任务指令进行动态计算，有效避开堆场作业冲突，实现集卡全场作业调度和最优作业平衡度配置，最后通过对实际作业数据分析,评价集卡全场调度系统的有效性。

结果表明：集卡全场调度系统能有效提升集卡重载率，缩短平均装卸作业距离，从而降低集卡运输成本和能耗，提升集装箱码头装卸船作业效率。

【关键词】集卡调度;GIS；打分模型；作业冲突0引言随着GIS和GPS系统在码头应用的普及，集装箱码头调度部门可以实时获取集卡位置，使得全场动态调度集卡成为可能，从而达到节约集卡能耗、提高码头装卸效率的目的。

集卡作为集装箱码头生产作业的关键运输设备，集装箱码头管理者若要降低港口生产成本,高效完成装卸指令,就必须合理配置和调度集卡；因此，如何提高集装箱码头集卡作业效率是集装箱码头管理者的一个重要课题。

集卡调度方面的研究已有许多研究成果。

李广儒等⑴运用码头GPRS系统收集集卡速度、流量、位置等数据，通过蚁群算法判断阻塞状况和调整可行节点集,能有效缓解码头阻塞,提高集卡利用率和码头作业效率。

吕品等⑵研究集卡作业面的集卡调度模式，以岸桥等待时间最短为前提对集装箱运输船装卸作业路径进行优化，缩短了集卡行走路程，降低成本,提高集卡工作效率。

赵金楼等⑶考虑集卡数量和空载距离等因素，分别构建以集卡行驶距离最短为目标和以集卡任务间空载距离最短为目标的两种集卡路径优化模型，通过粒子群算法解决了每辆集卡的路径任务分配及作业顺序的问题。

李凡等⑷综合考虑大作业面模式下系统总作业时间、岸吊等待时间以及集卡空载率问题,建立多目标优化模型,并运用启发式方法提出一种混合在线集卡调度算法，并以港口实际数据对模型进行验证。