王 斐

(威海海洋职业学院经济管理系，山东 威海 264300)

随着智能化理念的不断发展及成熟，自动化码头也逐渐走进人们的视野。自动化码头经历了20余年的发展[1]，虽然我国在自动化码头方面发展起步比国外的港口晚，但是发展速度并不落后。目前，各行各业都在追求绿色化和智能化发展，实现人机隔离的自动化码头将成为我国港口未来的发展趋势[2]。我国第四代集装箱港口已建成的青岛新前港、上海洋山港四期和厦门远海都是自动化码头[3]。与传统的集装箱码头相比，自动化集装箱码头有着多方面的优势，其具有超高的工作效率、更精确的操作以及人机分离的优点，可以实现超低意外事故发生率。

图1 远海全自动化集装箱码头Fig.1 Complete automation container terminal of high seas

1 自动化码头研究

宓为建等[4]在研究了传统的集装箱码头的基础上，重新定义了梭车式自动化集装箱码头，并对码头的作业系统进行了仿真，开拓了自动化集装箱码头的研究。自动化码头相较于传统的码头，装卸工艺发生了很大的改变，文献[5-11]主要研究了自动化码头的主要装卸工艺。何继红[12]在充分研究集装箱自动化码头相关理论的基础上，对码头上的平面布局和码头上的机械进行了平面布局的分析研究。Seyed等[13]以装卸集装箱使用的时间最短作为衡量指标，研究了自动化集装箱码头的效率问题。高延辉等[14]提出了一种全新的集装箱码头的概念体系，这一系统将双轨轮小车、桥吊和堆场区域做了双回字形的布置，具有较高的抗干扰能力。

图2 自动化码头整体布局Fig.2 Overall allocation of automated terminal

近几年，随着仿真技术的不断成熟，众多学者开始通过仿真对自动化码头进行研究，大大降低了研究成本，也为自动化码头的发展提供了许多指导性意见。He J[15]对自动化集装箱码头进行了系统仿真，在仿真的基础上对其运作效率进行分析并提出了具有针对性的改进意见。Petering M E H[16]分析了集装箱码头的生产力和堆场规划之间的必然联系，并进行了优化，最后通过建模仿真验证了优化方案的可行性。黄国梁等[17]在Petri 网的理论基础之上，对散货码头工艺系统进行了仿真，找到了该系统的瓶颈位置并针对瓶颈提出了相应优化措施。

2 自动化码头AGV调度研究

自动化集装箱码头最重要的机械是自动导引车(AGV)，所以AGV的研究成为众多学者的关注点。

曾庆成等[18]考虑了对AGV路径规划时遇到的拥堵或冲突问题，对AGV路径进行实时的动态监测，以作业时间最短为优化目标建立模型，并设计了多种蚁群算法对模型的可行性进行了验证。石楠路[19]考虑到AGV小车需要进行充电这一实际情况，通过优化换电策略，降低AGV小车充电过程对整个自动化码头工作效率的负面影响，最后通过遗传算法验证了该模型确实有效提高了AGV小车的效率。包晓琼等[20]考虑在计划中可以优先选择部分任务，而对于没能按时完成即延后完成的任务做出惩罚的原则，建立混合整数规划模型，对自动化集装箱码头 AGV的调度进行优化。张峥炜等[21]对AGV的任务级别进行划分，在考虑优先级和路径地图中的先验信息的基础上，提出了改进的Dijkstra 动态路径规划模型，优化了后续AGV小车的运行路径并使得整个任务完成过程使用的时间最少。梁承姬等[22]通过设计多学科变量的耦合优化方法，以岸边等待时间最短和使用AGV小车数量最少为目标，研究了AGV调度和AGV配置问题。丁一等[23]以码头的运作效率、船舶等待时间和AGV的重在率作为研究目标，建立了混合整数规划模型对AGV小车的调度问题展开研究。添玉等[24]考虑到自动化码头上各种装卸设备的相互配合，对自带提升功能的AGV小车的调度进行建模优化，并设计了双层遗传算法对模型进行了求解。杨勇生等[25]将自动化集装箱码头的AGV小车和轨道式龙门起重机的调度协调起来，考虑 AGV 和 RMG 任务的分配情况，建立了模型并通过GA进行求解取得了良好的效果。

AGV的调度研究成果有很多，考虑的约束条件、实际情况都很全面，不仅考虑到AGV小车自身的约束，还充分考虑了整个自动化码头的机械配合。

3 结语

自动化集装箱码头是港口未来重要的发展方向，是众多学者的研究对象。AGV小车的调度影响着整个自动化码头的效率，学者们研究了AGV小车与码头上其他装卸装备的配合、先验信息对后续路径的影响、AGV小车自身需要充电的实际情况、AGV小车之间的相互影响。但是，码头的硬件装备对自动化码头AGV小车调度的影响研究得不够，可以作为未来研究的重点。