一种集装箱码头物流系统数字孪生建模方法及其系统

1.本发明涉及码头管理领域，尤其涉及一种集装箱码头物流系统数字孪生建模方法及其系统。
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背景技术：

3.码头是海边、江河边专供轮船或渡船停泊，让乘客上下、货物装卸的建筑物，通常见于水陆交通发达的商业城市，人类利用码头，作为渡轮泊岸上落乘客及货物之用，其次还可能是吸引游人，及约会集合的地标。
4.在码头上，通常会停放许多通过集装箱装在的货物，方便对货物的存储，卸料或者装车运输，不但需要对不同货物的存储位置进行选址，还需要进行记录，以及对货位的实时监控，上货或者卸货时还需要进行道路规划，以及应急管理等多种需求，导致码头的运行管理十分复杂。
5.在现有技术中，因为码头的运行管理十分复杂，需要通过许多的分部不断的进行沟通，而码头不同的分部之间很难做到实时有效的沟通，导致不同的部门之间协作能力不足，不能及时有效的做到各分部的统一管理和指挥，严重影响到码头的运转效率。
6.因此，有必要提供一种集装箱码头物流系统数字孪生建模方法及其系统解决上述技术问题。
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技术实现要素：

8.本发明提供一种集装箱码头物流系统数字孪生建模方法及其系统，解决了集装箱码头不能及时有效的做到各分部的统一管理和指挥，严重影响到码头的运转效率的问题。
9.为解决上述技术问题，本发明提供的集装箱码头物流系统数字孪生建模方法包括以下步骤：s1、对码头的空间信息和货物的物流信息进行采集，将采集到的码头空间信息和物流信息用来建立等比例的数字几何模型；s2、对所述步骤s1中建立的等比例几何模型分别进行时间定义，空间定义和物流定义，并且对数据进行实时更新；s3、对所述步骤s2中经过时间定义，空间定义和物流定义后的数字几何模型进行分析，推断，再完成集装箱码头物流的统一规划。
10.优选的，在所述步骤s1中，对码头的空间信息采集包括码头的进出口信息、码头内部的道路信息，以及各个存储区位置信息。
11.优选的，在所述步骤s1中，对货物的物流信息采集包括货物分类信息、存储时长信息、以及各个存储区货物存储的饱和度信息。
12.优选的，在所述步骤s2中，对等比例几何模型的空间定义随着时间定义的变化而
同步发生变化用于及时获取不同时段内部的货物物流信息。
13.优选的，在所述步骤s2中，物流定义为根据所述步骤s1中采集到的物流信息进行追踪，实现物流信息的自动更新，并且对于每一个存储区货物存储的饱和度信息每七天至少进行一次人工的信息采集，以保证数据的准确性。
14.优选的，在所述步骤s3中，通过对货物物流信息，以及存储时长信息进行分析，对未来一周货物物流集装箱是否停留在码头进行推断，作为后续进入的物料集装箱的调度基础，并根据该基础提前规划调度指令。
15.优选的，在所述步骤s3中，对码头货物的物流信息的调度指令发出前需要通过所述步骤s1中所获取的信息进行对比判断，当所述步骤s3中的所推断的信息和所述步骤s1中所获取的信息一致，再由人工进行确认指令生成并且发送到各个相关的运作单位。
16.优选的，一种集装箱码头物流系统数字孪生建模系统，其特征在于，包括：信息采集系统，所述信息采集系统包括码头时空信息采集模块、物流信息采集模块和数字几何模型生成模块；模型定义系统，所述模型定义系统包括时间定义模块、空间定义模块和物流定义模块；分析规划系统，所述分析规划系统包括信息分析模块和指令生成模块。
17.优选的，所述空间定义模块不仅仅用于对码头的现有区域的定义，还用于对码头未开发区域的定义，并且配合时间定义模块在定义的未开发区域上线使用时可以立即更新区域信息，以及在现有区域整修时，在定义的整修时间时对该区域进行下线，并同时定义为未开发区域。
18.优选的，所述分析规划系统还包括信息检验模块，用于将信息采集系统中采集到的信息和所述信息分析模块所分析出的信息进行对比，若一致，则由人工确认指令并发送给对应的部分，若不一致，则通过信息分析模块对更新后的信息进行再一次的分析，重复以上步骤，直至用于将信息采集系统中采集到的信息和所述信息分析模块所分析出的信息保持一致。
19.与相关技术相比较，本发明提供的集装箱码头物流系统数字孪生建模方法及其系统具有如下有益效果：本发明提供一种集装箱码头物流系统数字孪生建模方法及其系统，通过获取码头的空间信息和物流信息建立一个等比例的数字几何模型，方便对不同时间下的空间信息和物流信息进行及时更新，并且结合信息变化的规律和采集到的即将发生的信息进行统一的分析计算，推导出未来时间码头中的空间信息和物流信息，并生成指令，对码头各部分运转进行统一的协调，有效的提升码头的运转效率。
20.附图说明
21.图1为本发明提供的集装箱码头物流系统数字孪生建模方法的系统框图；图2为本发明提供的集装箱码头物流系统数字孪生建模系统的系统框图；图3为图2所示信息采集系统部分的系统框图；图4为图2所示模型定义系统部分的系统框图；
图5为图2所示分析规划系统部分的系统框图。
22.具体实施方式
23.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
24.请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，其中，图1为本发明提供的集装箱码头物流系统数字孪生建模方法的系统框图；图2为本发明提供的集装箱码头物流系统数字孪生建模系统的系统框图；图3为图2所示信息采集系统部分的系统框图；图4为图2所示模型定义系统部分的系统框图；图5为图2所示分析规划系统部分的系统框图。集装箱码头物流系统数字孪生建模方法及其系统包括以下步骤：s1、对码头的空间信息和货物的物流信息进行采集，将采集到的码头空间信息和物流信息用来建立等比例的数字几何模型；s2、对所述步骤s1中建立的等比例几何模型分别进行时间定义，空间定义和物流定义，并且对数据进行实时更新；s3、对所述步骤s2中经过时间定义，空间定义和物流定义后的数字几何模型进行分析，推断，再完成集装箱码头物流的统一规划。
25.在步骤s1中，对于码头空间信息和物流信息的采集通过gps进行全局信息采集，再通过连接布设在码头内部的所有监控进行信息采集，以及人工携带三维相机进行采集，将这些信息进行整合，建立一个以码头空间为基础的数字几何模型。
26.在所述步骤s1中，对码头的空间信息采集包括码头的进出口信息、码头内部的道路信息，以及各个存储区位置信息。
27.对码头进出口信息采集时，会对进出口信息和道路信息的状态进行实时标记，以确认该进出口和道路是否可以正常通行。
28.在所述步骤s1中，对货物的物流信息采集包括货物分类信息、存储时长信息、以及各个存储区货物存储的饱和度信息。
29.通过采集各个存储区货物存储的饱和度，方便将货物均匀输送到每个存储区之中，以及根据货物进入码头的时间和登记的存储时长，方便对货物离开码头的时间进行估算。
30.在所述步骤s2中，对等比例几何模型的空间定义随着时间定义的变化而同步发生变化用于及时获取不同时段内部的货物物流信息。
31.所建立起的以码头空间为基础的数字几何模型并非一成不变，而是根据时间的变化实时进行变化，以便准确的显示出各种所需信息，变化时间的刷新频率默认为2h自动刷新一次，也可以在需要时手动进行刷新，当手动刷新后，刷新时间立即重置，即在上次刷新后1.5h后进行手动刷新，在手动刷新后则需要再次等待2h才会自动刷新。
32.在所述步骤s2中，物流定义为根据所述步骤s1中采集到的物流信息进行追踪，实现物流信息的自动更新，并且对于每一个存储区货物存储的饱和度信息每七天至少进行一次人工的信息采集，以保证数据的准确性。
33.通过人工采集信息和自动采集的信息进行对比，若一致，则无需进行修正，若不一致，则进行人工修正，保证数据的准确性，通过每七天进行一次更新，既可以保证数据的准
确性，又可以有效降低劳动强度，每一个存储区货物的饱和度信息无需一同更新，可以一个个进行更新，更新的间隔也可以根据实际的需求进行调整。
34.在所述步骤s3中，通过对货物物流信息，以及存储时长信息进行分析，对未来一周货物物流集装箱是否停留在码头进行推断，作为后续进入的物料集装箱的调度基础，并根据该基础提前规划调度指令。
35.该调度指令可以通过app和小程序进行发送，方便指令的发出和获取。
36.在所述步骤s3中，对码头货物的物流信息的调度指令发出前需要通过所述步骤s1中所获取的信息进行对比判断，当所述步骤s3中的所推断的信息和所述步骤s1中所获取的信息一致，再由人工进行确认指令生成并且发送到各个相关的运作单位。
37.通过人工进行最后的确认，进一步保证指令的准确和无误，进行确认的人员必须是管理人员，且需要经过识别认证登入系统才能进行验证，当指令生成时，会立刻发出弹窗，保证确认的人员可以立刻收到指令并及时进行检验确认。
38.一种集装箱码头物流系统数字孪生建模系统，其特征在于，包括：信息采集系统，所述信息采集系统包括码头时空信息采集模块、物流信息采集模块和数字几何模型生成模块；模型定义系统，所述模型定义系统包括时间定义模块、空间定义模块和物流定义模块；分析规划系统，所述分析规划系统包括信息分析模块和指令生成模块。
39.所有的模块协调运作，信息数据的传输均通过网络予以实现，并且通过网络对硬件系统进行控制，通过软件信息和硬件设备共同的组成加以实现码头物流系统数字孪生建模系统的生成，时空信息采集模块即包括对码头内的空间进行采集，也包括不同时间内码头和物流的变化信息进行采集。
40.所述空间定义模块不仅仅用于对码头的现有区域的定义，还用于对码头未开发区域的定义，并且配合时间定义模块在定义的未开发区域上线使用时可以立即更新区域信息，以及在现有区域整修时，在定义的整修时间时对该区域进行下线，并同时定义为未开发区域。
41.时间定义模块用于统筹所有区域的时间信息，以便及时对生成的码头物流系统数字孪生建模系统中的物流信息和空间信息进行更新。
42.所述分析规划系统还包括信息检验模块，用于将信息采集系统中采集到的信息和所述信息分析模块所分析出的信息进行对比，若一致，则由人工确认指令并发送给对应的部分，若不一致，则通过信息分析模块对更新后的信息进行再一次的分析，重复以上步骤，直至用于将信息采集系统中采集到的信息和所述信息分析模块所分析出的信息保持一致。
43.通过时空信息采集模块、物流信息采集模块共同对码头的空间信息以及物流在空间中的分布信息进行采集，方便通过数字几何模型生成模块进行模型生成，再通过时间定义模块、空间定义模块和物流定义模块对码头中的信息进行分别的定义、追踪和更新，保证数据的实时性和准确性，最后由信息分析模块加快物流信息的演化，提前计算几个小时后或者几天后的码头空间信息和物流信息，并且生成质量，对码头统一规划和运行提供指导，提升码头的运转效率。
44.本发明提供的集装箱码头物流系统数字孪生建模方法的工作原理如下：
首先通过信息采集设备来对码头的空间信息和货物的物流信息进行采集，并且将所采集到的码头空间信息和物流信息用来建立等比例的数字几何模型，方便信息的观测和获取；再通过为建立的等比例几何模型分别进行时间定义，空间定义和物流定义，方便根据所定义的信息以及所属的分类，及时对数据信息进行实时的更新；最后再经过时间定义，空间定义和物流定义后的数字几何模型进行逻辑分析，根据信息变化的规律进行推断，并结合所采集的即将发生的信息进行统一的分析，通过所建立模型时间上的加速变化，来推断分析未来时间内部码头的相关信息，并且提前给出调度指令，方便码头各部分的及时运作。
45.与相关技术相比较，本发明提供的集装箱码头物流系统数字孪生建模方法及其系统具有如下有益效果：通过获取码头的空间信息和物流信息建立一个等比例的数字几何模型，方便对不同时间下的空间信息和物流信息进行及时更新，并且结合信息变化的规律和采集到的即将发生的信息进行统一的分析计算，推导出未来时间码头中的空间信息和物流信息，并生成指令，对码头各部分运转进行统一的协调，有效的提升码头的运转效率。
46.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。