桥吊作业计划生成方法、控制方法、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及集装箱码头的调度控制技术领域，尤其涉及一种桥吊作业计划生成方法、控制方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.为了保障集装箱码头的正常运转，作业计划和作业控制是码头日常运营两个必不可缺的环节，在集装箱码头所有的作业计划中，桥吊作业计划是一个非常重要的部分。目前，大多数集装箱码头的桥吊作业计划都是计划员通过手工计算的方式来编制的，该计划的制定需要考虑多种数据和规则，码头计划员在手工制定桥吊作业计划过程中很难将多种因素和规则考虑完全，很容易导致计划不合理。此外，人工编制的方式效率低、耗时长。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种桥吊作业计划生成方法、控制方法、装置、设备及介质，以高效地生成较为合理的桥吊作业计划。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种桥吊作业计划生成方法，包括：
5.获取待作业桥吊的桥吊信息、待靠港船舶上待作业贝位对应的集装箱作业指令信息以及作业规则信息；
6.根据桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息，生成待作业桥吊的作业计划；该作业计划包括第一作业计划和第二作业计划中的至少一项，第二作业计划是通过对第一作业计划进行优化得到的。
7.第二方面，本技术实施例提供了一种桥吊控制方法，包括：
8.根据桥吊作业计划控制待作业桥吊对靠港船舶上的待作业贝位进行集装箱装卸作业；桥吊作业计划是通过本技术任一实施例提供的桥吊作业计划生成方法生成的。
9.第三方面，本技术实施例提供了一种桥吊作业计划生成装置，包括：
10.信息获取模块，用于获取待作业桥吊的桥吊信息、待靠港船舶上待作业贝位对应的集装箱作业指令信息以及作业规则信息；
11.计划生成模块，用于根据桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息，生成待作业桥吊的作业计划；该作业计划包括第一作业计划和第二作业计划中的至少一项，第二作业计划是通过对第一作业计划进行优化得到的。
12.第四方面，本技术实施例提供了一种桥吊控制装置，包括：
13.控制模块，用于根据桥吊作业计划控制待作业桥吊对靠港船舶上的待作业贝位进行集装箱装卸作业；桥吊作业计划是由本技术任一实施例提供的的桥吊作业生成装置生成的。
14.第五方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，处理器在执行计算机程序时实现本技术任一实施例提供的方法。
15.第六方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质
内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本技术任一实施例提供的方法。
16.与现有技术相比，本技术具有如下优点：
17.本技术实施例提供的桥吊作业计划生成方法和桥吊控制方法，可对待作业桥吊的桥吊信息、待靠港船舶上待作业贝位对应的集装箱作业指令信息以及作业规则信息进行较为全面的考虑，在短时间内自动生成较为合理的作业计划，可提高桥吊作业计划的生成效率；本技术实施例中的作业计划可以包括第一作业计划的基础上进一步进行优化得到的更优的第二作业计划，即在自动生成桥吊作业计划的基础上，可进一步优化桥吊作业计划，有利于更加充分地利用桥吊资源，实现快速作业，减少船舶的在泊时间，有利于提高码头的整体作业效率。
18.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
19.在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本技术的一些实施方式，而不应将其视为是对本技术范围的限制。
20.图1为本技术实施例提供的一种桥吊作业计划生成方法的流程示意图；
21.图2为本技术实施例中生成作业计划的一种流程示意图；
22.图3为本技术实施例中划分贝位组的一种流程示意图；
23.图4为本技术实施例中划分贝位组的另一种流程框图；
24.图5为本技术实施例中调整贝位组的流程示意图；
25.图6为本技术实施例中对第一作业计划进行迭代优化的流程示意图；
26.图7为本技术实施例提供的一种桥吊作业计划生成装置的结构框架示意图；以及
27.图8为本技术实施例提供的一种电子设备的结构框架示意图。
具体实施方式
28.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本技术的构思或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的，而非限制性的。
29.首先对本技术涉及的技术术语进行如下介绍：
30.集装箱码头：指包括水域范围和陆域范围的、能够容纳完整的集装箱装卸操作并且具有明确界限的场所，其中，水域范围包括港池、锚地、进港航道、泊位等，陆域范围包括货运站、堆场、码头前沿、办公生活区域等。
31.箱区：指集装箱码头堆场堆放集装箱的区间位置。集装箱堆放在堆场，一般都用一组代码来表示其在堆场内的物理位置，这个位置就是场箱位。场箱位一般由箱区、位、排、层组成。
32.桥吊：集装箱码头上用于进行集装箱装卸作业的起重机。
33.集装箱船：又称货船或货柜船，广义是指可用于装载国际标准集装箱的船舶，狭义
是指全部舱室及甲板专用于装载集装箱的全集装箱船舶。本技术实施例中的船舶主要是集装箱船。
34.贝位：集装箱在集装箱船上的三维装箱位置涉及三个方向，即行方向、列方向和层方向，贝位指集装箱在集装箱船的行方向上的位置，即集装箱在集装箱船上的第几行，可用贝号来表示一个具体的贝位。
35.贝号：集装箱在集装箱船上的三维装箱位置一般按国际统一的6位代码编号方法表示。其中最前两位表示行号(也称贝号或贝位号)，中间两位表示列号，最后两位表示层号。行号是集装箱箱位的纵向坐标，自船首向船尾，装20英尺箱(小箱)位时依次以奇数表示(01、03、05、
……
)。当纵向两个连续20英尺箱位上被用于装载40英尺集装箱(大箱)时,则该40英尺集装箱的行号以介于所占的两个20英尺箱位奇数行号之间的一个偶数表示。
36.桥吊作业计划：也称船舶分路作业计划，表示根据船舶的装卸作业需求为船舶安排的桥吊作业方案。
37.工作队列：表示作业指令的集合，一个工作队列是一个作业指令集合，一个作业指令集合包含集装箱船同一贝位对应的具有相同特征的作业指令。通常按作业指令对应的作业区域为舱内或舱面、作业对象为大箱或小箱、作业操作为装船或卸船这几个特征对作业指令进行聚类，得到相应的作业指令集合，作为相应的工作队列。例如，若某个贝位对应多个作业指令的作业区域均为舱面，作业对象均为大箱，作业操作均为装船，则该多个作业指令可形成该贝位的一个工作队列，具体为该贝位的舱面装船大箱队列。根据集装箱作业指令的特征的不同，船舶上每个贝位可对应多个不同的工作队列，基于该多个不同的工作队列可对该贝位进行装卸作业。
38.计划分配集卡数：指计划为每台桥吊分配的集装箱卡车(简称集卡)的数量，该数量可由码头控制员设定，设定之后可以动态变化。
39.集卡预估台时产量：指一辆集装箱卡车平均每小时能作业的集装箱的预估数量。集卡预估台时产量可包括装船集卡的预估台时产量和卸船集卡的预估台时产量，装船集卡的预估台时产量指一辆集装箱卡车平均每小时能配合一台桥吊完成的装船的集装箱的预估数量，也即一辆集装箱卡车平均每小时能完成的装船指令的预估数量。卸船集卡的预估台时产量指一辆集装箱卡车平均每小时能配合一台桥吊完成的卸船的集装箱的预估数量，也即一辆集装箱卡车平均每小时能完成的卸船指令的预估数量。
40.本技术的发明人在研究中发现，作为供应链的关键物流节点和重要的基础设施，集装箱港口和集装箱码头成为在经济中越来越关键的角色，各国集装箱港口和集装箱码头的吞吐量普遍大幅增长，集装箱码头如何在尽量短的时间内让靠泊的船舶完成其装卸任务并尽快离泊(即最小化船舶在泊时间)是全球集装箱码头所共同面临的一个难题。
41.为了保障集装箱码头的正常运转，作业计划和作业控制是码头日常运营两个必不可缺的环节。作业计划环节需要码头计划员对码头繁多复杂的作业设备和作业类型给出清晰且可执行的预先安排。作业控制环节则需码头操作员依照作业计划在实际作业过程中对各个设备进行合理调度和必要修正。合理的作业计划能让码头的各项作业平稳有序的进行，减少不必要的作业修正和额外工作量，提升码头作业效率。
42.在集装箱码头所有的作业计划中，桥吊作业计划是一个非常重要的部分，在一艘船舶靠泊之前，码头计划员需要为该船舶船制定桥吊作业计划。目前，大多数集装箱码头的
桥吊作业计划都是码头计划员通过手工计算的方式来编制的，该计划的制定不仅需要考虑集装船上大量的集装箱数据，还需要遵循复杂的集装箱装卸船规则和约束，而码头计划员在手工制定桥吊作业计划过程中很难全面的考虑各种因素，很容易导致计划不合理。此外，人工编制的方式计划效率低、耗时长，无法满足短时间内使靠泊的船舶完成装卸任务并尽快离泊的需求。当遇到特殊情况需要临时调整计划时，码头计划员很难在短时间内给出较为合理的新计划。
43.为了解决上述问题，相关技术中设计了一种智能化系统，采用动态规划算法为贝位分配桥吊并确定桥吊作业时长，桥吊作业类型则是采用顶层遍历算法并结合码头计划员的经验确定桥吊的作业类型。动态规划算法具有以下缺陷：计算耗时较长，当靠泊船舶的集装箱数量较大且箱型分布复杂时，采用动态规划算法为贝位分配桥吊并确定桥吊作业时长，需要很长的计算时间；对变化的响应性差，在集装箱码头的实际作业情况发生变化时，动态规划算法难以及时重新生成合理的桥吊作业计划；动态规划算法需要构建主变量状态方程和辅助回溯变量状态转移方程，如何确定合理的主变量状态方程和辅助回溯变量状态转移方程是一个非常具有挑战性的工作，导致动态规划算法在桥吊作业计划的制定过程中实用性较差。
44.下面以具体实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。以下相关技术作为可选方案与本技术实施例的技术方案可以进行任意结合，其均属于本技术实施例的保护范围。
45.本技术实施例提供了一种桥吊作业计划生成方法，如图1所示，该方法可以包括：
46.s101，获取待作业桥吊的桥吊信息、待靠港船舶上待作业贝位对应的集装箱作业指令信息以及作业规则信息。
47.本技术实施例中的待作业桥吊是指分配好的计划对待靠港船舶上待作业贝位进行集装箱装卸作业的桥吊，待作业贝位是指需要被桥吊执行集装箱装卸作业的贝位，待作业贝位可以是船舶上的所有贝位或部分贝位，具体可根据船舶的实际情况确定，例如根据船舶的船图(列明集装箱在船舶上的具体位置的图表)确定。
48.桥吊信息可以包括计划分配集卡数、集卡预估台时产量、起始作业贝位等至少一项信息。待作业贝位对应的集装箱作业指令信息可以包括待作业贝位对应的每个集装箱作业指令的指令类型、指令号等任意一项信息，一个作业指令的指令类型可以是装船或卸船，作业指令可以是装船指令或卸船指令。
49.作业规则信息可以包括：相邻桥吊同时作业的贝位间隔规则、贝位禁止作业规则和贝位优先级规则中的至少一项规则信息。作业规则信息可以预先人为设定或根据其它算法确定。
50.本技术实施例中的贝位，在实际使用中可以用相应的贝号来表示。
51.s102，根据待作业桥吊的桥吊信息、待靠港船舶上待作业贝位对应的集装箱作业指令信息以及作业规则信息，生成待作业桥吊的作业计划。
52.上述作业计划包括第一作业计划和第二作业计划中的至少一项，第二作业计划是通过对第一作业计划进行优化得到的。
53.本技术实施例提供的桥吊作业计划生成方法，可对待作业桥吊的桥吊信息、待作业贝位对应的集装箱作业指令信息以及作业规则信息进行较为全面的考虑，在短时间内自
动生成较为合理的作业计划，可提高桥吊作业计划的生成效率；本技术实施例中的作业计划可以包括第一作业计划的基础上进一步进行优化得到的更优的第二作业计划，即在自动生成桥吊作业计划的基础上，可进一步优化桥吊作业计划，有利于更加充分地利用桥吊资源，实现快速作业，减少船舶的在泊时间，有利于提高码头的整体作业效率。
54.可选的，在获取待作业桥吊的桥吊信息、待作业贝位对应的集装箱作业指令信息以及作业规则信息后，可对所获取的信息的有效性进行验证，验证方式包括：确定桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息的相关字段中是否存在具体的值，确定桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息的相关字段的格式是否满足后续处理的格式要求，确定桥吊信息、集装箱作业指令信息、作业规则信息和船图信息是否能够相互匹配。若所获取的字段中不存在具体的值和/或所获取的字段的格式不满足后续处理的格式要求，则可视为无效数据；若所获取的字段中有具体的值且字段的格式满足后续处理的格式要求，则视为有效数据；若桥吊信息、集装箱作业指令信息、作业规则信息之间和船图信息能够相互匹配，则可视为有效数据；若桥吊信息、集装箱作业指令信息、作业规则信息和船图信息之间无法相互匹配，则可视为无效数据。
55.在一个示例中，若指令号的字段格式为integer(整数/整型数)格式，则认为指令号的字段格式满足后续处理的格式要求，若指令类型的字段格式为string(字符串)格式，则认为指令类型的字段格式满足后续处理的格式要求。在另一个示例中，对于一个装船指令，若其指示的集装箱装载位置与船舶的船图信息存在冲突无法匹配，例如某装船指令指示的集装箱装载位置在船舶的船图中显示该位置是无法装载的位置，此时认为该装船指令是无效数据。
56.若桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息的相关字段中不存在具体的值，或，桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息之间无法相互匹配，可重新获取桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息。若桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息的相关字段的格式不满足后续处理的格式要求，可将字段的格式转换为满足后续处理的格式要求的格式。
57.可选的，如图2所示，在上述步骤s102中，根据待作业桥吊的桥吊信息、待靠港船舶上待作业贝位对应的集装箱的作业指令信息和作业规则信息，生成待作业桥吊的作业计划，可以包括如下步骤s201-s202：
58.s201，根据桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息，对待靠港船舶上的待作业贝位进行分组，得到多个贝位组。
59.贝位组的数量可以与待作业桥吊的数量相同，从而可以以贝位组为单位分配桥吊，使一个桥吊对一个贝位组进行集装箱装卸作业，不同桥吊可同时对不同贝位组进行集装箱装卸作业。
60.s202，根据待作业桥吊的桥吊信息和作业规则信息，确定贝位组中的贝位作业顺序。
61.作业计划可以包括每个贝位组中的贝位作业顺序，即每个贝位组中各贝位的作业顺序。基于待作业桥吊的桥吊信息和作业规则信息，可以对每个贝位组中的各个贝位进行合理的排序，得到较为合理的每个贝位组中的贝位作业顺序，有利于在后续桥吊作业中控制桥吊的作业流程，提高桥吊的作业效率。
62.在一种可选的实施方式中，桥吊信息可以包括：计划分配集卡数和集卡预估台时产量。
63.如图3所示，在步骤s201中，根据桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息，对待靠港船舶上的待作业贝位进行分组，得到多个贝位组，可以包括如下步骤s301-s304：
64.s301，根据计划分配集卡数和集卡预估台时产量，确定一台桥吊完成一个作业指令的计划作业时长。
65.计划分配集卡数指计划为每台桥吊分配的集装箱卡车(简称集卡)的数量，该数量可由码头控制员设定。集卡预估台时产量指一辆集装箱卡车平均每小时能作业的集装箱的预估数量。将计划分配集卡数和集卡预估台时产量相乘，可确定一台桥吊平均每小时能完成的作业指令的数量，进而可确定出一台桥吊完成一个作业指令的计划作业时长。
66.集卡预估台时产量可包括装船集卡的预估台时产量和卸船集卡的预估台时产量，根据计划分配集卡数和装船集卡的预估台时产量，可确定一台桥吊平均每小时能完成的装船指令的数量，进而可确定出一台桥吊完成一个装船指令的计划时长，根据计划分配集卡数和卸船集卡的预估台时产量，可确定出一台桥吊平均每小时能完成的卸船指令的数量，进而可确定出一台桥吊完成一个卸船指令的计划时长。在一个示例中，若一台桥吊的计划分配集卡数为3，装船集卡的预估台时产量为3，则一台桥吊与3台集卡配合平均每小时可完成9装船指令，进而可确定该桥吊平均完成一个装船指令的时长为1/9个小时。
67.s302，根据待作业贝位对应的集装箱作业指令信息，确定待作业贝位对应的集装箱作业指令数量。
68.对于每个待作业贝位，根据该待作业贝位对应的集装箱作业指令信息，可以确定该待作业贝位的集装箱作业指令数量，根据该待作业贝位对应的集装箱作业指令信息中的指令号和指令类型，可以确定该待作业贝位对应的装船指令数量和/或卸船指令数量。
69.s303，根据一台待作业桥吊完成一个集装箱作业指令的计划作业时长和待作业贝位对应的集装箱作业指令数量，确定待作业贝位的计划作业时长。
70.对于每个待作业贝位，根据一台待作业桥吊完成一个集装箱作业指令的计划作业时长和该待作业贝位对应的集装箱作业指令数量，可确定该待作业贝位的计划作业时长。
71.在一个示例中，将每个待作业贝位的集装箱作业指令数量和一台桥吊完成一个集装箱作业指令的时长相乘，可确定每个待作业贝位的计划作业时长。在一个示例中，每个贝位的作业指令数量为100，一个桥吊与3台集卡配合完成一个作业指令的计划作业时长为0.1小时，则每个贝位的计划作业时长为100*0.1＝10小时。
72.每个待作业贝位的集装箱作业指令数量可以包括不同指类型的集装箱作业指令数量，例如可以包括装船指令数量和卸船指令数量，根据每个待作业贝位的装船指令数量和一台桥吊完成一个装船指令的计划时长，可确定每个待作业贝位的计划装船时长，根据每个待作业贝位的卸船指令数量和一台桥吊完成一个卸船指令的计划时长，可确定每个待作业贝位的计划卸船时长，在确定计划装船时长和计划卸船时长的基础上，可确定每个待作业贝位的计划作业时长。
73.在一个示例中，每个待作业贝位的装船指令可以包括该待作业贝位对应的多个工作队列中的装船指令，每个待作业贝位的卸船指令可以包括该待作业贝位对应的多个工作队列中的卸船指令。对于一个与多个工作队列对应的贝位，可根据每个工作队列中的装船
指令和一台桥吊完成一个装船指令的计划时长，确定每个工作队列的计划装船时长，可根据每个工作队列中的卸船指令和一台桥吊完成一个卸船指令的计划时长，确定每个工作队列的计划卸船时长，进而可对每个工作队列的计划装船时长和计划卸船时长求和以确定每个工作队列的计划作业时长，进一步地，可对一个待作业贝位对应的每个工作队列的计划作业时长求和，以确定一个待作业贝位的计划作业时长。
74.s304，根据待作业贝位的计划作业时长对待靠港船舶上的待作业贝位进行分组，得到多个贝位组。
75.基于待作业贝位的计划作业时长，可快速匹配计划作业时长趋于一致的贝位组，从而可实现快速分组，并且可得到合理的贝位组。不同贝位组的计划作业时长的差值的绝对值可以小于预设的时长阈值，时长阈值可以设置为一个较小的数值，从而可使不同贝位组的计划作业时长的差异维持在一个较小的范围内，使各个贝位组的计划作业时长趋于一致，在后续同时对各贝位组进行装卸作业时，对各贝位组进行装卸作业趋于同步结束，避免个别贝位组对应的作业时长过长导致整个船舶的作业时长过长的情况发生，可有效地缩短针对整个船舶的作业时长，作业计划还可以包括每个贝位组的计划作业时长。本技术实施例中的时长阈值的具体数值可根据实际需求设置。
76.一个贝位组的计划作业时长可以包括该贝位组中各贝位的计划作业时长的总和。在确定每个贝位组的贝位作业顺序和计划作业时长的情况下，若已知每个贝位组的计划作业起始时刻(即计划的开始进行作业的时刻)，可根据该每个贝位组的计划作业起始时刻、贝位作业顺序和计划作业时长，确定每个贝位组的计划作业时间范围，例如8:00～12:00，作业计划中可以包括每个贝位组的计划作业时间范围。
77.对于一个贝位组，其计划作业时间范围可以包括该贝位组中每个贝位的计划作业时间范围，例如贝位组中第一个需要作业的贝位的计划作业时间范围为8:00～9:00，第二个需要作业的贝位的计划作业时间范围为9:00～10:00。以上关于计划作业时间范围的具体时刻仅作为示例，并不表示在实际生成桥吊作业计划时贝位或贝位的计划作业时间范围一定是8:00～12:00、8:00～9:00或9:00～10:00，贝位组的计划作业起始时刻可根据实际需求设置，进而贝位组或贝位的计划作业时间范围可根据实际的计划作业起始时刻确定。
78.本技术实施例对上述步骤s301至s304的执行顺序不作限定，可以依次执行，也可以是某些步骤同步执行，例如，步骤s301和步骤s302可以同步执行。
79.在另一种可选的实施方式，桥吊信息可以包括：计划分配集卡数和集卡预估台时产量；作业规则信息可以包括：相邻桥吊同时作业的贝位间隔规则，例如相邻桥吊同时作业时需要间隔的最小贝位数量，贝位可以用贝号表示，相邻桥吊同时作业需要间隔的最小贝位数量也可以表示为相邻桥吊同时作业时需要间隔的最小贝号数量。在一个示例中，两台桥吊同时作业时需要至少间隔8个贝号。
80.如图4所示，在步骤s201中，根据桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息，对待靠港船舶上的待作业贝位进行分组，得到多个贝位组，可以包括如下步骤s401-s405：
81.s401，根据计划分配集卡数和集卡预估台时产量，确定一台桥吊完成一个集装箱作业指令的计划作业时长。
82.步骤s401的具体实现方式和示例可参照步骤s301的相关内容，此处不再赘述。
83.s402，根据待作业贝位对应的集装箱作业指令信息，确定待作业贝位对应的集装
箱作业指令数量。
84.步骤s402的具体实现方式和示例可参照步骤s302的相关内容，此处不再赘述。
85.s403，根据一台桥吊完成一个集装箱作业指令的计划作业时长和待作业贝位对应的集装箱作业指令数量，确定待作业贝位的计划作业时长。
86.步骤s403的具体实现方式和示例可参照步骤s303的相关内容，此处不再赘述。
87.s404，根据待作业贝位对应的集装箱作业指令数量和贝位间隔规则，确定待靠港船舶的重点贝位。
88.重点贝位(或称重点路)为相邻且作业指令总数最多且不能由相邻两台桥吊同时进行作业的两个大箱贝位的组合。在一个示例，相邻两个桥吊同时作业时需要间隔的贝位为12贝、16贝、20贝，在三个贝位的两两组合中，12贝和16贝的组合的作业指令总数最多，则12贝和16贝即为重点贝位。其中，12、16和20均为贝号。
89.s405，根据待作业贝位的计划作业时长和重点贝位，对待靠港船舶的待作业贝位进行分组，得到多个贝位组。
90.重点贝位位于同一个贝位组，不同贝位组的计划作业时长的差值的绝对值小于预设的时长阈值，作业计划还可以包括每个贝位组的计划作业时长。
91.在待作业贝位的计划作业时长的基础上，可将重点贝位划分在同一贝位组，使重点贝位中两个贝位由同一桥吊进行集装箱装卸作业。
92.本技术实施例对上述步骤s401至s305的执行顺序不作限定，可以依次执行，也可以是某些步骤同步执行，例如，步骤s401和步骤s402可以同步执行。
93.在又一个可选的实施方式中，桥吊信息可以包括：起始作业贝位和可移动范围。起始作业贝位可根据船舶靠泊后的位置和桥吊位置的关系确定，桥吊的位置可以不固定，可以在一定范围内移动，即具有可移动范围。
94.如图5所示，在步骤s201中，在通过步骤s301-s304或步骤s401-s405确定出多个贝位组的基础上，根据桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息，对待靠港船舶的待作业贝位进行分组，得到多个贝位组，还可以包括如下步骤s501-s502：
95.s501，根据待作业桥吊中的起始作业贝位和可移动范围，确定待作业桥吊的作业范围。
96.起始作业贝位可根据船舶靠泊后的位置和桥吊初始位置的关系确定，待作业桥吊的位置不固定，可以在一定范围内移动，基于待作业桥吊的起始作业贝位和可移动范围，可确定出每个桥吊可进行作业的贝位范围即作业范围，即一个桥吊可以对哪些贝位进行装卸作业。
97.s502，根据待作业桥吊的作业范围对多个贝位组进行调整，得到调整后的多个贝位组。
98.在一个示例中，待作业桥吊包桥吊cr1、桥吊cr2和桥吊cr3，待作业贝位包括12贝、16贝、20贝、24贝、28贝和32贝，根据每个待作业贝位的计划作业时长和重点贝位可划分出初步的贝位组，例如第一个贝位组包括12贝和16贝，第二个贝位组包括20贝和24贝，第三个贝位组包括28贝和32贝，若桥吊cr1的作业范围为12贝，桥吊cr2的作业范围为16贝至24贝，桥吊cr3的作业范围为28贝至32贝，则可将第一个贝位组调整为仅包括12贝，将第二个贝位组调整为包括16贝至24贝，第三个贝位组可保持不变。
99.在一个可选的实施方式中，作业规则信息可以包括：不同桥吊同时作业的贝位间隔规则和贝位优先级规则。不同桥吊同时作业的贝位间隔规则可以包括以下至少一项：不同桥吊同时作业时需要间隔的最小贝位数量(或最小贝号数量)，间隔有生活舱或烟囱的两个贝位是否可以同时作业。贝位优先级规则中可以包括以下至少一种规则：对重点贝位优先进行作业；对有垫脚箱的贝位优先进行作业；同时对多个贝位作业时，装船作业和卸船作业间隔进行，例如同时对12贝、20贝和28贝作业时，对12贝和28贝进行装船作业，对贝位20进行卸船作业；同一箱区发箱的目标贝位不同时作业。在判断贝位是否有垫脚箱时，可基于贝位对应的装船指令所包含的垫脚箱信息来判断，若装船指令中包含垫脚箱信息，则该贝位为有垫脚箱的贝位。
100.可选的，在步骤s202中，根据作业规则信息，确定每个贝位组中的贝位作业顺序，可以包括：根据相邻两个桥吊同时作业时的贝位间隔规则和贝位优先级规则，确定每个贝位组中的贝位作业顺序。
101.基于相邻两个桥吊同时作业时的贝位间隔规则和贝位优先级规则，可对每个贝位组中贝位进行合理安排，得到可行性较好的贝位作业顺序。
102.根据每个待作业桥吊的作业范围、相邻两个桥吊同时作业时的贝位间隔规则和贝位优先级规则，若同一贝位组中的各贝位具有多种贝位作业顺序，可任意选择一种或选择较优的一种作为作业计划的一部分。
103.在一个示例中，待作业桥吊包桥吊cr1、桥吊cr2和桥吊cr3，待作业贝位包括12贝、16贝、20贝、24贝、28贝和32贝，可分为三个贝位组，第一个贝位组可以包括12贝和16贝，第二个贝位组可以包括20贝和24贝，第三个贝位组可以包括28贝和32贝，三个贝位组的集装箱装卸作业分别由桥吊cr1、桥吊cr2和桥吊cr3完成，相邻两个桥吊同时作业时需要间隔的8个贝号，例如12贝和20贝间隔8个贝号，可同时作业，重点贝位为20贝和24贝。
104.在上述示例中，根据重点贝位优先原则，可在桥吊作业计划中首先安排桥吊cr2在20贝和24贝中的任意一个贝位进行作业，则第二个贝位组的贝位作业顺序可以是先20贝后24贝，也可以是先24贝后20贝。以桥吊cr2首先在24贝作业为例，基于8个贝号的间隔要求，在桥吊cr2在24贝作业的同时桥吊cr1可以在12贝或16贝作业，则第一个贝位组中的贝位作业顺序可以是先12贝后16贝，也可以是先16贝后12贝，但当桥吊cr2完成24贝的作业在20贝作业时，基于8个贝号的间隔要求，桥吊cr1只能在12贝作业，因此第一个贝位组中更合理的贝位作业顺序是先16贝后12贝，可以避免16贝和20贝同时作业的冲突；同样基于8个贝号的间隔要求，在桥吊cr2在24贝作业时，桥吊cr3只能在32贝作业，则第三个贝位组中的贝位作业顺序为先32贝后28贝。
105.在一个示例中，本技术实施例中的集装箱作业指令信息可以包括每个作业指令的指令类型，作业计划还可以包括该指令类型。
106.在一个示例中，在确定贝位组的贝位作业顺序的基础上，本技术实施例还可以确定同一贝位对应的多个工作队列的执行顺序，即对于每个贝位，先执行哪个工作队列，后执行哪个工作队列，作业计划还可以包括同一贝位的多个工作队列的执行顺序。
107.通过上述方式(例如图2至图6中的任意一个图所示的方式)处理后得到的计划可以是第一作业计划，可对该第一作业计划进行优化以得到第二作业计划。
108.在一种可选的实施方式中，如图6所示，第二作业计划可通过如下方式得到：对第
一作业计划进行迭代优化，直至满足迭代停止条件，每一次迭代优化过程可以包括如下步骤s601-s604：
109.s601，对当前作业计划进行随机调整，得到中间作业计划。
110.当前作业计划可以是第一作业计划或前次迭代优化结束后得到的作业计划。若当前迭代优化过程为第一次迭代优化过程，则当前作业计划为通过前面的方式生成的第一作业计划，若当前迭代优化过程是第二次以后的迭代优化过程，则当前作业计划为前次迭代优化结束后得到的作业计划，前次迭代优化结束后得到的作业计划可以是前次迭代过程中的原始的当前作业计划或新的当前作业计划。
111.s602，确定中间作业计划是否满足作业规则信息中的规则，以及中间作业计划中的总计划作业时长是否小于当前作业计划中的总计划作业时长；若中间作业计划满足作业规则信息中的规则且中间作业计划中的总计划作业时长小于当前作业计划的总计划作业时长，则执行s603；若中间作业计划满足作业规则信息中的规则且中间作业计划中的总计划作业时长大于或等于当前作业计划中的总计划作业时长，则执行s604；若中间作业计划不满足作业规则信息的要求，则保持随机调整前的当前作业计划。
112.总计划作业时长可以是各个贝位组的计划作业时长中的最大时长。中间作业计划中的总计划作业时长，可以是中间作业计划中各贝位组的计划作业时长中的最大时长；当前作业计划中的总计划作业时长，可以是当前作业计划中各贝位组的计划作业时长中的最大时长。
113.对中间作业计划是否满足作业规则信息中的规则的判定，与对中间作业计划中的总计划作业时长是否小于当前作业计划中的总计划作业时长的判定，可以同步进行，也可以先后进行，例如可以先判定中间作业计划是否满足作业规则信息中的规则，在确定中间作业计划满足作业规则信息中的规则时，再判定中间作业计划中的总计划作业时长是否小于当前作业计划中的总计划作业时长。
114.s603，确定中间作业计划为新的当前作业计划。
115.在满足作业规则信息的要求的基础上，若中间作业计划中的总计划作业时长小于当前作业计划中的总计划作业时长，则相对于当前作业计划，中间作业计划可用更短的时间来完成装卸作业，则中间作业计划是更优的桥吊作业计划，可接受中间作业计划，将该中间作业计划作为新的当前作业计划，即作为下一次迭代优化的基础。
116.s604，基于优化概率，确定中间作业计划为新的当前作业计划。
117.在m次迭代优化过程中，优化概率逐渐减小，最后n次迭代优化过程中的优化概率为预设的概率阈值；m大于1的整数，n为小于m的正整数。m和n的具体数值可根据实际情况确定。
118.在满足作业规则信息中的规则的基础上，若中间作业计划中的总计划作业时长大于或等于当前作业计划中的总计划作业时长，则相对于当前作业计划，中间作业计划并未缩短完成集装箱装卸作业的时长，此时，可以一定的概率(即优化概率)接受中间作业计划，将该中间作业计划作为新的当前作业计划，以增加当前作业计划的多样性，使迭代优化的算法能够跳出局部最优解而去尽可能找到全局最优解。
119.在中间作业计划不满足装卸规则信息中的规则的情况下，无论中间作业计划中的总计划作业时长是否小于当前作业计划中的总计划作业时长，均不是更优的方案，因此舍
弃中间作业计划，仍保持随机调整前的当前作业计划。
120.本技术实施例的第二作业计划可以是最后一次迭代优化结束后得到的作业计划，最后一次迭代优化结束后得到的作业计划可以是最后一次迭代优化过程中的原始的当前作业计划或新的当前作业计划。
121.如图3所示的迭代优化方案，可对当前作业计划进行随机调整，实现对当前作业计划的初步优化，得到每一次迭代优化的初步优化结果(即中间作业计划)，进一步的可基于作业规则信息和中间作业计划中的总计划作业时长的情况确定每一次迭代优化的当前迭代优化结果，从而可得到多次迭代优化的最终优化结果(即最终作业计划)，将各贝位组的计划作业时长压缩到尽可能短的范围内，以满足用户的时效需求。
122.在一种可选的实施方式中，迭代停止条件可以包括：当前的迭代次数为预设的最大迭代次数。最大迭代次数可以根据实际需求或经验值设置，在当前的迭代次数为预设的最大迭代次数时停止迭代，可在优化桥吊作业计划的基础上控制计算量，控制功耗。
123.在另一种可选的实施方式中，迭代停止条件可以包括：当前作业计划中的总计划作业时长满足预设的时长条件。在当前作业计划中的总计划作业时长满足预设的时长条件时停止迭代，有助于得到符合优化需求的桥吊作业计划。
124.可选的，预设的时长条件可以包括：当前作业计划中的总计划作业时长小于第一作业计划中的总计划作业时长，且当前作业计划中的总计划作业时长与第一作业计划中的总计划作业时长的差值的绝对值大于预设的时长阈值。该时长阈值可根据实际需求或经验值设置，例如可设置为一个较小的数值。
125.基于上述时长条件停止迭代，有助于得到总计划作业时长足够小的桥吊作业计划，在作业起始时刻不变的情况下，基于当前作业计划中的总计划作业时长与第一作业计划中的总计划作业时长的差值进行优化，可使优化后的第二作业计划的完成时刻较第一作业计划的完成时刻提前，从而可使针对整个船舶的作业的提前，可有效的提高码头的装卸作业效率。
126.在另一种可选的实施方式中，根据作业规则信息对第一作业计划进行优化得到待作业桥吊的第二作业计划的方案可通过遗传算法和蚁群算法来实现。
127.在一个示例中，本技术实施例提供的桥吊作业计划生成方法，还可包括：监控桥吊信息、集装箱作业指令信息以及作业规则信息；在桥吊信息、集装箱作业指令信息以及作业规则信息中的任意一项信息发生变化时，修正作业计划。基于该种方式，本技术实施例提供的桥吊作业计划对变化的响应能力较强，动态调整的能力较强，灵活性较高。
128.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种桥吊控制方法，包括：根据桥吊作业计控制待作业桥吊对待靠港船舶上的待作业贝位进行集装箱装卸作业；桥吊作业计划是通过本技术实施例提供的任意一种桥吊作业计划生成方法生成的。
129.基于本技术实施例提供的桥吊作业计划生成方法生成的桥吊作业计划，控制桥吊进行装卸作业，可提高桥吊资源的利用和桥吊作业效率，减少船舶的在泊时间，可大大减少码头计划员的工作量。
130.本技术实施例提供的桥吊作业计划生成方法和桥吊控制方法可应用于集装箱码头的智能系统。
131.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种桥吊作业计划生成装置，如图7所
示，该装置包括：信息获取模块701和计划生成模块702。
132.信息获取模块701，用于获取待作业桥吊的桥吊信息、待靠港船舶上待作业贝位对应的集装箱作业指令信息以及作业规则信息。
133.计划生成模块702，用于根据桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息，生成待作业桥吊的第一作业计划；作业计划包括第一作业计划和第二作业计划中的至少一项，第二作业计划是通过对第一作业计划进行优化得到的。
134.计划生成模块702可以包括：贝位分组单元和贝位顺序确定单元。贝位分组单元可用于根据桥吊信息、集装箱作业指令信息和作业规则信息，对待靠港船舶上的待作业贝位进行分组，得到多个贝位组，第一作业计划包括贝位组中的贝位作业顺序和贝位组的计划作业时长；贝位顺序确定单元可用于根据作业规则信息，确定贝位组中的贝位作业顺序，作业计划可以包括贝位组中的贝位作业顺序。
135.在一种可选的实施方式中，贝位分组单元可具体用于：根据计划分配集卡数和集卡预估台时产量，确定一台待作业桥吊完成一个集装箱作业指令的计划作业时长；根据待作业贝位对应的集装箱作业指令信息，确定待作业贝位对应的集装箱作业指令数量；根据一台待作业桥吊完成一个集装箱作业指令的计划作业时长和待作业贝位对应的集装箱作业指令数量，确定待作业贝位的计划作业时长；根据待作业贝位的计划作业时长，对待靠港船舶上的待作业贝位进行分组，得到多个贝位组；不同贝位组的计划作业时长的差值的绝对值小于预设的时长阈值，作业计划还可以包括贝位组的计划作业时长。
136.在另一种可选的实施方式中，贝位分组单元可具体用于：根据待作业贝位对应的集装箱作业指令信息，确定待作业贝位对应的集装箱作业指令数量；根据一台桥吊完成一个集装箱作业指令的计划作业时长和待作业贝位对应的集装箱作业指令数量，确定待作业贝位的计划作业时长；根据待作业贝位对应的集装箱作业指令数量和贝位间隔规则，确定待靠港船舶的重点贝位；根据待作业贝位的计划作业时长和重点贝位，对待靠港船舶的贝位进行分组，得到多个贝位组；重点贝位位于同一个贝位组，不同贝位组的计划作业时长的差值的绝对值小于预设的时长阈值，作业计划还可以包括每个贝位组的计划作业时长。
137.在又一种可选的实施方式中，贝位分组单元还可用于：根据待作业桥吊的起始作业贝位和可移动范围，确定待作业桥吊的作业范围；根据待作业桥吊的作业范围对多个贝位组进行调整，得到调整后的多个贝位组。
138.可选的，贝位顺序确定单元可具体用于：根据贝位间隔规则和贝位优先级规则，确定贝位组中的贝位作业顺序。
139.经贝位分组单元和贝位顺序确定单元处理后可得到第一作业计划，本技术实施例中的计划生成模块702还可以包括优化单元，该优化单元可用于对第一作业计划进行迭代优化，直至满足迭代停止条件。
140.在一种可选的实施方式中，在每一次迭代优化过程中，优化单元可具体用于：对当前作业计划进行随机调整，得到中间作业计划；确定中间作业计划是否满足作业规则信息中的规则，以及中间作业计划中的总计划作业时长是否小于当前作业计划中的总计划作业时长；在中间作业计划满足作业规则信息中的规则、且中间作业计划中的总计划作业时长小于当前作业计划的总计划作业时长的情况下，确定中间作业计划为新的当前作业计划。当前作业计划为第一作业计划或前次迭代结束后得到的作业计划，当前作业计划的总计划
architecture，eisa)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
151.可选的，在具体实现上，如果存储器801、处理器802及通信接口803集成在一块芯片上，则存储器801、处理器802及通信接口803可以通过内部接口完成相互间的通信。
152.本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本技术实施例中提供的方法。
153.本技术实施例还提供了一种芯片，该芯片包括处理器，用于从存储器中调用并运行存储器中存储的指令，使得安装有芯片的通信设备执行本技术实施例提供的方法。
154.本技术实施例还提供了一种芯片，包括：输入接口、输出接口、处理器和存储器，输入接口、输出接口、处理器以及存储器之间通过内部连接通路相连，处理器用于执行存储器中的代码，当代码被执行时，处理器用于执行申请实施例提供的方法。
155.应理解的是，上述处理器可以是中央处理器(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。值得说明的是，处理器可以是支持进阶精简指令集机器(advanced risc machines，arm)架构的处理器。
156.进一步地，可选的，上述存储器可以包括只读存储器和随机访问存储器。该存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以包括只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以包括随机访问存储器(random access memory，ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram均可用。例如，静态随机访问存储器(static ram，sram)、动态随机访问存储器(dynamic random access memory，dram)、同步动态随机访问存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机访问存储器(double data rate sdram，ddr sdram)、增强型同步动态随机访问存储器(enhanced sdram，esdram)、同步链接动态随机访问存储器(sync link dram，sldram)和直接内存总线随机访问存储器(direct rambus ram，dr ram)。
157.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生依照本技术的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输。
158.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本技术的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本
领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
159.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
160.流程图中描述的或在此以其他方式描述的任何过程或方法可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分。并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能。
161.在流程图中描述的或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。
162.应理解的是，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。上述实施例方法的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
163.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。上述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
164.以上所述，仅为本技术的示例性实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术记载的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。