一种港口空箱疏运作业方法与流程

本发明涉及港口空箱疏运，尤其涉及一种港口空箱疏运作业方法。

背景技术：

1、集装箱码头是集装箱通关上船前和下船后的同一集合存放地，用于集装箱重箱或空箱的装卸、转运、保管和交接，在集装箱运输中起着至关重要的作用。集装箱在港口、码头堆放时，通常是按照货运船号分堆码齐的，以便于统一装船。在运输集装箱的车辆(集卡车)进出堆场时，都需要经过集装箱码头闸口。闸口是集装箱码头物流系统重要组成部分。

2、随着智慧港口、绿色港口建设工作进度的加快，传统集装箱码头的自动化升级改造项目如火如荼的展开，空箱疏运作业模式创新和轨道吊自动化技术改造技术的融合发展实现新突破，并具有港口应用推广的条件，为集装箱自动化升级改造提供了新思路。

3、如何将传统作业模式和自动化作业模式做到有机结合是整个码头即将面临的全新课题，空箱批提作业是码头快速分拨空箱的重要一环，随着自动化升级改造的推进，自动化轨道吊作业标准化不断提升，但受制于实际业务办理中仍采用人工沟通作业，自动化操作系统无法接收提箱指令，导致传统作业流程与自动化操作模式衔接不畅，作业效率难以提升。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种港口空箱疏运作业方法，用于解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种港口空箱疏运作业方法，所述方法包括如下步骤：

4、s1：用户通过用户界面上传预约信息，进行线上预约提箱，所述预约信息，为用户将要用于提箱的集卡的车号；

5、s2：码头生产管理系统ictms接收预约信息，并基于该预约信息判断是否具备预约条件，若判定为不具备预约条件，则过滤指令，若判定为具备预约条件，则将该预约信息转化为批提指令，并将该批提指令发送至码头操作系统tos；

6、s3：码头操作系统tos接收到批提指令后，从港口内为对应的车号下的用户分配具有空箱的提箱区域，并将提箱区域发送到用户的用户界面及自动化轨道吊ecs系统，

7、s4：自动化轨道吊ecs系统接收到提箱区域后，在提箱区域下为用户选取所要提取的空箱，并获取该所要提取的空箱的空箱位置；

8、s5：用户通过用户界面接收所述提箱区域，并依据接收到的提箱区域驾驶集卡到达提箱区域对应的区域；

9、s6：自动化轨道吊ecs系统调取所述空箱位置上的空箱并将其装到集卡上，以供用户进行疏运。

10、进一步地，步骤s4中，空箱位置包含提箱区域以及列和层高。

11、进一步地，步骤s1中，线上预约包括通过微信小程序填写预约信息。

12、进一步地，步骤s2中，码头生产管理系统ictms接收预约信息，并基于该预约信息判断是否具备预约条件，包括：

13、码头生产管理系统ictms从接收的预约信息中提取车号，并查询该车号在本港口有无备案信息，若无备案信息则判定为不具备预约条件，若有备案信息，则判定为具备预约条件。

14、进一步地，步骤s4中，自动化轨道吊ecs系统接收到提箱区域后，采集空箱的存放位置，并将采集的空箱的存放位置输入预先训练好的决策树模型进行运算，输出为用户选取的空箱位置。

15、进一步地，决策树模型的训练方法包括：

16、s41：收集并预处理空箱的空箱尺寸、存放位置和摆放顺序，并剔除无效数据，得到包含空箱尺寸、空箱存放位置、空箱摆放顺序的特征的数据集；

17、s42：将数据集划分为训练集和测试集；

18、s43：使用训练集和标签构建决策树模型，标签为调度是否成功；

19、s44：使用测试集对构建的决策树模型进行评估与调优。

20、进一步地，步骤s42中，决策树模型的训练过程，包括：

21、收集并预处理空箱的尺寸、存放位置和摆放顺序，进行数据清洗、处理缺失值和异常值，其中，空箱的尺寸包含特征：长度、宽度、高度，空箱的存放位置包含特征：场区、细分场区、贝位、列、层，空箱的摆放顺序包含特征：提箱的层级、提箱的列级；

22、预处理后的数据集划分为训练集和测试集，其中训练集占70％，测试集占30％；

23、训练集数据，使用基尼不纯度和信息增益作为特征选择的准则，选择最优的分裂点；测试集数据，基于交叉验证将训练集划分为多个较小的子集，依次使用其中的k-1个子集作为训练集，剩余的一个子集作为验证集；对于每个参数组合，进行交叉验证训练和评估，并记录模型在验证集上的性能指标，选择具有最小均方误差或最大决定系数的参数组合；

24、将决策树模型解释可视化，评估各个特征在模型中重要性，判断是否要重新数据处理、构建特征数据；

25、部署上述决策树可视化后不需要修改的决策树模型并监控空箱的历史存放位置和摆放顺序数据。

26、进一步地，基尼不纯度的表达式为：

27、gini(p)＝1-σ(pi^2)

28、式中，p是节点中每个特征的样本比例，σ表示对所有特征进行求和；

29、信息增益的表达式为：

30、informationgain(d,a)＝h(d)-σ(|d_v|/|d|)*h(d_v)

31、式中，d表示当前节点的训练集，a表示待分裂的特征，d_v表示根据特征a的取值v划分出的子样本集，h()表示熵。

32、进一步地，所述方法还包括：通过搭建智能闸口对装载有空箱的集卡智能出闸；

33、沿集卡出闸的方向，智能闸口依次间隔设有：倒u型拍摄组件、第一称重机构、倒l型拍摄组件和电动闸门；

34、倒u型拍摄组件包含第一竖杆、第一横杆、第二竖杆、第一摄像机、第二摄像机和两个第三摄像机，第一横杆的两端分别连接第一竖杆和第二竖杆；第一摄像机安装在第一横杆的中部，第二摄像机安装在第一横杆的中部，两个第三摄像机分别安装在第一竖杆和第二竖杆的中部；

35、倒l型拍摄组件包含第三竖杆、第二横杆、第四摄像机和第五摄像机，第四摄像机安装在第二横杆的上部，且第四摄像机的摄像头与第一摄像机的摄像头相对，第五摄像机安装在第三竖杆的中部；

36、第一称重机构设置在倒u型拍摄组件和倒l型拍摄组件之间的地面上；

37、智能闸口还配设有信息处理模块和存储模块，信息处理模块分别与第一摄像机、第二摄像机、两个第三摄像机、第四摄像机、第五摄像机、第一称重机构、电动闸门、堆场轨道吊自动化ecs系统和存储模块相连；

38、存储模块用于存储集卡进港口时港口内的第二称重机构采集的不载有空箱的集卡的重量，以及通过港口内设置的摄像头采集该重量所对应的车号。

39、进一步地，通过搭建智能闸口对装载有空箱的集卡智能出闸，具体包括：

40、信息处理模块通过第一摄像机采集空箱的箱号，并通过第五摄像机采集集卡的车号，判断箱号和车号是否匹配；

41、信息处理模块通过第一称重机构采集装载空箱的集卡的重量，通过存储模块采集该集卡对应的不载有空箱的集卡的重量，并通过第一摄像机采集箱重信息，判断装载有空箱的集卡的重量是否等于集卡的重量与空箱的重量的总和；

42、若判断箱号和车号匹配，且装载有空箱的集卡的重量等于集卡的重量与空箱的重量的总和，则信息处理模块控制电动闸门开闸，集卡出闸；

43、同时，第一摄像机拍摄空箱的后侧壁图像，第二摄像机从上方向下拍摄空箱的顶部图像，两个第三摄像机拍摄空箱的两侧面图像，第四摄像机拍摄空箱的前侧面图像，信息处理模块将空箱的后侧壁图像、顶部图像、两侧面图像、前侧面图像以及空箱的箱号上传至堆场轨道吊自动化ecs系统。

44、本发明的有益效果：

45、本发明通过微信小程序、码头生产管理系统ictms、码头操作系统tos、自动化轨道吊ecs系统的关联对接，实现了空箱作业从提箱、装车全流程的信息化处理。

46、码头生产管理系统ictms将符合条件的提箱指令通过码头操作系统tos推送至轨道吊自动化ecs系统，自动化系统可以通过自身的自动发箱模块，将批提空箱与进场车辆快速绑定，提高堆场作业效率。

47、本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。