文獻綜述-一種基于工作流引擎的集裝箱堆場車載任務(wù)控制系統(tǒng).docx

文獻綜述近幾年來，隨著全球一體化的進程不斷深入，港口碼頭集裝箱吞吐量與日俱增。因此，國家不斷地加大對港口和物流企業(yè)建設(shè)的扶持力度。碼頭信息化建設(shè)、裝卸設(shè)備現(xiàn)代化、環(huán)境保護、能源節(jié)約、科技人才培養(yǎng)等方面都取得了較大的進步。集裝箱堆場作為服務(wù)于港口碼頭的重要集散樞紐，其生產(chǎn)作業(yè)的合理性對整個港口生產(chǎn)作業(yè)的效率又很大影響。目前，針對集裝箱堆場的研究主要著眼于機械設(shè)備的調(diào)度以及堆場堆存計劃的安排。在國內(nèi)外集裝箱堆場機械設(shè)備調(diào)度的研究中Guo1等人提出了一種新的集裝箱碼頭堆場作業(yè)負載管理分級方案，利用時間分割算法和空間分割算法來安排部署場吊以處理堆場作業(yè)中不斷變化的工作到達模式。該方法通過場吊平均等待時間而不是場吊作業(yè)量來平衡場吊作業(yè)量以及評估其負載均衡效果。Langevin2等人研究了在裝卸作業(yè)中多橋吊調(diào)度問題，通過考慮不同橋吊之間的關(guān)系，橋吊的過轉(zhuǎn)道，以及橋吊順序作業(yè)等因素建立混合整數(shù)規(guī)劃模型，并設(shè)計了遺傳算法來進行求解，通過實際測試進行評估證明了該算法的有效性。Lee, D. H. 3等人研究了集裝箱碼頭緩沖區(qū)內(nèi)多橋吊系統(tǒng)裝船作業(yè)調(diào)度問題。該問題中涉及多臺橋吊同時為一臺岸橋發(fā)箱時的橋吊作業(yè)平衡問題，集裝箱在調(diào)度前可被存儲在緩沖區(qū)知道岸橋需要裝該箱為止。根據(jù)上述條件通過建立整數(shù)規(guī)劃模型一求解該為題，該模型中再同一時間考慮了不同場吊的作業(yè)調(diào)度，最后通過不同的實例證明了該模型在此類問題上的有效性。Ng, W. C. 4等人針對集裝箱堆場裝卸作業(yè)時，集卡在場地內(nèi)堵塞的現(xiàn)象，提出了一種最優(yōu)序列算法，綜合考慮集裝進場堆場車道的時間，優(yōu)化集卡進入堆場的次序，從而最大限度地減少場地內(nèi)所有空集卡裝箱作業(yè)的總時間。Petering, M. E. H. 5等人針對集裝箱堆場在長期運行中岸橋的平均作業(yè)效率部分取決于后發(fā)堆場內(nèi)場吊的實時調(diào)度所決定的這一現(xiàn)象，建立多目標，隨機，實時的堆場作業(yè)仿真模型，證明了場吊應(yīng)優(yōu)先從箱區(qū)進行提箱作業(yè)，而并非進行進場落位任務(wù)，此外，場吊調(diào)度系統(tǒng)在考慮場地能集卡等待時間的同時還應(yīng)該考慮正在進入堆場的集卡，以避免場內(nèi)的擁堵現(xiàn)象。 目前針對集裝堆場箱機械設(shè)備調(diào)度安排的研究主要采用兩種方法，一時根據(jù)場地內(nèi)生產(chǎn)作業(yè)不平衡的現(xiàn)象構(gòu)建運籌學模型，并利用啟發(fā)式算法求解以實現(xiàn)集裝箱堆場生產(chǎn)作業(yè)的負載均衡，提高整個碼頭的作業(yè)效率。而是通過建立仿真模型，分析并找出堆場內(nèi)生產(chǎn)作業(yè)所存在的瓶頸，并針對這一瓶頸加以改進。這兩種方法前者側(cè)重于計算后者側(cè)重于分析，若能將兩者結(jié)合使用能夠更好研究對堆場機械設(shè)備的調(diào)度問題。在堆存計劃安排的研究中Chen6等人以最小化計劃期內(nèi)分散集裝箱在堆場混合堆放區(qū)重安排的時間為目標，通過大量實例證明了該模型和算法能夠有效優(yōu)化其重安排時間，并大大提高了堆場的作業(yè)效率。Jiang7等人提出了一種堆場作業(yè)自動化的算法，首先介紹了堆場內(nèi)集裝箱的劃分原則，其次，定義集裝箱對方的大體次序，建立動態(tài)模型，最后通過實例計算證明了該集裝箱循環(huán)取箱的失效性。Yu8等人提出了一個系統(tǒng)性的方案來同時解決堆場堆存空間安排問題以及場吊調(diào)度問題，基于堆場混堆狀態(tài)建立了混合整數(shù)規(guī)劃模型，其中加入了與堆存空間以及場吊調(diào)度相關(guān)的約束，并通過實例證明了該模型的有效性。Jiang9等人研究了中轉(zhuǎn)港繁忙時期的堆場堆存管理問題，在這種情況下必須要采取邊裝邊卸的方式裝船，文中指出通過采用雙共享存儲空間的方法以此來增加土地利用率的同時能夠降低堆場的翻箱率，同時也能滿足碼頭高負荷運作時降低堆場內(nèi)的交通擁堵問題。最后通過實驗證明了，該雙共享存儲空間的架構(gòu)能夠為堆場利用率較少的碼頭提供解決方案，同時保證最少的場吊安排。Sgouridis, S. P. 10等人針對集裝箱碼頭生產(chǎn)作業(yè)日趨復雜這一現(xiàn)象，建立了著眼于進場集卡計劃安排的仿真模型，分析其排隊時間，利用率以及隊列次序等因素，以簡化碼頭中期計劃的安排，并通過實例證明其案例中碼頭的堆場作業(yè)具有進一步改善的潛力。目前針對堆場堆存計劃的研究主要著重于通過合理的堆存安排以提高裝卸作業(yè)時的場內(nèi)發(fā)箱效率。多數(shù)學者都根據(jù)實際問題通過建立相應(yīng)的運籌學模型來求解堆存方案，在降低翻箱、搗箱的現(xiàn)象發(fā)生，提高船舶裝卸效率的同時最大限度的提高場地利用率。在工作流引擎方面的研究盧欣榮、魏炳輝11在基于ECA規(guī)則的輕量級工作流引擎設(shè)計一文中通過構(gòu)建ECA 規(guī)則，設(shè)計了輕量級工作流引擎的核心部分，提供了工作流最基本的功能，與核心的引擎規(guī)則、任務(wù)指派和權(quán)限分配組件共同構(gòu)成工作流的引擎，采用該引擎大大提高了企業(yè)運作的靈活性和適應(yīng)性。杜剛，江志斌，刁曉娣12等人研究了骨肉瘤術(shù)前化療過程中的一些典型變異及應(yīng)對措施，給出了骨肉瘤術(shù)前化療流程的部分擴展ECA規(guī)則描述，設(shè)計了一個基于規(guī)則的工作流引擎，通過實例驗證了該工作流引擎的自適應(yīng)機制的可行性；張奇13基于著色Petri網(wǎng)建立工作流引擎模型描述了工作流引擎的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部機制，并通過仿真和動態(tài)性質(zhì)分析模擬引擎的行為，確保引擎設(shè)計的正確性；卓皓 14就高?？蒲泄芾硐到y(tǒng)中最為復雜的審批流程進行分析研究,結(jié)合先進的工作流引擎技術(shù)來進行具體的設(shè)計與實現(xiàn),使得科研審批流程變得清晰。Manning, Colin15在討論了工作流管理系統(tǒng)的建成，提出了構(gòu)建工作流模型的改進混合法并概述了塞坦塔技術(shù)的先進工作流引擎。Bae, Joonsoo16等人提出了基于ECA規(guī)則的工作流模型定義方法，通過提出了塊的概念，將處理流程分類為幾個塊。塊作為最小單位代表在流程模型中的行為。運用算法將流程網(wǎng)絡(luò)中的塊轉(zhuǎn)化為一個層次樹模型。通過ACTA將每個塊的行為模型化，從而為ECA規(guī)則的確定提供了理論依據(jù)。通過該方法使得工作流能夠在沒有用戶干預的情況下自動執(zhí)行。Grigori, D17基于合作交易協(xié)議（COO）和傳統(tǒng)的工作流模型的組合，允許活動在執(zhí)行過程中交換數(shù)據(jù)以及一些活動在開始之前提前預定義，使得關(guān)于過程模型的實際執(zhí)行更靈活性。Cervantes18等人提出了一種軟件產(chǎn)品線體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用程序由安裝了一系列插件的通用軟件庫組成。在這種體系結(jié)構(gòu)中，軟件庫嵌入一個輕量級的工作流引擎，引導應(yīng)用程序的控制主要數(shù)據(jù)流。該結(jié)構(gòu)消除了數(shù)據(jù)和控制的分散流問題。這種架構(gòu)目前應(yīng)用于Eclipse平臺上建立的生物醫(yī)學工程研究。Ferreira19等人針對開發(fā)工作流引擎中產(chǎn)生多余功能而導致返工的現(xiàn)象進行研究，通過將常見的工作流功能適當?shù)脑O(shè)置對其進行抽象和重用，嵌入到工作流程中來解決上述問題。目前對于工作流引擎的研究大都圍繞工作流模型定義方法展開，針對不同的目的設(shè)計出滿足一定需求、具有一定性能的工作流引擎。但是關(guān)于工作流引擎在集裝箱堆場運用的研究并不常見，對于工作流程多而復雜的堆場作業(yè)而言，在該領(lǐng)域針對工作流引擎的研究與運用具有一定的意義、前景和價值。參考文獻1Guo X, Huang SY. 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