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

文獻(xiàn)綜述近幾年來(lái)，隨著全球一體化的進(jìn)程不斷深入，港口碼頭集裝箱吞吐量與日俱增。因此，國(guó)家不斷地加大對(duì)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(hù)、能源節(jié)約、科技人才培養(yǎng)等方面都取得了較大的進(jìn)步。集裝箱堆場(chǎng)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(duì)整個(gè)港口生產(chǎn)作業(yè)的效率又很大影響。目前，針對(duì)集裝箱堆場(chǎng)的研究主要著眼于機(jī)械設(shè)備的調(diào)度以及堆場(chǎng)堆存計(jì)劃的安排。在國(guó)內(nèi)外集裝箱堆場(chǎng)機(jī)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(chǎng)作業(yè)負(fù)載管理分級(jí)方案，利用時(shí)間分割算法和空間分割算法來(lái)安排部署場(chǎng)吊以處理堆場(chǎng)作業(yè)中不斷變化的工作到達(dá)模式。該方法通過(guò)場(chǎng)吊平均等待時(shí)間而不是場(chǎng)吊作業(yè)量來(lái)平衡場(chǎng)吊作業(yè)量以及評(píng)估其負(fù)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(wèn)題，通過(guò)考慮不同橋吊之間的關(guān)系，橋吊的過(guò)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(jì)了遺傳算法來(lái)進(jìn)行求解，通過(guò)實(shí)際測(cè)試進(jìn)行評(píng)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(wèn)題。該問(wèn)題中涉及多臺(tái)橋吊同時(shí)為一臺(tái)岸橋發(fā)箱時(shí)的橋吊作業(yè)平衡問(wèn)題，集裝箱在調(diào)度前可被存儲(chǔ)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(guò)建立整數(shù)規(guī)劃模型一求解該為題，該模型中再同一時(shí)間考慮了不同場(chǎng)吊的作業(yè)調(diào)度，最后通過(guò)不同的實(shí)例證明了該模型在此類(lèi)問(wèn)題上的有效性。Ng, W. C. 4等人針對(duì)集裝箱堆場(chǎng)裝卸作業(yè)時(shí)，集卡在場(chǎng)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(jìn)場(chǎng)堆場(chǎng)車(chē)道的時(shí)間，優(yōu)化集卡進(jìn)入堆場(chǎng)的次序，從而最大限度地減少場(chǎng)地內(nèi)所有空集卡裝箱作業(yè)的總時(shí)間。Petering, M. E. H. 5等人針對(duì)集裝箱堆場(chǎng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中岸橋的平均作業(yè)效率部分取決于后發(fā)堆場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)吊的實(shí)時(shí)調(diào)度所決定的這一現(xiàn)象，建立多目標(biāo)，隨機(jī)，實(shí)時(shí)的堆場(chǎng)作業(yè)仿真模型，證明了場(chǎng)吊應(yīng)優(yōu)先從箱區(qū)進(jìn)行提箱作業(yè)，而并非進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)落位任務(wù)，此外，場(chǎng)吊調(diào)度系統(tǒng)在考慮場(chǎng)地能集卡等待時(shí)間的同時(shí)還應(yīng)該考慮正在進(jìn)入堆場(chǎng)的集卡，以避免場(chǎng)內(nèi)的擁堵現(xiàn)象。 目前針對(duì)集裝堆場(chǎng)箱機(jī)械設(shè)備調(diào)度安排的研究主要采用兩種方法，一時(shí)根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)生產(chǎn)作業(yè)不平衡的現(xiàn)象構(gòu)建運(yùn)籌學(xué)模型，并利用啟發(fā)式算法求解以實(shí)現(xiàn)集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)作業(yè)的負(fù)載均衡，提高整個(gè)碼頭的作業(yè)效率。而是通過(guò)建立仿真模型，分析并找出堆場(chǎng)內(nèi)生產(chǎn)作業(yè)所存在的瓶頸，并針對(duì)這一瓶頸加以改進(jìn)。這兩種方法前者側(cè)重于計(jì)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(duì)堆場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的調(diào)度問(wèn)題。在堆存計(jì)劃安排的研究中Chen6等人以最小化計(jì)劃期內(nèi)分散集裝箱在堆場(chǎng)混合堆放區(qū)重安排的時(shí)間為目標(biāo)，通過(guò)大量實(shí)例證明了該模型和算法能夠有效優(yōu)化其重安排時(shí)間，并大大提高了堆場(chǎng)的作業(yè)效率。Jiang7等人提出了一種堆場(chǎng)作業(yè)自動(dòng)化的算法，首先介紹了堆場(chǎng)內(nèi)集裝箱的劃分原則，其次，定義集裝箱對(duì)方的大體次序，建立動(dòng)態(tài)模型，最后通過(guò)實(shí)例計(jì)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(gè)系統(tǒng)性的方案來(lái)同時(shí)解決堆場(chǎng)堆存空間安排問(wèn)題以及場(chǎng)吊調(diào)度問(wèn)題，基于堆場(chǎng)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(chǎng)吊調(diào)度相關(guān)的約束，并通過(guò)實(shí)例證明了該模型的有效性。Jiang9等人研究了中轉(zhuǎn)港繁忙時(shí)期的堆場(chǎng)堆存管理問(wèn)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(guò)采用雙共享存儲(chǔ)空間的方法以此來(lái)增加土地利用率的同時(shí)能夠降低堆場(chǎng)的翻箱率，同時(shí)也能滿足碼頭高負(fù)荷運(yùn)作時(shí)降低堆場(chǎng)內(nèi)的交通擁堵問(wèn)題。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了，該雙共享存儲(chǔ)空間的架構(gòu)能夠?yàn)槎褕?chǎng)利用率較少的碼頭提供解決方案，同時(shí)保證最少的場(chǎng)吊安排。Sgouridis, S. P. 10等人針對(duì)集裝箱碼頭生產(chǎn)作業(yè)日趨復(fù)雜這一現(xiàn)象，建立了著眼于進(jìn)場(chǎng)集卡計(jì)劃安排的仿真模型，分析其排隊(duì)時(shí)間，利用率以及隊(duì)列次序等因素，以簡(jiǎn)化碼頭中期計(jì)劃的安排，并通過(guò)實(shí)例證明其案例中碼頭的堆場(chǎng)作業(yè)具有進(jìn)一步改善的潛力。目前針對(duì)堆場(chǎng)堆存計(jì)劃的研究主要著重于通過(guò)合理的堆存安排以提高裝卸作業(yè)時(shí)的場(chǎng)內(nèi)發(fā)箱效率。多數(shù)學(xué)者都根據(jù)實(shí)際問(wèn)題通過(guò)建立相應(yīng)的運(yùn)籌學(xué)模型來(lái)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(shí)最大限度的提高場(chǎng)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(jí)工作流引擎設(shè)計(jì)一文中通過(guò)構(gòu)建ECA 規(guī)則，設(shè)計(jì)了輕量級(jí)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(yùn)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(guò)程中的一些典型變異及應(yīng)對(duì)措施，給出了骨肉瘤術(shù)前化療流程的部分?jǐn)U展ECA規(guī)則描述，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于規(guī)則的工作流引擎，通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了該工作流引擎的自適應(yīng)機(jī)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(jī)制，并通過(guò)仿真和動(dòng)態(tài)性質(zhì)分析模擬引擎的行為，確保引擎設(shè)計(jì)的正確性；卓皓 14就高?？蒲泄芾硐到y(tǒng)中最為復(fù)雜的審批流程進(jìn)行分析研究,結(jié)合先進(jìn)的工作流引擎技術(shù)來(lái)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)與實(shí)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(jìn)混合法并概述了塞坦塔技術(shù)的先進(jìn)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(guò)提出了塊的概念，將處理流程分類(lèi)為幾個(gè)塊。塊作為最小單位代表在流程模型中的行為。運(yùn)用算法將流程網(wǎng)絡(luò)中的塊轉(zhuǎn)化為一個(gè)層次樹(shù)模型。通過(guò)ACTA將每個(gè)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(guò)該方法使得工作流能夠在沒(méi)有用戶干預(yù)的情況下自動(dòng)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(dòng)在執(zhí)行過(guò)程中交換數(shù)據(jù)以及一些活動(dòng)在開(kāi)始之前提前預(yù)定義，使得關(guān)于過(guò)程模型的實(shí)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(kù)組成。在這種體系結(jié)構(gòu)中，軟件庫(kù)嵌入一個(gè)輕量級(jí)的工作流引擎，引導(dǎo)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(wèn)題。這種架構(gòu)目前應(yīng)用于Eclipse平臺(tái)上建立的生物醫(yī)學(xué)工程研究。Ferreira19等人針對(duì)開(kāi)發(fā)工作流引擎中產(chǎn)生多余功能而導(dǎo)致返工的現(xiàn)象進(jìn)行研究，通過(guò)將常見(jiàn)的工作流功能適當(dāng)?shù)脑O(shè)置對(duì)其進(jìn)行抽象和重用，嵌入到工作流程中來(lái)解決上述問(wèn)題。目前對(duì)于工作流引擎的研究大都圍繞工作流模型定義方法展開(kāi)，針對(duì)不同的目的設(shè)計(jì)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(chǎng)運(yùn)用的研究并不常見(jiàn)，對(duì)于工作流程多而復(fù)雜的堆場(chǎng)作業(yè)而言，在該領(lǐng)域針對(duì)工作流引擎的研究與運(yùn)用具有一定的意義、前景和價(jià)值。參考文獻(xiàn)1Guo X, Huang SY. 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