CN114560309A - 两层作业的自动化集装箱码头设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两层作业的自动化集装箱码头设计方法，包括：建立码头设计方案库：其中包括基于堆场尺度，设置堆场布置形式的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场布置形式方案库，目标函数为如下形式：

其中，L₁为侧边码头长度，H为堆场纵深，ε为侧边码头系数，α₁为侧边码头判别系数，H₁为堆场装卸设备作业距离，α₂为堆场布置形式判别参数，A1＝1时堆场采用平行码头布置形式，A1＝2时堆场采用垂直码头布置形式；将实际项目的参数进行计算，依据码头设计方案库确定自动化集装箱码头各个区域的布置方案并进行组装。本发明可形成自动化集装箱码头，大大简化设计过程，节省人力和时间，易于在港口工程设计中推广使用。

Description

两层作业的自动化集装箱码头设计方法

技术领域

本发明属于港口建设工程技术领域，涉及一种两层作业的自动化集装箱码头设计方法。

背景技术

港口工程中，集装箱的作业流程包括集装箱在码头前沿的装卸船作业、集装箱在码头与堆场之间的运输作业、集装箱在堆场内的装卸作业、集装箱在堆场与港外之间的运输作业，其中集装箱在码头与堆场之间的运输作业采用港内集卡完成，集装箱在堆场与进出港道路之间的运输作业采用港外集卡完成。自动化集装箱码头的设计主要是确定港内集卡和港外集卡作业区域的分隔方案、堆场的布置形式、集装箱在码头和堆场装卸设备类型、集装箱在堆场的装卸作业方式。

目前国内、外已建的自动化集装箱码头的堆场布置有平行码头和垂直码头两种形式，集装箱在堆场的装卸作业方式包括箱区端部作业和箱区侧边作业，码头装卸设备包括单小车岸边集装箱装卸桥和双小车岸边集装箱装卸桥，堆场装卸设备包括轨道式龙门吊(无悬臂、单悬臂、双悬臂等3种)以及轮胎式龙门吊，简单组合一下也超过数十种方案。现有布置方案种类众多，但是每个方案的适用条件都各不相同，具体方案的选择往往是工程师凭借经验进行确定。而且由于已有自动化集装箱码头类型远少于所有可能的方案，对于新建自动化集装箱码头的设计，需要工程师对于众多方案进行分析、筛选、设计，导致设计难度较大、效率低下。

另一方面，对于港内集卡自动化作业区域与港外集卡作业区域等其他非自动化作业区域的分隔方案，现有设计方法都是先规定港外集卡的作业区域，再对港内集卡的作业区域进行设计。由于港内集卡只在港内作业，其作业区域比较固定，而港外集卡需要在港内道路和港外道路行驶导致其作业区域变化较大，并且检修车辆等其非自动化作业区域与港外集卡作业区域也有重叠，因此现有的设计方法需要不断协调自动化作业区域与非自动化作业区域的布置，导致设计工作量大幅增加。

综上所述，现有的自动化集装箱码头设计过程需要耗费较多的人力和时间，如能提出一种优化的自动化集装箱码头设计方法具有重大意义。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

针对现有自动化集装箱码头设计过程难度大、工作量大的问题，提供一种基于港内集卡在二层进行自动化作业，能够更简单、更高效地设计自动化集装箱码头的方法。

为解决上述技术本发明提供的技术方案为：

一种两层作业的自动化集装箱码头设计方法，包括如下步骤：

步骤一、建立码头设计方案库，其中包括：基于堆场尺度，设置堆场布置形式的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场布置形式方案库，所述堆场布置形式的目标函数为如下形式：

其中，L₁为侧边码头长度，H为堆场纵深，ε为侧边码头系数，α₁为侧边码头判别系数，H₁为堆场装卸设备作业距离，α₂为堆场布置形式判别参数，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，A1＝1时堆场采用平行码头布置形式，A1＝2时堆场采用垂直码头布置形式；

步骤二、将实际项目的参数进行计算，依据所述码头设计方案库确定自动化集装箱码头各个区域的布置方案并进行组装。

优选的是，所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法中，步骤一中，所述建立码头设计方案库包括如下步骤：

1)在码头前沿作业地带和堆场设置高架平台，将港内集卡布置在高架平台二层进行自动化作业，港外集卡在首层作业；

2)形成所述堆场布置形式方案库；

3)基于堆场布置形式、堆场需求面积和堆场宽度，设置堆场装卸设备的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场装卸设备方案库；

4)基于不同堆场布置形式和堆场装卸设备，设置堆场装卸作业方式的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场装卸作业方式方案库；

5)基于不同码头装卸设备、船舶长度、堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数；

6)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置堆场高架平台布置形式的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场高架平台布置形式方案库；

7)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置港外集卡道路布置形式的目标函数，并形成基于不同目标值的港外集卡道路布置形式方案库。

优选的是，所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法中，步骤3)中的所述堆场装卸设备的目标函数为如下形式：

其中，S为堆场需求面积，B为堆场宽度，H为堆场纵深，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，β₁、β₂、β₃、β₄为堆场需求判别系数，β₃＞β₁＞β₂＞β₄，A₂为堆场装卸设备的目标函数的目标值，A₂＝1时采用双悬臂轨道式龙门吊，A₂＝2时采用单悬臂轨道式龙门吊，A₂＝3时采用无悬臂轨道式龙门吊，A₂＝4时堆场装卸设备采用轮胎式龙门吊。

优选的是，所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法中，步骤4)中所述堆场装卸作业方式的目标函数采用如下形式：

其中，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，A₂为堆场装卸设备的目标函数的目标值，A₃为堆场装卸作业方式的目标函数的目标值，A₃＝1时港内集卡和港外集卡均采用箱区端部作业的装卸作业方式，A₃＝2时港内集卡和港外集卡均采用箱区侧边作业的装卸作业方式，A₃＝3时港内集卡采用箱区端部作业的装卸作业方式、港外集卡采用箱区侧边作业的堆场装卸作业方式。

优选的是，所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法中，步骤5)中码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数采用如下形式：

其中，L₂为船舶长度，d为码头装卸设备间最小距离，δ为拆装扭锁区占用车道数量，η为港内集卡垂直变向占用的车道数量，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，λ为码头装卸设备系数，码头装卸设备类型采用单小车岸边集装箱装卸桥时λ为1，码头装卸设备类型采用双小车岸边集装箱装卸桥时λ为2，A₃为堆场装卸作业方式的目标函数的目标值，A₄为码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数的目标值。

优选的是，所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法中，步骤6)中堆场高架平台布置形式的目标函数采用如下形式：

其中，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，A₃为堆场装卸作业方式的目标函数的目标值，A₅为堆场高架平台布置形式的目标函数的目标值，A₅＝1时堆场高架平台布置在堆场内部，A₅＝2时堆场高架平台布置在堆场内部和箱区侧边，A₅＝3时堆场高架平台布置在堆场前方，A₅＝4时堆场高架平台布置在堆场前方和堆场内部。

优选的是，所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法中，步骤7)中港外集卡道路布置形式的目标函数采用如下形式：

其中A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，A₃为堆场装卸作业方式的目标函数的目标值，A₆为港外集卡道路布置形式的目标函数的目标值，A₆＝1时港外集卡道路布置在堆场侧边，A₆＝2时港外集卡道路布置在堆场内部和堆场侧边，A₆＝3时港外集卡道路布置在堆场后方，A₆＝4时港外集卡道路布置在堆场前方、堆场内部和堆场侧边。

优选的是，所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法中，步骤1)中的港内集卡包括港内自动集卡IGV，港内自动集卡IGV在前进和后退两个方向可在二层平台自由行驶。

优选的是，所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法中，步骤1)中的高架平台下方可布置为停车场。

本发明至少包括以下有益效果：

采用本发明的上述方法后，解决了现有设计方法难度大、效率低的问题，其以高架平台作为港内集卡自动化作业区域实现与其他非自动化作业区域的分隔，通过输入基本参数即可快速完成各个区域的设计并进行组装，即可形成自动化集装箱码头，大大简化设计过程，节省人力和时间，易于在港口工程设计中推广使用。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例中码头前沿作业地带高架平台布置断面图。

图2为本发明其中一个实施例中堆场高架平台布置断面图。

图3为本发明其中一个实施例中两层作业的自动化集装箱码头布置示意图。

图4为本发明其中一个实施例中码头前沿作业地带高架平台布置断面图。

图5为本发明其中一个实施例中两层作业的自动化集装箱码头布置示意图。

图6为本发明其中一个实施例中两层作业的自动化集装箱码头布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，但并不构成对本发明的任何限制。

实施例1

一种两层作业的自动化集装箱码头设计方法，按以下步骤进行：

1)在码头前沿作业地带和堆场设置高架平台，将港内集卡布置在高架平台二层进行自动化作业，港外集卡在首层作业；

2)基于堆场尺度，设置堆场布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，L₁为侧边码头长度，H为堆场纵深，ε为侧边码头系数，α₁为侧边码头判别系数，H₁为堆场装卸设备作业距离，α₂为堆场布置形式判别参数。

本实施例中L₁取0，H取400，α₁取0.8，H₁取200，α₂取1.8，得到ε为1、A₁为2，得到堆场布置形式方案库，如表1所示：

表1本发明堆场布置形式方案库

3)基于堆场布置形式、堆场需求面积、堆场宽度，设置堆场装卸设备的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，S为堆场需求面积，B为堆场宽度，H为堆场纵深，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，β₁、β₂、β₃、β₄为堆场需求判别系数，β₃＞β₁＞β₂＞β₄。

本实施例中S取160000，B取727，H取400，A₁取2，β₁、β₂、β₃、β₄分别取0.7、0.65、0.75、0.55，得到A₂为1，得到堆场装卸设备方案库，如表2所示：

表2本发明堆场装卸设备方案库

4)基于不同堆场布置形式和堆场装卸设备，设置堆场装卸作业方式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₂为步骤3)中的目标函数的目标值。

本实施例中，A₁取2，A₂取1，得到A₃为2，得到堆场装卸作业方式方案库，如表3所示：

表3本发明堆场装卸作业方式方案库

5)基于不同码头装卸设备、船舶长度、堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，L₂为船舶长度，d为码头装卸设备间最小距离，δ为拆装扭锁区占用车道数量，η为港内集卡垂直变向占用的车道数量，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，λ为码头装卸设备系数，码头装卸设备类型采用单小车岸边集装箱装卸桥时λ为1，码头装卸设备类型采用双小车岸边集装箱装卸桥时λ为2，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中L₂取293，d取30，δ取5，η取10，A₁取2，λ取2，A₃取2，得到A₄为9。

6)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置堆场高架平台布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中A₁取2，A₃取2，得到A₅为4，得到堆场高架平台布置形式方案库，如表4所示：

表4本发明堆场高架平台布置形式方案库

7)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置港外集卡道路布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中A₁取2，A₃取2，得到A₆取4，得到港外集卡道路布置形式方案库，如表5所示：

表5本发明港外集卡道路布置形式方案库

8)按步骤2)～7)进行计算得到目标值，根据表1～表5确定堆场布置形式采用垂直码头布置形式，如图1、图2和图3所示，堆场装卸设备100采用双悬臂轨道式龙门吊，堆场装卸作业方式采用港内集卡箱区侧边作业和港外集卡箱区侧边作业，码头装卸设备200采用双小车岸边集装箱装卸桥，堆场高架平台300采用在堆场前方和堆场内部布置的形式，港外集卡道路500布置形式采用在堆场前方、内部和侧边布置的形式，码头前沿作业地带高架平台400布置9个车道，并将各区域进行组装形成自动化集装箱码头。

实施例2

一种两层作业的自动化集装箱码头设计方法，按以下步骤进行：

1)在码头前沿作业地带和堆场设置高架平台，将港内集卡布置在高架平台二层进行自动化作业，港外集卡在首层作业；

2)基于堆场尺度，设置堆场布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，L₁为侧边码头长度，H为堆场纵深，ε为侧边码头系数，α₁为侧边码头判别系数，H₁为堆场装卸设备作业距离，α₂为堆场布置形式判别参数。

本实施例中L₁取0，H取310，α₁取0.8，H₁取200，α₂取1.8，得到ε为1、A₁为1，得到堆场布置形式方案库，如表1所示。

3)基于堆场布置形式、堆场需求面积、堆场宽度，设置堆场装卸设备的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，S为堆场需求面积，B为堆场宽度，H为堆场纵深，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，β₁、β₂、β₃、β₄为堆场需求判别系数，β₃＞β₁＞β₂＞β₄。

本实施例中S取100000，B取640，H取310，A₁取1，β₁、β₂、β₃、β₄分别取0.7、0.65、0.75、0.55，得到A₂为1，得到堆场装卸设备方案库，如表2所示。

4)基于不同堆场布置形式和堆场装卸设备，设置堆场装卸作业方式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₂为步骤3)中的目标函数的目标值。

本实施例中，A₁取1，A₂取1，得到A₃为2，得到堆场装卸作业方式方案库，如表3所示。

5)基于不同码头装卸设备、船舶长度、堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，L₂为船舶长度，d为码头装卸设备间最小距离，δ为拆装扭锁区占用车道数量，η为港内集卡垂直变向占用的车道数量，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，λ为码头装卸设备系数，码头装卸设备类型采用单小车岸边集装箱装卸桥时λ为1，码头装卸设备类型采用双小车岸边集装箱装卸桥时λ为2，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中L₂取293，d取30，δ取10，η取9，A₁取1，λ取1，A₃取2，得到A₄为19。

6)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置堆场高架平台布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中A₁取1，A₃取2，得到A₅为2，得到堆场高架平台布置形式方案库，如表4所示。

7)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置港外集卡道路布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中A₁取1，A₃取2，得到A₆取2，得到港外集卡道路布置形式方案库，如表5所示。

8)按步骤2)～7)进行计算得到目标值，根据表1～表5确定堆场布置形式采用平行码头布置形式，如图4和图5所示，堆场装卸设备100采用双悬臂轨道式龙门吊，堆场装卸作业方式采用港内集卡箱区侧边作业和港外集卡箱区侧边作业，码头装卸设备200采用单小车岸边集装箱装卸桥，堆场高架平台300采用在堆场内部和箱区侧边布置的形式，港外集卡道路500布置形式采用在堆场内部和侧边布置的形式，码头前沿作业地带高架平台400布置19个车道，并将各区域进行组装形成自动化集装箱码头。

实施例3

一种两层作业的自动化集装箱码头设计方法，按以下步骤进行：

1)在码头前沿作业地带和堆场设置高架平台，将港内集卡布置在高架平台二层进行自动化作业，港外集卡在首层作业；

2)基于堆场尺度，设置堆场布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，L₁为侧边码头长度，H为堆场纵深，ε为侧边码头系数，α₁为侧边码头判别系数，H₁为堆场装卸设备作业距离，α₂为堆场布置形式判别参数。

本实施例中L₁取0，H取405，α₁取0.8，H₁取200，α₂取1.8，得到ε为1、A₁为2，得到堆场布置形式方案库，如表1所示。

3)基于堆场布置形式、堆场需求面积、堆场宽度，设置堆场装卸设备的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，S为堆场需求面积，B为堆场宽度，H为堆场纵深，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，β₁、β₂、β₃、β₄为堆场需求判别系数，β₃＞β₁＞β₂＞β₄。

本实施例中S取220000，B取663，H取405，A₁取2，β₁、β₂、β₃、β₄分别取0.7、0.65、0.75、0.55，得到A₂为3，得到堆场装卸设备方案库，如表2所示。

4)基于不同堆场布置形式和堆场装卸设备，设置堆场装卸作业方式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₂为步骤3)中的目标函数的目标值。

本实施例中，A₁取2，A₂取3，得到A₃为1，得到堆场装卸作业方式方案库，如表3所示。

5)基于不同码头装卸设备、船舶长度、堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，L₂为船舶长度，d为码头装卸设备间最小距离，δ为拆装扭锁区占用车道数量，η为港内集卡垂直变向占用的车道数量，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，λ为码头装卸设备系数，码头装卸设备类型采用单小车岸边集装箱装卸桥时λ为1，码头装卸设备类型采用双小车岸边集装箱装卸桥时λ为2，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中L₂取293，d取30，δ取0，η取9，A₁取2，λ取2，A₃取1，得到A₄为18。

6)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置堆场高架平台布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中A₁取2，A₃取1，得到A₅为3，得到堆场高架平台布置形式方案库，如表4所示。

7)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置港外集卡道路布置形式的目标函数；

设定目标函数如下：

其中，A₁为步骤2)中的目标函数的目标值，A₃为步骤4)中的目标函数的目标值。

本实施例中A₁取2，A₃取1，得到A₆取3，得到港外集卡道路布置形式方案库，如表5所示。

8)按步骤2)～7)进行计算得到目标值，根据表1～表5确定堆场布置形式采用垂直码头布置形式，如图6所示，堆场装卸设备100采用无悬臂轨道式龙门吊，堆场装卸作业方式采用港内集卡箱区端部作业和港外集卡箱区端部作业，码头装卸设备200采用双小车岸边集装箱装卸桥，堆场高架平台300采用在堆场前方布置的形式，港外集卡道路500布置形式采用在堆场后方布置的形式，码头前沿作业地带高架平台400布置18个车道，并将各区域进行组装形成自动化集装箱码头。

这里说明的模块数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

本发明公开了一种两层作业的自动化集装箱码头设计方法，1)在码头前沿作业地带和堆场设置高架平台，将港内集卡布置在高架平台二层进行自动化作业，港外集卡在首层作业；2)基于堆场尺度设置堆场布置形式的目标函数；3)基于堆场布置形式、堆场需求面积、堆场宽度设置堆场装卸设备的目标函数；4)基于不同堆场布置形式和堆场装卸设备设置堆场装卸作业方式的目标函数；5)基于不同码头装卸设备、船舶长度、堆场布置形式和堆场装卸作业方式设置码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数；6)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式设置堆场高架平台布置形式的目标函数；7)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式设置港外集卡道路布置形式的目标函数；8)将实际项目的参数进行计算，确定自动化集装箱码头各个区域的布置方案并进行组装。本发明以高架平台作为港内集卡自动化作业区域实现与其他非自动化作业区域的分隔，通过输入基本参数即可快速完成各个区域的设计并进行组装，即可形成自动化集装箱码头。解决了现有设计方法难度大、效率低的问题，大大简化设计过程，节省人力和时间，易于在港口工程设计中推广使用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、建立码头设计方案库，其中包括：基于堆场尺度，设置堆场布置形式的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场布置形式方案库，所述堆场布置形式的目标函数为如下形式：

其中，L₁为侧边码头长度，H为堆场纵深，ε为侧边码头系数，α₁为侧边码头判别系数，H₁为堆场装卸设备作业距离，α₂为堆场布置形式判别参数，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，A1＝1时堆场采用平行码头布置形式，A1＝2时堆场采用垂直码头布置形式；

步骤二、将实际项目的参数进行计算，依据所述码头设计方案库确定自动化集装箱码头各个区域的布置方案并进行组装。

2.如权利要求1所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，步骤一中，所述建立码头设计方案库包括如下步骤：

1)在码头前沿作业地带和堆场设置高架平台，将港内集卡布置在高架平台二层进行自动化作业，港外集卡在首层作业；

2)形成所述堆场布置形式方案库；

3)基于堆场布置形式、堆场需求面积和堆场宽度，设置堆场装卸设备的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场装卸设备方案库；

4)基于不同堆场布置形式和堆场装卸设备，设置堆场装卸作业方式的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场装卸作业方式方案库；

5)基于不同码头装卸设备、船舶长度、堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数；

6)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置堆场高架平台布置形式的目标函数，并形成基于不同目标值的堆场高架平台布置形式方案库；

7)基于不同堆场布置形式和堆场装卸作业方式，设置港外集卡道路布置形式的目标函数，并形成基于不同目标值的港外集卡道路布置形式方案库。

3.如权利要求2所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，步骤3)中的所述堆场装卸设备的目标函数为如下形式：

其中，S为堆场需求面积，B为堆场宽度，H为堆场纵深，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，β₁、β₂、β₃、β₄为堆场需求判别系数，β₃＞β₁＞β₂＞β₄，A₂为堆场装卸设备的目标函数的目标值，A₂＝1时采用双悬臂轨道式龙门吊，A₂＝2时采用单悬臂轨道式龙门吊，A₂＝3时采用无悬臂轨道式龙门吊，A₂＝4时堆场装卸设备采用轮胎式龙门吊。

4.如权利要求2所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，步骤4)中所述堆场装卸作业方式的目标函数采用如下形式：

其中，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，A₂为堆场装卸设备的目标函数的目标值，A₃为堆场装卸作业方式的目标函数的目标值，A₃＝1时港内集卡和港外集卡均采用箱区端部作业的装卸作业方式，A₃＝2时港内集卡和港外集卡均采用箱区侧边作业的装卸作业方式，A₃＝3时港内集卡采用箱区端部作业的装卸作业方式、港外集卡采用箱区侧边作业的堆场装卸作业方式。

5.如权利要求2所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，步骤5)中码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数采用如下形式：

其中，L₂为船舶长度，d为码头装卸设备间最小距离，δ为拆装扭锁区占用车道数量，η为港内集卡垂直变向占用的车道数量，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，λ为码头装卸设备系数，码头装卸设备类型采用单小车岸边集装箱装卸桥时λ为1，码头装卸设备类型采用双小车岸边集装箱装卸桥时λ为2，A₃为堆场装卸作业方式的目标函数的目标值，A₄为码头前沿作业地带高架平台车道数量的目标函数的目标值。

6.如权利要求2所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，步骤6)中堆场高架平台布置形式的目标函数采用如下形式：

其中，A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，A₃为堆场装卸作业方式的目标函数的目标值，A₅为堆场高架平台布置形式的目标函数的目标值，A₅＝1时堆场高架平台布置在堆场内部，A₅＝2时堆场高架平台布置在堆场内部和箱区侧边，A₅＝3时堆场高架平台布置在堆场前方，A₅＝4时堆场高架平台布置在堆场前方和堆场内部。

7.如权利要求2所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，步骤7)中港外集卡道路布置形式的目标函数采用如下形式：

其中A₁为堆场布置形式的目标函数的目标值，A₃为堆场装卸作业方式的目标函数的目标值，A₆为港外集卡道路布置形式的目标函数的目标值，A₆＝1时港外集卡道路布置在堆场侧边，A₆＝2时港外集卡道路布置在堆场内部和堆场侧边，A₆＝3时港外集卡道路布置在堆场后方，A₆＝4时港外集卡道路布置在堆场前方、堆场内部和堆场侧边。

8.如权利要求2所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，步骤1)中的港内集卡包括港内自动集卡IGV，港内自动集卡IGV在前进和后退两个方向可在二层平台自由行驶。

9.如权利要求2所述的两层作业的自动化集装箱码头设计方法，其特征在于，步骤1)中的高架平台下方可布置为停车场。

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