自动化集装箱码头的能源意识控制

"这篇论文探讨了自动化集装箱码头的能源意识控制方法，通过集成流动车间调度和最优控制，旨在提升处理能力并实现节能运营。作者包括Jianbin Xin、Rudy R. Negenborn和Gabriël Lodewijks，来自荷兰代尔夫特理工大学的海事与交通技术部门。文章在2013年10月首次提交，经过修订后于2014年3月接受，并在同月发表。关键词包括自动化集装箱码头、流动车间调度、最优控制和能源消耗。 文章摘要指出，随着运输的集装箱数量不断增长，需要提高集装箱码头的运行效率以维持港口的可持续性。为此，论文提出了一种方法学，旨在以能源高效的方式提升自动化集装箱码头的处理能力。这个方法将码头的操作分为两个层次：高层次的离散事件动态和低层次的连续时间动态。这两个动态分别代表大量终端设备的行为。这些动态需要被有效控制。 对于高层次动态的控制，论文提出了一个最小化马尔可夫决策过程（MDP）模型，用于优化设备的调度和路径规划，以减少能源消耗。另一方面，低层次的控制涉及到实时的设备操作，如起重机的升降和移动，这通常通过最优控制理论来解决，确保在满足服务质量和安全性的前提下最大限度地减少能耗。 流动车间调度是优化设备使用的关键环节，它涉及对不同设备任务的排序和分配，以减少总的完成时间并降低能源需求。论文可能详细讨论了如何将流动车间调度的概念应用于自动化码头的场景，例如，通过预设规则或算法来协调龙门吊、轨道式龙门吊和自动导引车（AGV）等设备的工作流程。 最优控制策略可能包括动态编程或模型预测控制，它们可以根据当前状态和预测未来状态来制定最优操作策略。这些策略可以实时调整，以适应变化的作业条件和环境因素，比如风速、负荷变化或电力价格波动。 此外，论文可能还分析了实施这些控制策略的实际挑战，如计算复杂性、实时性需求以及系统不确定性。为了验证提出的控制方法，研究可能进行了仿真实验，比较了传统方法和新方法在处理能力、能源效率和运营成本等方面的性能。 这篇论文为自动化集装箱码头提供了节能运营的新视角，通过集成调度和控制策略，有望在提高处理效率的同时降低能源消耗，为实现绿色港口提供了一种有效的工具。"