1 引言

配載是碼頭作業(yè)過程中的一個非常重要的組成部分，關(guān)系著碼頭和船方兩方的利益。對于船方而言，配載需要以積載要求為基礎(chǔ)，以滿足船舶適航條件要求為前提；對于碼頭來說，配載需要達(dá)到碼頭的作業(yè)要求，保證作業(yè)的連續(xù)性，在船期內(nèi)完工。配載的好壞很大程度上決定了船舶的作業(yè)是否順利。

腫瘤體積較小且有蒂時可從基底部直接切除。如瘤體較大，即使蒂較小，也不宜直接從基底切除，以避免膀胱穿孔。應(yīng)從腫瘤頂部開始，依次切除。如腫瘤較大且基底較寬，估計血供較為豐富，可先切除瘤體邊緣基底部，阻斷腫瘤血供，再從頂部依次切除。切割過程中遇組織粘刀應(yīng)及時予以清除。

汪圓圓等[1]針對掛靠多港口集裝箱船的全航線預(yù)配問題，以倒箱量最少、船舶縱向強度最優(yōu)為目標(biāo)，提出0-1整數(shù)規(guī)劃模型，并采用混合整數(shù)規(guī)劃算法、蟻群算法和遺傳算法等模擬計算得出8BAY集裝箱船全航線智能預(yù)配問題研究的最優(yōu)結(jié)果。牛王強等[2]從船方和碼頭兩方面總結(jié)了自動配載近十多年的研究進(jìn)展，給出了數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的一般思路。王斌等[3]對集裝箱優(yōu)化配載的具體流程進(jìn)行了研究，設(shè)計了一個可以搭載不同優(yōu)化算法的配載軟件，并進(jìn)行了軟件實現(xiàn)。黃桁[4]研究了確定性和不確定性的自動化碼頭配載問題，針對確定性問題，設(shè)計基于集裝箱與船箱位編號排序的禁忌搜索算法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計具有輪盤賭選擇交換算子的改進(jìn)禁忌搜索算法，基于貪婪算法設(shè)計禁忌搜索的初始解，通過一個BAY的數(shù)據(jù)算例證明了其魯棒優(yōu)化模型的正確性和算法搜索的高效性。但上述研究僅停留在理論階段，未能在碼頭中推廣使用，或是未能考慮到目前機械設(shè)備、碼頭布局的革新。目前在洋山深水港四期全自動化集裝箱碼頭內(nèi)，所有船舶均可使用自動配載。本文就洋山深水港四期自動化碼頭的自動配載系統(tǒng)進(jìn)行分析和介紹，以便更好地推廣和改善自動配載系統(tǒng)。

2 洋山深水港四期自動化碼頭的自動配載分析

如圖1所示，洋山深水港四期自動化碼頭為了提升自動化堆場的容量和優(yōu)化堆場布局[5]，相對于傳統(tǒng)碼頭，作出了5個方面的改變：

圖1 洋山深水港四期自動化碼頭堆場布局

(1)箱區(qū)采取了不同于傳統(tǒng)碼頭的水平布置，轉(zhuǎn)而變?yōu)榇怪贝a頭布置，箱區(qū)之間為維修通道，兩端設(shè)置AGV(Automatic Guided Vehicle，自動導(dǎo)引車)和集卡的交換區(qū)，水平運輸機械不進(jìn)入箱區(qū)，減少場內(nèi)道路，嚴(yán)格區(qū)分自動化和非自動化區(qū)域，在交通管控上有了很大的改善。

(2)堆場縱深依據(jù)地形實現(xiàn)了最大化。

臨床操作技能是一個可控制的實踐系統(tǒng)，利用微格教學(xué)系統(tǒng)可使醫(yī)學(xué)生在有控制的條件下進(jìn)行學(xué)習(xí)，是系統(tǒng)訓(xùn)練醫(yī)學(xué)生臨床操作技能的一種較為先進(jìn)的教學(xué)方法[5]。在微格教學(xué)中，學(xué)生通過反復(fù)觀看攝錄材料，反思自身行為，并在小組成員的幫助下達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。這一過程不僅能鍛煉學(xué)生臨場心理素質(zhì)、培養(yǎng)團隊協(xié)作精神、提高表達(dá)能力，更重要的是通過反復(fù)操作和根據(jù)反饋修正提高了醫(yī)學(xué)生臨床操作技能水平[6]。所以微格教學(xué)模式值得在臨床操作技能教學(xué)中大力推廣，以培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的合格醫(yī)學(xué)人才。

(3)與傳統(tǒng)碼頭使用輪胎吊不同，每個箱區(qū)配置2臺軌道吊同軌運行。無懸臂箱區(qū)有明顯的海陸側(cè)分工，也能通過接力互相支援。當(dāng)一臺軌道吊故障時，將其推至維修區(qū)，另外一臺軌道吊能夠頂替作業(yè)。懸臂箱區(qū)則主要負(fù)責(zé)中轉(zhuǎn)與出口業(yè)務(wù)，AGV可以駛?cè)胂鋮^(qū)內(nèi)的21 m通道，2臺軌道吊可以同時進(jìn)行海側(cè)作業(yè)，而陸側(cè)作業(yè)只能由陸側(cè)軌道吊完成。

為充分發(fā)揮司法行政職能作用，積極為民營企業(yè)發(fā)展提供堅實法治保障、營造良好法治環(huán)境、提供優(yōu)質(zhì)法律服務(wù)，司法部最近印發(fā)《關(guān)于充分發(fā)揮職能作用 為民營企業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好法治環(huán)境的意見》，圍繞減輕民營企業(yè)負(fù)擔(dān)、解決民營企業(yè)發(fā)展難題、營造公平競爭環(huán)境、完善政策執(zhí)行方式、保護(hù)企業(yè)合法權(quán)益等方面，提出了20條意見。司法部還印發(fā)通知，要求在今年年底前組織律師為重點民營企業(yè)開展一次全面“法治體檢”。

(4)海側(cè)AGV交換區(qū)設(shè)置了支架，增加調(diào)度的冗余度；陸側(cè)則是直接對集卡作業(yè)。

(2)人工挖孔環(huán)節(jié)：定位放線→開挖第1節(jié)樁孔土方→澆筑第1節(jié)護(hù)壁混凝土→架設(shè)垂直運輸架→孔內(nèi)送風(fēng)檢測有害氣體→逐層開挖土方→成孔清底檢查驗收。

(5)冷藏箱采用相對集中的布置，與普通箱一同堆放在自動化箱區(qū)中。

對于配載員來說，最重要的是在滿足船公司要求的重量、港口分布、特種箱特定位置的基礎(chǔ)上，保證船舶作業(yè)的連續(xù)性，即保證供給橋吊的箱區(qū)出箱順暢。

在傳統(tǒng)碼頭，通常1條靠泊船舶的出口箱與中轉(zhuǎn)箱堆場計劃會安排在靠泊泊位的2～3塊箱區(qū)，可由多臺輪胎吊同時進(jìn)入箱區(qū)進(jìn)行發(fā)箱作業(yè)，即1個箱區(qū)有多個出箱點。在洋山深水港四期自動化碼頭中，無懸臂箱區(qū)可認(rèn)為1個出箱點，懸臂箱區(qū)最多為2個出箱點。為了保證同樣的出箱點數(shù)量來滿足海側(cè)供箱能力，堆場計劃不得不將1條靠泊船舶的出口箱安排在了靠泊泊位附近的幾個，甚至十幾個箱區(qū)中，給配載員的判斷造成了很大的困難。

傳統(tǒng)碼頭配載員在配船時，通常會注意每條橋吊作業(yè)路的箱區(qū)分布，盡可能在保證每條作業(yè)路的作業(yè)效率的前提下，確保在同一作業(yè)時間段堆場輪胎吊發(fā)箱不會沖突，作業(yè)路之間干擾較少。傳統(tǒng)碼頭箱區(qū)數(shù)量較少，箱子分布較為集中，同一箱區(qū)出箱點較多，配載判斷較為容易；洋山深水港四期自動化碼頭箱區(qū)數(shù)量多，箱子的分布又較為分散，配載員很難保證各條作業(yè)路均順暢運轉(zhuǎn)、互不影響，因此自動配載的開發(fā)使用很有必要。

自動配載將配載員的經(jīng)驗通過計算機語言和程序的方式，展現(xiàn)到配載結(jié)果上，相較于人工配載有以下3點優(yōu)勢：

(1)簡化配載員操作與思維。自動配載只需要制作預(yù)配船圖，相當(dāng)于只需要搭建一個框架，具體的填充內(nèi)容無需人工操作。

(2)提升整體配載效果。自動配載整體結(jié)果快捷可靠，在堆場使用正常的情況下，自動配載對于單船的首配重箱翻箱率低于10%，拼車率低于20%，清列率大于80%；空箱翻箱率為0，拼車率低于2%，清列率大于85%。通常在預(yù)配準(zhǔn)確、放關(guān)率較好的情況下，設(shè)置好各類要求的參數(shù)后，只需要調(diào)整數(shù)箱至數(shù)十箱之內(nèi)，出箱情況良好。

(3)充分利用EDI船圖。對于傳統(tǒng)碼頭，船公司提供的EDI船圖是無用的。但是在洋山深水港四期自動化碼頭，只要EDI船圖的信息與在場箱信息出入不大，即可直接使用完成配載。

3 洋山深水港四期自動化碼頭自動配載的實現(xiàn)方式

3.1 自動配載總體流程

洋山深水港四期自動化碼頭自動配載整體實現(xiàn)流程為：載入信息、數(shù)據(jù)校驗赫爾格式化處理、預(yù)配的屬性組檢查、預(yù)配的重量組檢查、重量組劃分、重量填充、應(yīng)用自動配載算法進(jìn)行配載、自動檢查交換、輸出配載結(jié)果。

3.2 載入信息及格式化處理

系統(tǒng)自動讀取航次信息、參數(shù)文件、箱分組信息、船舶重量要求信息、港口信息、CWP工作計劃、預(yù)配位信息、箱區(qū)信息、在場箱信息、箱作業(yè)時間信息、船舶結(jié)構(gòu)信息、重量等級信息的數(shù)據(jù)文件。將讀取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類整理，按照不同的關(guān)鍵字進(jìn)行分類，存放在不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。

3.3 合法性檢查與重量劃分、填充

配載時的重要選箱原則就是規(guī)則與重量，所以將其分為屬性組和重量組方便后續(xù)選箱。屬性組即碼頭中箱子對應(yīng)的規(guī)則，包含尺寸、空重、冷凍標(biāo)志、危險品標(biāo)志、箱型、高平、港口等內(nèi)容。重量組可由船舶結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，也可重新進(jìn)行人工輸入設(shè)定。如0～5 t為一個重量組，范圍越小，越容易滿足船方要求，但是翻箱率越高；范圍越大，則可能會偏離船方的要求，但是翻箱率會有所下降。

預(yù)配位是擁有預(yù)配規(guī)則的船箱位。合法性是數(shù)量與重量上處于可執(zhí)行的狀態(tài)為合法，如制作好規(guī)則和重量組，預(yù)配箱數(shù)量小于等于可配箱、預(yù)配箱的重量處于在場箱重量組范圍內(nèi)等。

(1)檢查屬性組。根據(jù)統(tǒng)計得到的預(yù)配位的屬性組信息，對比每個屬性組中預(yù)配位和在場箱的箱子數(shù)目是否一致。如果在場箱中找不到符合這種屬性組信息的箱子，就會出現(xiàn)提示信息，要求人工干預(yù)，檢查輸入信息是否有誤；如果在場箱中這種屬性組的集裝箱不足以將該種屬性組的預(yù)配位全部配載，那么便會輸出提示信息，對多出的預(yù)配位信息進(jìn)行人工調(diào)整。

(2)檢查重量組。如果每個預(yù)配位都有相應(yīng)的重量，要檢查這個重量是不是和該預(yù)配的重量組相匹配(一般這種情況出現(xiàn)在EDI導(dǎo)入)。循環(huán)遍歷整個預(yù)配集合，檢查每個預(yù)配位重量是否在對應(yīng)的重量組范圍之內(nèi)。如果不合法，需進(jìn)行重量組的重新劃分和重量填充，否則便直接進(jìn)入配載過程。

(3)重量組劃分。重量組的劃分邏輯見圖2，其匹配劃分流程見圖3。為了實現(xiàn)整船重量的合理分布，在匹配劃分中進(jìn)行如下的設(shè)計：將每個屬性組的預(yù)配位集合根據(jù)距離中心排、最小層(甲板上下的最小層不同)、中心排的位置偏差大小進(jìn)行排序，得到以中心到偏離中心的順序排序后的甲板上下的預(yù)配位集合。循環(huán)這個排序后的結(jié)構(gòu)，將重量組按照從重到輕進(jìn)行填充，并按照中心位置排序后的預(yù)配位集合，一次循環(huán)會填充甲板上下各一個預(yù)配位對應(yīng)的重量組(如果甲板上下都還有預(yù)配位)，一直到某個屬性組的某個重量組數(shù)目填完，再填下一個重量組，最終將全部預(yù)配位要求的重量組填完，結(jié)束填充。

任何事物都不是絕對的，電動牙刷也是有相對的缺點，電動牙刷震動快，使用不當(dāng)會磨損牙齒，電動牙刷采用旋轉(zhuǎn)運動的方式刷牙，需要在三個牙面停留一段時間，如果控制不好時間和放置牙刷的角度，很容易傷到牙齦和牙根；市面上的電動牙刷質(zhì)量參差不齊，牙刷材料和工藝有所差別，部分出現(xiàn)摩擦大、震動不穩(wěn)定的問題。

圖2 重量組劃分邏輯

圖3 重量組匹配劃分流程

(4)重量填充。每個預(yù)配位都有對應(yīng)的重量組和預(yù)配的船箱位，結(jié)合重量組的重量范圍和船箱位在船上的位置權(quán)重進(jìn)行相應(yīng)的重量填充。如果該預(yù)配位比較靠近中心位置，填充的重量應(yīng)該接近重量組的上限；而越偏離中心位置的預(yù)配位，填充的重量應(yīng)越接近重量組的下限。在該重量組的最小重量的基礎(chǔ)上，加上和位置有關(guān)的增加重量偏差，即得到該位置的填充重量。

3.4 應(yīng)用算法進(jìn)行配載

在配載具體某一個預(yù)配位時，對于所有的候選預(yù)配箱，需要指定一個合理的評價策略，整個決策的過程會根據(jù)這個評價策略的指標(biāo)來進(jìn)行。每一個預(yù)配位的決策過程都希望能選到最優(yōu)或者次優(yōu)的解，進(jìn)而獲得整體的優(yōu)解，因此，評價函數(shù)對預(yù)配箱選擇的結(jié)果起到?jīng)Q定性作用，科學(xué)合理的評價函數(shù)才能獲得好的配載效果。針對洋山深水港四期自動化碼頭，算法目前考慮如下因素：

(1)軌道吊相關(guān)因素。包括大車移動速度、距離、作業(yè)不同層數(shù)在場箱的時間、位于懸臂或無懸臂箱區(qū)等。

Classification of occurrence form of spheric weathered granite and stability analysis LIU Zhi-jun, WANG Xian-neng, MO Li(40)

(2)翻箱因素。

農(nóng)村地區(qū)在實行鄉(xiāng)村振興政策的進(jìn)程中，面臨著包括農(nóng)村金融體制完善性缺失、金融風(fēng)險化解機制缺失和資源配置不均衡等方面的問題。在這樣的背景下，就需要我國政府通過提升農(nóng)村金融服務(wù)管理體系的科學(xué)性和創(chuàng)建完善的農(nóng)村金融風(fēng)險承擔(dān)和應(yīng)對機制的方式，來實現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)整個中國經(jīng)濟的發(fā)展，為中國人民享受更好的生活品質(zhì)而努力。

(3)AGV因素。

(4)重量因素。

與國內(nèi)學(xué)界的研究重點不同，在國外的學(xué)術(shù)研究和實踐操作中，體育賽事轉(zhuǎn)播權(quán)問題一直與反壟斷法、反不正當(dāng)競爭法有著密切的聯(lián)系。

(5)其他因素。主要包含洋山深水港四期自動化碼頭具體情況的因素：在16 min內(nèi)出過4箱以上的箱區(qū)加罰分，避免箱區(qū)沖突；選擇盡量小于該預(yù)配位的填充重量的箱子，避免超過槽重限制； 橋吊雙箱吊作業(yè)的第2個箱子盡量與第1個箱子在同一箱區(qū)出箱，減少AGV拼箱的行駛時間；懸臂軌道吊盡量選擇前一個裝船箱的同一在場貝位的箱子，減少大車的移動時間；軌道吊盡量選擇前一個裝船箱的同一在場列的箱子，增加清列率，減少因為橋吊作業(yè)快慢或突發(fā)情況造成的翻箱，同時提高堆場的利用率；候選箱集中的箱區(qū)優(yōu)先選擇出箱，避免作業(yè)最后該箱區(qū)箱子剩余過多；允許艙內(nèi)或甲板同一列中同港口組的高平大箱的上下互換，減少翻箱。

因此，其中部分因素是直接的時間因素，可以將其統(tǒng)一為時間單位。而像重量因素并不是直接的時間因素，為了便于比較和調(diào)節(jié)不同因素之間的重要程度，需要將非時間因素轉(zhuǎn)化為時間因素，便于評價值的比較，也便于在實踐操作中根據(jù)碼頭的不同工作狀態(tài)，甚至是不同碼頭的不同情況，調(diào)節(jié)各因素之間的權(quán)重，進(jìn)而取得較好的配載效果。在確定了預(yù)配箱的評價函數(shù)之后，還要確定配載整體評價的流程。在出箱過程中，先后集裝箱之間是會互相影響的，比如同一個列中的上方集裝箱和下方集裝箱在倒箱時間上就會有直接影響，或者同一箱區(qū)出箱量與附近箱區(qū)出箱量之間也會互相影響。因此，配載除了對單獨的每一個預(yù)配位進(jìn)行評價之外，還需要給整個過程設(shè)計一個整體的優(yōu)化策略。由于一次配載通常需要處理幾百到幾千個預(yù)配位，要獲得全局最優(yōu)解是難以實現(xiàn)的，所以采取了分枝搜索的算法，分出X條鏈路，考慮Y個預(yù)配位，選取綜合最優(yōu)。

3.5 自動檢查交換，輸出配載結(jié)果

在執(zhí)行完自動配載后會生成第一次的結(jié)果，針對配載員設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行檢驗，對于不滿足的位置進(jìn)行箱子之間的交換，得到符合要求的結(jié)果。

(1)重壓輕檢驗交換。當(dāng)出現(xiàn)有甲板或艙內(nèi)上層箱比下層箱重的情況，結(jié)合配載設(shè)置的參數(shù)檢驗是否在允許范圍內(nèi)，如果超出，則進(jìn)行該列上下層箱的交換。

(2)槽重負(fù)荷檢驗交換。通過配載員輸入的平均大小箱負(fù)荷，在結(jié)合預(yù)配、已配、過境的層數(shù)計算得出總負(fù)荷，減去已配和過境的重量得到該倍預(yù)配的單槽負(fù)荷值，根據(jù)得出的負(fù)荷值執(zhí)行下一階段過程。其計算公式為：平均負(fù)荷×所有箱子的層數(shù)-(已配箱重量+過境箱重量)=預(yù)配箱負(fù)荷。

（1）患者的一般資料：姓名、性別、年齡、病案號、診斷、入院時間等；（2）導(dǎo)管及靜脈治療的一般信息：置管位置、導(dǎo)管的長度、置管日期、拔管日期、導(dǎo)管維護(hù)，拔管原因（出院，終止靜脈治療，靜脈炎，滲出，非計劃拔管，到期拔管，其他原因等），穿刺成功總共穿刺的次數(shù)、靜脈治療藥物種類及液體量；（3）置管失敗原因：不配合，置管困難，材料過敏；（4）導(dǎo)管并發(fā)癥相關(guān)信息：導(dǎo)管相關(guān)并發(fā)癥出現(xiàn)的時間、處理方法；（5）置管過程中消耗的成本：置管過程耗時——從打開置管裝置至導(dǎo)管固定好并用無菌敷料包扎好所需時間（人力成本），置管過程中耗材，確定導(dǎo)管尖端位置所需檢查費用。

自動配載完成后檢驗槽重，記錄超重的槽和超重的噸位。進(jìn)行整船檢索，優(yōu)先交換艙內(nèi)不同槽的箱子，解決超重的問題，同時根據(jù)重量允許的范圍進(jìn)行整船重壓輕的重量組交換。記錄交換后的整船重量分布，刪除原先配載，重新生成配載，其目的是得到更好的配載效果。例如，交換后一個預(yù)配位記錄了24.5 t的重量，那么再次配載時給出一個24～25 t的重量組范圍。多次重復(fù)上述步驟，將重量范圍越縮越小，直至不出現(xiàn)超負(fù)荷的情況。如出現(xiàn)沒有合適箱子可用交換時，完成自動配載，給出超重位置，讓配載員人工介入。

4 結(jié)語

自動配載系統(tǒng)從開港運行至今表現(xiàn)良好，已經(jīng)能夠支持目前16臺橋吊同時作業(yè)的規(guī)模，對于船方的積載要求也能基本滿足，同時也支持人工調(diào)整滿足船方的特殊要求。但作為一個全新的系統(tǒng)，其中的部分決策因素仍需要不斷進(jìn)行優(yōu)化，以適應(yīng)自動化碼頭作業(yè)的需求。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 汪圓圓，陳順懷.集裝箱船全航線智能預(yù)配問題研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版),2017,41(4):703-707.

[2] 牛王強，褚建新，張耀周，等.基于數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的集裝箱船舶自動配載研究進(jìn)展[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版),2015,39(3):519-522+528.

[3] 王斌，朱加林，杜鎮(zhèn)韜，等.全航線集裝箱船配載優(yōu)化軟件的研究[J].機械工程師,2018(8):133-135+138.

[4] 黃桁.自動化集裝箱碼頭船舶配載研究[J].中國港口,2018(7):61-63.

[5] 劉廣紅，程澤坤，羅勛杰，等. 洋山四期工程全自動化集裝箱碼頭總體布置[J].水運工程，2016(9):46-51.