CN113361804A

CN113361804A - 缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统及其方法

Info

Publication number: CN113361804A
Application number: CN202110721516.5A
Authority: CN
Inventors: 暨育雄; 曹朋亮; 杜豫川; 沈煜; 刘冰
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2041-06-28
Also published as: CN113361804B

Abstract

本发明公开了一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统及其方法，解决了目前集疏运交通存在波峰波谷、拥堵常发生在交通量波峰时段，造成港区运输效率低的问题，其技术方案要点是通过港区运营状态监测模块、港区运营状态预测模块、内集卡车辆终端模块和缓冲堆场场桥终端模块进行信息采集和交互，通过调度计划生成模块制定缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划，实现码头间运输能力与集装箱运输需求的匹配，通过动态调度模块实现缓冲堆场装卸作业和码头间运输的匹配，本发明的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统及其方法，缓解高峰时段道路拥堵，提升港区物流效率，提升港口竞争力。

Description

缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统及其方法

技术领域

本发明涉及交通运输技术，特别涉及一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统及其方法。

背景技术

海港码头是供应链中连接海上运输和腹地运输的重要枢纽。随着世界海运贸易量的不断增加，港口在满足客户服务需求方面所面临的挑战也日渐严峻。与此同时，集装箱船规模的持续增长引发了码头集装箱装卸高峰期的出现，进而导致近港集疏运网络的高交通负荷，而公路集卡运输在所有集疏运方式中通常占比较高。目前，我国集装箱港口陆路集疏运仍以公路为主，据统计，在沿海主要港口集装箱集疏运中，公路占比超过80％。

外集卡的到达时间分布具有波动性，而大型集装箱港口由于吞吐量较大，因此临近港口地区的集疏运道路常有拥堵的情况。港区道路拥堵不仅会导致外集卡等待时间更长，而且还会对港口周围的公共街道和其他在港口工作的公司的业绩产生负面影响，例如，空集装箱仓库。此外，由于卡车引擎在排队等候时大部分时间都在运转，这导致了更高的排放率，从而造成港口地区的污染。另一方面，从集装箱码头的角度来看，一天中特定时段的拥堵导致了码头资源的不平衡利用，降低了码头为货运公司提供高效服务的效率，码头内部作业经常在超负荷与空闲状态间切换，码头运营成本也随之高涨。港口拥堵制约了港口未来的发展，因此缓解近港集疏运通道拥堵、提高其服务水平的研究具有十分重要的战略意义。

目前与港口运输过程相关的大多数研究关注的是集装箱港口码头内部集装箱运输过程的仿真和优化，主要考虑AGV和ALV的调度和路径规划过程。但是，码头内运输的特点是距离短，缺少与外部交通的相互作用，与码头间运输形成了鲜明对比。在码头间运输问题中，运输集装箱的车辆可以通过公共道路行驶数公里，过程中难免与外集卡交通产生交互，因此码头内运输模型和仿真通常不适用于码头间运输问题。此外，已有码头间运输调度系统研究主要集中于运输系统的设计方面，忽视了码头间运输与码头设施运营的协同。集装箱在缓冲堆场和海港码头之间的移动，属于码头间运输。码头间运输不仅是港口和码头经营者所面对的运营问题，同时也是在规划新码头和集装箱港口时要考虑的一个战略问题，亟需解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统及其方法，克服传统码头内运输系统因不考虑外部交通影响而无法应用于码头间运输过程，缓解高峰时段道路拥堵，提升港区物流效率，提升港口竞争力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，包括有调度计划生成模块、实时任务生成模块、港区运营状态监测模块、港区运营状态预测模块、内集卡车辆终端模块、缓冲堆场场桥终端模块；

港区运营状态监测模块，用于采集外集卡预约信息、港区内外集卡位置和作业状态信息、港区内各码头设施闸口排队状态、停车场停车状态和堆场作业状态信息；

港区运营状态预测模块，用于对未来一段时间内外集卡的到港状态以及港区的作业状态进行预测；

调度计划生成模块，根据外集卡抵港时空分布规律、堆场作业能力、道路通行能力、车队运输能力、集疏运中心缓冲作用和车道分时专用，基于网络流理论，优化生成缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划方案；

实时任务生成模块，基于调度计划生成模块生成的缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划，结合内集卡实时车辆状态信息、缓冲堆场的实时场桥状态信息，以及当前港区交通状态和堆场作业状态，为内集卡实时指派集装箱运输任务，并进行运输路线规划，同时为缓冲堆场场桥生成装卸任务；

内集卡车辆终端模块，用于实时接受实时任务生成模块下发的运输任务指令，并向实时任务生成模块反馈内集卡车辆的实时车辆状态信息；

缓冲堆场场桥终端模块，用于实时接受实时任务生成模块下发的装卸任务指令，并向实时任务生成模块反馈缓冲堆场中场桥的实时场桥状态信息。

一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度方法，包括有以下步骤：

调查港区信息，包括码头设施停车场容量、码头设施堆场可作业类型及其服务能力、港区路网拓扑结构、内集卡配置情况；

按照设定周期，根据港区运营状态监测模块采集获取外集卡预约信息及当前港区作业状态信息；

港区运营状态预测模块进行预测，预测计划期内外集卡对港区道路和设备占用情况，包括未来一段时间内港区不同码头设施之间的集装箱运输量、各码头设施处即将到达的外集卡数量及其服务信息、不同时间步各码头设施的作业状态以及道路网络交通状态；

基于预测结果，建立优化模型；以最小化集装箱运输延误成本、外集卡等待时间和内集卡运输成本，生成计划期内缓冲堆场作业计划和内集卡调度方案；

按照缓冲堆场作业计划为缓冲堆场场桥分配任务，且按照内集卡调度方案为内集卡分配任务。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

针对缓冲堆场的削峰填谷作用，构建了静态计划加实时调度的码头间运输调度系统，通过港区运营状态监测模块、港区运营状态预测模块、内集卡车辆终端模块和缓冲堆场场桥终端模块，实现精准的信息采集和交互，通过调度计划生成模块制定缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划，实现码头间运输能力与集装箱运输需求的精准匹配，通过动态调度模块实现缓冲堆场装卸作业和码头间运输的精准匹配，从而实现“削峰填谷”的效果，提供高效率低成本的码头间集装箱运输服务，降低集卡运力浪费，进一步提升港区服务水平。

附图说明

图1为本系统的结构示意框图；

图2为有缓冲堆场的码头间运输示意图；

图3为本方法的流程示意框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

基于集疏运交通存在波峰波谷、拥堵常发生在交通量波峰时段这一现象，可以通过“削峰填谷”的方式，降低高峰日以及高峰小时交通量，达到缓解高峰时段拥堵的效果。为实现“削峰填谷”，全球部分集装箱码头已经使用了集卡预约系统，该系统的作用强制外集卡到港前预约，同时限制各时段的到港外集卡数量，从而平滑货车到达的高峰，减少卡车拥堵。洛杉矶和长滩的两个港口在2000年初都率先实施了集卡预约系统。然而，集卡预约系统的实际应用效果并不理想，因为每个卡车运输公司也与其他客户有送货预约，码头的强制要求会打乱卡车运输公司的时刻表和计划。此外，部分码头也会对不准时到达的外集卡罚款，或者强制其在停车区等候等，但是这些措施都会削弱外集卡参与集卡预约系统的积极性。

另一种可行的方法，是通过在外部公路系统与近港公路交接处建设缓冲堆场，在集装箱出口/进口前充当缓冲区，从而调节集卡流量，实现“削峰填谷”的效果。外集卡将集装箱送达该缓冲堆场即被视为送达港区，缓冲堆场至港区路段由内集卡车队运输，港口可以根据港区路网交通状态调整缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划，以均衡不同时段港区主要道路上的交通量，从而减轻集装箱码头作业和存储能力需求增加所带来的压力，提升港区的集装箱物流效率。

以往对码头间运输的研究多集中在规划与设计层面，如运输系统类型选择、运输车辆配置数量设计等，并且忽视了码头间运输与码头设施运营的整合。本发明从协同的角度处理缓冲堆场作业与码头间运输调度问题：提前几个小时到几天制定作业计划，确定应该在什么时间用多少车辆，将哪些集装箱从它们的起始码头移动到它们的目的地码头，在此过程中，外集卡和内集卡在缓冲堆场中的装卸作业过程同样需要考虑。考虑缓冲堆场的土地集约利用，以及港区运营效率的最大化，只有协同码头设施内部作业和码头间运输过程，提升堆场内垂直作业和堆场间水平运输的耦合性，才能有效提升有限空间的利用率，充分发挥缓冲堆场“削峰填谷”的作用，同时降低港区运营成本。

根据一个或多个实施例，公开了一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，如图1所示，包括有调度计划生成模块、实时任务生成模块、港区运营状态监测模块、港区运营状态预测模块、内集卡车辆终端模块、缓冲堆场场桥终端模块。

模块101：港区运营状态监测模块，用于实时更新、采集外集卡预约信息、港区内外集卡位置和作业状态信息、港区内各码头设施闸口排队状态、停车场停车状态和堆场作业状态信息。港区运营状态监测模块包括有外集卡预约监测单元、港区交通状态监测单元、堆场作业情况监测单元、岸侧作业情况监测单元、运输任务进度监测单、数据通讯及存储单元。

外集卡预约监测单元，实时获取外集卡预约信息，获取集装箱装卸服务信息，包括外集卡预约到达时段、集装箱装卸服务类型、集装箱类型(普通箱、冷冻箱、危险品箱、超限箱等)、集装箱尺寸、目的码头信息。

港区交通状态监测单元，监控港区内道路网络和码头内部的交通状态，获取港区内所有道路的交通情况、闸口车辆排队状态、停车场内和堆场内的集卡信息，评估当前道路的剩余通行能力，以及停车场的剩余容量。

堆场作业情况监测单元，监控港区内所有码头设施堆场中的场桥作业状态，获取各堆场当前堆存状态、设备作业状态等，评估当前各码头堆场作业能力配置及占用情况。

岸侧作业情况监测单元，监控所有集装箱码头设施的岸侧船舶服务情况，包括各泊位船舶装卸进度、码头装卸作业设备配置信息、船舶排队信息。

运输任务进度监测单元，监控所有集装箱运输任务的完成进度信息，包括集装箱当前位置、集装箱当前装卸作业状态。

数据通讯及存储单元，将监测单元获取的数据传输至数据中心，并导入其数据库进行存储。

模块102：港区运营状态预测模块，用于对未来一段时间内外集卡的到港状态以及港区的作业状态进行预测。港区运营状态预测模块模块包括数据通讯及存储单元、岸侧作业情况预测单元、外集卡到港预测单元、港区交通状态预测单元、堆场作业情况预测单元。

数据通讯及存储单元，从数据中心获取港区运营状态监测模块传输的船舶作业状态信息、外集卡预约信息的到达信息，并导入其数据库进行存储；待生成预测结果后，将预测结果数据传输至数据中心。

岸侧作业情况预测单元，基于当前各码头设施的船舶作业状态信息，包括各泊位船舶装卸进度、码头装卸作业设备配置、船舶排队顺序，预测各码头岸侧装卸装卸作业情况。

外集卡到港预测单元，基于外集卡预约信息的到达信息，以及从外集卡到港历史数据中获取的外集卡到港规律，预测外集卡车辆到港状态。

港区交通状态预测单元，基于预测的外集卡到港状态信息，通过仿真等方式，预测未来一段时间内港区内部道路网络的交通状态、各码头闸口排队状态，及停车场占用状态情况。

堆场作业情况预测单元，基于预测的船舶到港情况和外集卡到港状态信息，结合码头堆场设备配置信息和作业参数，预测各码头堆场的装卸作业状态。

模块103：调度计划生成模块，根据外集卡抵港时空分布规律、堆场作业能力、道路通行能力、车队运输能力、集疏运中心缓冲作用和车道分时专用，基于网络流理论，优化生成缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划方案。调度计划生成模块包括有数据通讯及存储单元、协同调度计划生成单元。

数据通讯及存储单元，从数据中心获取港区运营状态预测模块传输的预测的未来一段时间内外集卡到港状态信息、港区内部交通状态信息、各码头堆场作业状态信息，并导入其数据库进行存储，待生成预测结果后，将预测结果数据传输至数据中心。

协同调度计划生成单元，针对集装箱运输需求，当集装箱服务需求与现有调度计划不匹配时，基于预测的外集卡到港状态、港区内部交通状态、码头堆场作业状态信息，生成新的缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划。

模块104：实时任务生成模块，基于调度计划生成模块生成的缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划，结合内集卡实时车辆状态信息、缓冲堆场的实时场桥状态信息，以及当前港区交通状态和堆场作业状态，为内集卡实时指派集装箱运输任务，并进行运输路线规划，同时为缓冲堆场场桥生成装卸任务。实时任务生成模块包括有内集卡运输任务生成单元、内集卡运输路线规划单元、缓冲堆场场桥任务生成单元。

内集卡运输任务生成单元，基于内集卡调度计划，考虑实时反馈的内集卡车辆位置、当前港区交通状态和各码头堆场装卸作业状态，为待运输集装箱派遣内集卡，并向内集卡下发集装箱运输任务指令。

内集卡运输路线规划单元，根据内集卡运输任务分配结果，考虑实时和预测的港区交通状态、目的码头闸口排队和堆场作业状态，为内集卡规划集装箱运输路线。

缓冲堆场场桥任务生成单元，基于缓冲堆场作业计划，考虑实时的外集卡车辆排队情况、当前港区交通状态以及当前缓冲堆场作业状态，为待服务内集卡和外集卡分配缓冲堆场作业箱区，并向缓冲堆场场桥下发集装箱作业任务指令，同时向内集卡和外集卡指定作业位置。

模块105：内集卡车辆终端模块，用于实时接受实时任务生成模块下发的运输任务指令，并向实时任务生成模块反馈内集卡车辆的实时车辆状态信息。内集卡车辆终端模块包括有内集卡状态检测单元、内集卡任务分配单元。

内集卡状态检测单元，通过各类车辆状态检测器，如GPS系统、车内监控系统、车路协同系统等，采集车辆运营状态，向实时任务生成模块反馈车辆的实时状态信息，包括车辆位置、速度、剩余电量、所属编组与编组次序、装卸作业状态等。

内集卡任务分配单元，实时任务生成模块将动态运输任务指令通过内集卡车辆终端模块下发给车辆，指导车辆执行动作，包括有编组、解组、加速、停车等动作。

模块106：缓冲堆场场桥终端模块，用于实时接受实时任务生成模块下发的装卸任务指令，并向实时任务生成模块反馈缓冲堆场中场桥的实时场桥状态信息。缓冲堆场场桥终端模块包括有场桥状态检测单元、场桥装卸任务分配单元。

场桥状态检测单元，通过各类场桥状态检测器，如GPS系统、装卸作业监控系统、车路协同系统等，采集场桥运营状态，向实时任务生成模块反馈场桥的实时状态信息，包括场桥位置、速度、装卸集装箱、装卸作业状态。

场桥装卸任务分配单元，实时任务生成模块将动态装卸任务指令通过缓冲堆场场桥终端模块下发给缓冲堆场场桥，指导场桥执行动作，有移动、装卸、翻箱等动作。

本系统克服了传统码头间运输系统无法有效解决码头闸口的拥堵问题，通过协同缓冲堆场内部场桥作业和内集卡运输，充分发挥缓冲堆场的缓冲作用，从而提升了码头间运输系统的灵活性，提供高效率低成本的码头间集装箱运输服务，降低集卡运力浪费，进一步提升港区服务水平。

根据一个或多个实施例，如图2及图3所示，公开了一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度方法，包括有以下步骤：

制定堆场箱区分配与内集卡调度协同优化实时计划窗口及滚动周期，计划窗口指一次缓冲堆场作业与内集卡调度协同优化调度决策中考虑时长，滚动周期指两次决策之间的时差；

在每个时间步，判断当前时间步是否为新的计划时间窗。若是，则更新缓冲堆场作业与内集卡调度计划；

其中，场桥分配和内集卡分配具体为：

根据港区内道路网络和码头设施节点位置分布信息，搜索所有可能的内集卡运输行驶路径，为任意两个码头设施搜索可能的集卡行驶路径，并形成路径备选集合；

在每个时间步，获取调度计划生成模块生成的缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划方案，以及港区运营状态监测模块所采集到的集装箱运输任务执行进度信息。

针对缓冲堆场中的每一台场桥，为其分配装卸作业任务。先获取当前时间步所有待服务外集卡/内集卡信息；再获取当前时间步所有空闲场桥及其箱区中集装箱信息；最后为缓冲堆场场桥分配作业任务。

针对每一辆出口箱集港外集卡，为其分配堆存箱区：按照箱区的空间占用率，由低到高对箱区进行排序；随后按照箱区顺序，查看箱区中同一任务集装箱数量是否超过阈值，如果超过，则查看下一个箱区；如果未超过，则判断该箱区待处理的集卡的排队长度是否超过了阈值，如果超过，则查看下一个箱区，如果未超过，则将当前外集卡任务放入该箱区待处理任务中，反馈给缓冲堆场场桥终端模块。

针对每一辆进口箱疏港外集卡，为其分配提箱箱区：判断缓冲堆场内是否有该外集卡想要提取的集装箱，若没有，则继续等待，若有，则将该外集卡加入到目标集装箱所在箱区的待处理任务中，反馈给缓冲堆场场桥终端模块。

集装箱运输任务分配具体为：

针对每一辆处于空闲状态的内集卡，优先分配紧急任务；

搜索港区，查看是否有集装箱的任务截止时间与当前时刻的时间差小于阈值，若有，则将集装箱分配给当前内集卡；

使用预测模块预测当前集卡到达目的码头设施的各条路径的行驶时间，并为该集卡选择预计行驶时间最短的路径；

如果没有紧急任务，则为其分配其它集装箱任务：

使用预测模块预测外集卡到达任意堆场的最短行驶时间，以及排队时间；

按照行驶时间由小到大对堆场进行排序；按照堆场顺序，搜索是否存在待执行的集装箱运输任务，若有，则为其分配距离任务截止时间最近的集装箱，否则继续等待新的任务；最后，将任务分配结果通过内集卡车辆终端模块下发给当前内集卡。

针对当前时间步每一辆分配了运输任务的内集卡，为其规划运输路径。先根据内集卡当前位置，及其所运输集装箱的目的码头，从内集卡路径集中选出可用路径；再获取港区运营状态预测模块预测的各路段通行能力情况，预估当前集卡各路径行驶时间；最后选择行驶时间最短的路径，通过内集卡车辆终端模块下发给当前内集卡。

具体地，建立网络模型对内集卡调度计划进行优化。

(1)整理模型所涉及的集合

将内集卡所途径的码头设施和交叉口节点进行编号，建立节点集合S。计划时段T＝{t₁,t₂,...,t_n}，在每个时间步t上建立相同的节点集合S，以表示不同时间步下的各节点。建立时空弧集合A^T，时空弧是连接时空网络中节点的单向弧，代表车辆或集装箱的移动，由于时间的单向流动性，每个节点只能连接到不早于自身所在时间步的节点上。

集装箱运输任务集合Θ。

(2)获取模型输入参数

集装箱参数有集装箱运输任务θ、数量a_θ、起点o_θ、终点d_θ、最早离开起点时间r_θ、最晚到达终点时间u_θ。

车辆参数包含两类，各节点初始时刻的车辆数量s_i，车辆的容量为c。

时空网络弧上的参数包含两类，第一类是任务θ在时空弧(i,j)∈A^T上的延误成本p_ijθ、外集卡等待成本q_ijθ，以及内集卡行驶成本d_ij；第二类是时空弧(i,j)∈A^T上能够行驶的最大车辆数量c_ij，其中动态弧容量用于表示道路的通行能力，静态弧用于表示节点处的车辆容量，如码头的停车场。

时空网络节点上的参数包含两类，第一类是时空节点i的车辆吞吐量m_i，用于表示交叉口、闸口等空间节点的通行能力；第二类是时空节点i的集装箱吞吐量，用于表示码头节点的作业能力。

(3)决策变量

设整数变量x_ijθ表示集装箱任务θ的外集卡通过弧(i,j)∈A^Ex的数量。设整数变量y_ijθ表示集装箱任务θ通过弧(i,j)∈A^Ex的数量。设整数变量z_ij表示通过弧(i,j)∈A^Ex的内集卡数量。

(4)确定模型目标函数

模型优化的目标分为两类，一类是服务质量，本实例中采取集装箱延误惩罚成本和外集卡等待成本表征，一类为运营成本，本实例中采取内集卡等待时间表征。两类目标的数学表达形式如下：

任务延误惩罚成本：

外集卡等待成本：

内集卡运输成本：

故模型目标函数为：

(5)建立模型约束条件

在外集卡行驶的弧上，集装箱量不多于外集卡数量，该约束的数学表达为：

在内集卡行驶的弧上，集装箱量不多于内集卡数量，该约束的数学表达为：

离开初始时刻各节点的车辆数量为初始时刻该节点中已有的车辆数量，该约束的数学表达为：

进入任何节点的车辆数量与离开该节点的车辆数量相等，即流量均衡，该约束的数学表达为：

离开各任务起点节点的集装箱数量为该任务的集装箱数量，该约束的数学表达为：

进入任何节点的需求θ的集装箱数量与离开该节点的车辆数量相等，即流量均衡，该约束的数学表达为：

到达和离开时空网络中节点的车辆数量不超过该节点的吞吐量，该约束的数学表达为：

(6)求解所建数学模型

所建立的模型为整数线性规划模型，当时间粒度适中时可以利用商业软件如Cplex，Lingo实现高效求解。

(7)描述模型输出结果的现实意义

决策变量x_ijθ的取值表示，如果x_ijθ＝5，则表示有5辆为集装箱任务θ服务的外集卡，在时间步[i/s]，从节点i\s出发，并在时间步[j/s]，到达节点j\s。

决策变量y_ijθ的取值表示，如果y_ijθ＝5，则表示有5个属于集装箱任务θ的集装箱，在时间步[i/s]，从节点i\s出发，并在时间步[j/s]，到达节点j\s。

决策变量z_ij的取值表示，如果z_ij＝5，则表示有5辆内集卡，在时间步[i/s]，从节点i\s出发，并在时间步[j/s]，到达节点j\s。

本发明针对缓冲堆场的削峰填谷作用，构建了静态计划加实时调度的码头间运输调度系统。通过港区运营状态监测模块、港区运营状态预测模块、内集卡车辆终端模块和缓冲堆场场桥终端模块，实现精准的信息采集和交互，通过调度计划生成模块制定缓冲堆场作业计划和内集卡调度计划，实现码头间运输能力与集装箱运输需求的精准匹配，通过动态调度模块实现缓冲堆场装卸作业和码头间运输的精准匹配，从而实现“削峰填谷”的效果，提供高效率低成本的码头间集装箱运输服务，降低集卡运力浪费，进一步提升港区服务水平。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，其特征是：包括有调度计划生成模块、实时任务生成模块、港区运营状态监测模块、港区运营状态预测模块、内集卡车辆终端模块、缓冲堆场场桥终端模块；

2.根据权利要求1所述的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，其特征是，所述调度计划生成模块包括：

数据通讯及存储单元，从数据中心获取港区运营状态预测模块传输的预测的未来一段时间内外集卡到港状态信息、港区内部交通状态信息、各码头堆场作业状态信息，并导入其数据库进行存储，待生成预测结果后，将预测结果数据传输至数据中心；

3.根据权利要求2所述的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，其特征是，所述实时任务生成模块包括有：

内集卡运输任务生成单元，基于内集卡调度计划，考虑实时反馈的内集卡车辆位置、当前港区交通状态和各码头堆场装卸作业状态，为待运输集装箱派遣内集卡，并向内集卡下发集装箱运输任务指令；

内集卡运输路线规划单元，根据内集卡运输任务分配结果，考虑实时和预测的港区交通状态、目的码头闸口排队和堆场作业状态，为内集卡规划集装箱运输路线；

4.根据权利要求3所述的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，其特征是，所述港区运营状态监测模块包括有：

外集卡预约监测单元，实时获取外集卡预约信息，包括外集卡预约到达时段、集装箱装卸服务类型、集装箱类型、集装箱尺寸、目的码头信息；

港区交通状态监测单元，监控港区内道路网络和码头内部的交通状态，获取港区内所有道路的交通情况、闸口车辆排队状态、停车场内和堆场内的集卡信息，评估当前道路的剩余通行能力，以及停车场的剩余容量；

堆场作业情况监测单元，监控港区内所有码头设施堆场中的场桥作业状态，获取各堆场当前堆存状态、设备作业状态，评估当前各码头堆场作业能力配置及占用情况；

岸侧作业情况监测单元，监控所有集装箱码头设施的岸侧船舶服务情况，包括各泊位船舶装卸进度、码头装卸作业设备配置信息、船舶排队信息；

运输任务进度监测单元，监控所有集装箱运输任务的完成进度信息，包括集装箱当前位置、集装箱当前装卸作业状态；

5.根据权利要求4所述的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，其特征是，港区运营状态预测模块模块包括：

数据通讯及存储单元，从数据中心获取港区运营状态监测模块传输的船舶作业状态信息、外集卡预约信息的到达信息，并导入其数据库进行存储；待生成预测结果后，将预测结果数据传输至数据中心；

岸侧作业情况预测单元，基于当前各码头设施的船舶作业状态信息，包括各泊位船舶装卸进度、码头装卸作业设备配置、船舶排队顺序，预测各码头岸侧装卸装卸作业情况；

外集卡到港预测单元，基于外集卡预约信息的到达信息，以及从外集卡到港历史数据中获取的外集卡到港规律，预测外集卡车辆到港状态；

港区交通状态预测单元，基于预测的外集卡到港状态信息，预测未来一段时间内港区内部道路网络的交通状态、各码头闸口排队状态，及停车场占用状态；

6.根据权利要求5所述的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，其特征是，内集卡车辆终端模块包括：

内集卡状态检测单元，通过各类车辆状态检测器，采集车辆运营状态，向实时任务生成模块反馈车辆的实时状态信息，包括车辆位置、速度、剩余电量、所属编组与编组次序、装卸作业状态；

内集卡任务分配单元，实时任务生成模块将动态运输任务指令通过内集卡车辆终端模块下发给车辆，指导车辆执行动作。

7.根据权利要求6所述的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度系统，其特征是，缓冲堆场场桥终端模块包括：

场桥状态检测单元，通过各类场桥状态检测器，采集场桥运营状态，向实时任务生成模块反馈场桥的实时状态信息，包括场桥位置、速度、装卸集装箱、装卸作业状态；

场桥装卸任务分配单元，实时任务生成模块将动态装卸任务指令通过缓冲堆场场桥终端模块下发给缓冲堆场场桥，指导场桥执行动作。

8.一种缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度方法，其特征是，包括有以下步骤：

9.根据权利要求8所述的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度方法，其特征是，场桥分配和内集卡分配具体为：

根据港区内道路网络和码头设施分布信息，为任意两个码头设施搜索可能的集卡行驶路径，并形成路径备选集合；

针对每一辆出口箱集港外集卡，为其分配堆存箱区：按照箱区的空间占用率，由低到高对箱区进行排序；随后按照箱区顺序，查看箱区中同一任务集装箱数量是否超过阈值，如果超过，则查看下一个箱区；如果未超过，则判断该箱区待处理的集卡的排队长度是否超过了阈值，如果超过，则查看下一个箱区，如果未超过，则将当前外集卡任务放入该箱区待处理任务中；

针对每一辆进口箱疏港外集卡，为其分配提箱箱区：判断缓冲堆场内是否有该外集卡想要提取的集装箱，若没有，则继续等待，若有，则将该外集卡加入到目标集装箱所在箱区的待处理任务中。

10.根据权利要求9所述的缓冲堆场作业与码头间集卡运输协同调度方法，其特征是，集装箱运输任务分配具体为：

针对每一辆处于空闲状态的内集卡，优先分配紧急任务；

如果没有紧急任务，则为其分配其它集装箱任务：

按照行驶时间由小到大对堆场进行排序；按照堆场顺序，搜索是否存在待执行的集装箱运输任务，若有，则为其分配距离任务截止时间最近的集装箱，否则继续等待新的任务。