【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及港口作业仿真软件系统，尤其是涉及面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统及方法。
技术介绍
1、港口自动化和智能化是现代港口发展的必然趋势，其中岸桥作为重要的装卸设备，是实现港口智能化的关键一环。
2、智能仿真技术是智能交通系统中至关重要的组成部分，随着人工智能和物联网技术的飞速发展，其应用领域不断拓宽，技术水平也日益提高。该领域主要利用计算机模拟真实世界的交通环境，对自动驾驶汽车进行虚拟测试，从而测试并优化自动驾驶系统在不同场景下的性能表现。针对港口场景的智能驾驶仿真技术，要集合港口的业务流程进行仿真，更加关注业务流程各个关建节点的效率情况，风险情况。
3、申请号为202310785993.7的中国专利，公开了一种应用于港口无人集卡的作业仿真测试方法及系统，所述方法包括：l1.选取tos系统中的历史生产任务数据，基于tmc仿真系统中的仿真模块，将所述历史生产任务数据做成仿真样本数据，输出tmc仿真系统的单次任务订单仿真样本；l2.基于所述tmc仿真系统的单次任务订单仿真样本，以仿真集卡为对象，将单次任务订单拆解为多个的车辆任务序列，输出仿真集卡序列和与之对应的任务状态序列。该专利需要基于现有的港口无人集卡仿真模型做测试，自身并不提供模型仿真方法，而且仅从宏观的业务事件出发对仿真模型进行测试，不关注无人集卡本身的速度、重量、动力等内因，主要为无人集卡在港区的调度策略调整提供测试。
4、申请号为202311798217.7的中国专利，公开了一种考虑自动驾驶精准规控的港区调度仿真系统及
5、申请号为202310782045.8的中国专利，公开了一种基于多智能体的港口作业区仿真建模方法，其中方法包括：采集港口仿真参数；设计港口作业区智能体；设计所述港口作业区智能体的作业流程；基于所述港口仿真参数和所述港口作业区智能体，构建港口作业区仿真模型；可视化输出所述港口作业区仿真模型。该专利主要针对的是港口集卡和集装箱为主体的作业仿真的仿真建模方法，没有动力学模型，导致不能进行微观仿真，仿真效果差。
6、综上所述，现有技术对于作业仿真仅限于单个设备，无法结合实际业务对自动驾驶车辆和岸桥协同作业的流程完全还原，现有技术有关调度策略方面虽有诸多空间、时间相关的算法，但都只有较为宏观的结果输出，仅停留在指令调度阶段，并未转换为具体参数指导或参与作业自动驾驶车辆与岸桥的作业过程，且现有技术都是以流程为主的离散事件建模，忽视了实体的独特性及其相互间的交互情况。
技术实现思路
1、本专利技术就是为了解决上述问题而提出面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统及方法。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统，包括数据交互模块、岸桥运动仿真模块、业务仿真模块、仿真控制模块、作业回溯模块、分析与优化模块、仿真展示模块，
4、所述数据交互模块用于协调岸桥、泊位、智能驾驶车辆与tos码头操作系统之间的信息流通，确保各个子系统之间的无缝连接和实时数据同步，为整个港口自动化作业提供信息支撑；
5、所述岸桥运动仿真模块包括小车运动模拟、大车运动模拟、吊具运动模拟，
6、小车运动模拟用于模拟岸桥小车在桥架上横向运动时受各因素影响后的状态，岸桥小车的速度计算如下：
7、v1＝fv1(yi，yf，vi1，a1，mc，fd，ff，fw，δ，vt)；
8、其中：fv1是小车移动平均速度计算函数，yi为初始位置、yf为目标位置、vi1为初始速度、a1为加速度、mc为小车质量、fd为驱动力、ff为摩擦力、fw为风力、δ为桥架挠度、vt为横向振动；
9、大车运动模拟用于模拟岸桥大车在地面轨道上直线运动时受各因素影响后的状态，岸桥大车运动的时间计算如下：
10、tt＝fd3(xi，xf)/fv3(vi，a3，fd，ff，fw，mm，θ)
11、其中：fd3代表移动的距离计算函数，xi代表大车的初始位置，xf表示目标位置，fv3代表大车的速度计算函数，vi3表示初始速度、a3加速度、fd表示驱动力、ff表示摩擦力、fw表示风力、mm表示大车质量、θ表示轨道坡度；
12、吊具运动模拟用于模拟吊具垂直运动时受各因素影响后的运动状态，吊具运动的速度计算如下：
13、v2＝fv2【zi，zf，vi2，a2，m，fl，fg，k，fb，ηd，fc(g，l，φi，ωi，c，wd，
14、fw)】；
15、其中：fv2为吊具平均速度计算函数，fc为吊具摆动影响函数，zi为初始高度、zf为目标高度、vi2为初始速度、a2为加速度、m为吊具和货物总质量、fl为提升力、fg为重力、k为钢丝绳弹性、fb为制动力、ηd为缓冲装置效率、g为重力加速度、l为吊具长度、φi为初始摆动角度、ωi为初始角速度、c为阻尼系数、wd为货物重量分布、fw为风力；
16、所述业务仿真模块用于负责与岸桥作业相关的各个实体的建模、提供数据驱动函数，模拟各个实体之间的作业指令交互、作业规则、状态转移；
17、所述仿真控制模块用于控制仿真过程，包括仿真的启动、暂停、停止、加速模拟、减速模拟；
18、所述作业回溯模块用于记录并存储每一步的仿真数据，包括作业任务状态、岸桥运动轨迹、车辆位置的全部信息，便于按时间回溯查看历史仿真过程，完整重现了整个作业流程；
19、所述分析与优化模块用于通过时间效率分析、瓶颈识别、参数优化来提出优化建议并将优化参数输入到岸桥运动仿真模块进行仿真模拟；
20、所述仿真展示模块用于提供仿真任务的数据、界面展示，以及仿真结果的分析，为港口操作人员提供决策数据支撑。
21、进一步的，所述数据交互模块采集的数据包括环境数据、事件数据、智能驾驶车辆数据、tos业务数据，所述数据交互模块上设置有事件数据配置接口，便于导入事件数据。
22、进一步的，所述业务仿真模块模拟的内容包括通信系统、定位与导航、交通管理、作业协同、岸桥对接作业、安全控制、卸载交互。
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1.面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统，其特征在于：包括数据交互模块、岸桥运动仿真模块、业务仿真模块、仿真控制模块、作业回溯模块、分析与优化模块、仿真展示模块，
2.根据权利要求1所述的面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统及方法，其特征在于：所述数据交互模块采集的数据包括环境数据、事件数据、智能驾驶车辆数据、TOS业务数据，所述数据交互模块上设置有事件数据配置接口，便于导入事件数据。
3.根据权利要求1所述的面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统及方法，其特征在于：所述业务仿真模块模拟的内容包括通信系统、定位与导航、交通管理、作业协同、岸桥对接作业、安全控制、卸载交互。
4.根据权利要求1所述的面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统及方法，其特征在于：所述作业回溯模块可以查询单个作业流程的详细记录。
5.根据权利要求1所述的面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统及方法，其特征在于：通过所述作业回溯模块可以将回溯数据导出，便于分析与优化模块进行数据分析和流程优化。
6.利用权利要求1-5任意一项面向港口智能驾驶的岸桥
...【技术特征摘要】
1.面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统，其特征在于：包括数据交互模块、岸桥运动仿真模块、业务仿真模块、仿真控制模块、作业回溯模块、分析与优化模块、仿真展示模块，
2.根据权利要求1所述的面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统及方法，其特征在于：所述数据交互模块采集的数据包括环境数据、事件数据、智能驾驶车辆数据、tos业务数据，所述数据交互模块上设置有事件数据配置接口，便于导入事件数据。
3.根据权利要求1所述的面向港口智能驾驶的岸桥作业过程仿真系统及方法，其特征在于：所述业务仿真模块模拟的内容包括通信系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈新海，龙金海，陈俊鹏，刘晨，郎尅一，谢聿森，
申请(专利权)人：招商智行重庆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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