高級別智能駕駛業(yè)務(wù)系列:港口作業(yè)仿真系統(tǒng)
高級別智能駕駛業(yè)務(wù)系列:港口作業(yè)仿真系統(tǒng)
在港口無人水平運輸場景中,經(jīng)緯恒潤提供了車、路、網(wǎng)、云、圖全棧式自研解決方案,包含了自動駕駛車輛、路側(cè)車路協(xié)同、全場高可靠定位、5G遠程駕駛、運營調(diào)度管理、數(shù)字孿生、仿真系統(tǒng)、高精地圖等專業(yè)模塊,組成了一套完整的智慧港口解決方案。
其中,仿真系統(tǒng)作為智慧港口整體解決方案的一個重要組成部分,具備“回溯既往、掌控當下、預(yù)測未來”的場景效果和應(yīng)用價值,并且在港口規(guī)劃、開發(fā)測試、生產(chǎn)運營等不同階段發(fā)揮作用。
在規(guī)劃階段,港口需要對比不同的建設(shè)布局和資源配置方案,如道路布局、堆場容量配置;在開發(fā)測試階段,港口需要測試驗證不同的策略和算法,如路口通行規(guī)則、集卡調(diào)度策略、堆場計劃算法;在生產(chǎn)運營階段,港口需要實時評估不同決策帶來的影響,如交通管制等。
仿真系統(tǒng)是港口數(shù)字孿生系統(tǒng)的重要組成部分,通過對生產(chǎn)過程全要素、全流程建模,可對集裝箱碼頭作業(yè)細粒度還原。因此,碼頭仿真系統(tǒng)可以為港口提供面向不同規(guī)劃和策略的測試驗證環(huán)境以及面向運營決策的推理計算模塊,助力港口數(shù)字化建設(shè),提高運營效率。
系統(tǒng)組成
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仿真系統(tǒng)依托于數(shù)字孿生基礎(chǔ)架構(gòu),由仿真前端、場景可視化、仿真邏輯、仿真后端、擴展接口共同構(gòu)成。
▎仿真前端
場景編排:用戶通過鼠標和快捷鍵操作使用編排功能。面向不同港口的不同規(guī)劃,編排功能可以幫助用戶在數(shù)字孿生系統(tǒng)中快速完成港口“建設(shè)”,并可將保存后的不同規(guī)劃方案在仿真過程中使用,對比論證。
任務(wù)設(shè)置:仿真任務(wù)設(shè)置支持兩種模式。實際生產(chǎn)任務(wù)模式:以歷史或者未來的生產(chǎn)任務(wù)和船舶堆場狀態(tài)為起始條件仿真;參數(shù)生成場景模式:根據(jù)泛化的場景描述參數(shù),自動生成生產(chǎn)任務(wù)等仿真初始條件。
數(shù)據(jù)看板:數(shù)據(jù)看板在碼頭三維可視化窗口上疊加顯示,以2D圖表的形式展示仿真過程數(shù)據(jù),顯示內(nèi)容包括堆場箱區(qū)占用率、各種類型箱子的數(shù)量和占比、不同機械設(shè)備的作業(yè)效率等等。數(shù)字看板上顯示的數(shù)據(jù)內(nèi)容和圖表形式,以及整個數(shù)據(jù)看板的布局,支持用戶按照自己喜好進行修改并保存。
▎場景可視化
三維視景:碼頭仿真系統(tǒng)基于數(shù)字孿生系統(tǒng)可視化平臺,以仿真生成的岸橋、場橋、HAV、TOS等設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、堆場狀態(tài)以及作業(yè)任務(wù)數(shù)據(jù),驅(qū)動三維場景,實現(xiàn)碼頭仿真過程的動態(tài)顯示。
信息增強:支持堆場箱區(qū)貝位布局顯示、車輛狀態(tài)標識、車輛規(guī)劃路徑、集裝箱任務(wù)路徑等用于信息增強的三維輔助信息顯示。
▎仿真邏輯
實體模塊:針對港口內(nèi)的場橋、岸橋、HAV、有人集卡等作業(yè)機械和車輛,仿真系統(tǒng)搭建了符合作業(yè)規(guī)則以及運動特性的實體仿真模塊,可以在仿真系統(tǒng)中執(zhí)行水平運輸和垂直運輸?shù)淖鳂I(yè)任務(wù)。
算法模塊:針對港口內(nèi)的TOS、ECS、FMS等調(diào)度算法系統(tǒng),仿真系統(tǒng)搭建了對應(yīng)的算法仿真模塊,可以支持仿真任務(wù)完整閉環(huán)運行。
▎仿真后端
仿真調(diào)度:可以支持并行仿真,仿真過程可以暫停、恢復(fù),以及選擇倍速運行。方便用戶監(jiān)控仿真過程,以及快速得到仿真結(jié)果。
用戶管理:管理員可配置不同的用戶權(quán)限,仿真用戶之間可共享編排場景和任務(wù)設(shè)置的內(nèi)容。
▎擴展接口
通信適配:支持對接真實系統(tǒng),可適配被測對象的通信協(xié)議,具備通用性。
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系統(tǒng)特點
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具備場景編排功能:該功能下方便用戶對比分析不同碼頭布局,編排后的碼頭場景由標準化的集裝箱碼頭布局文件描述。
仿真任務(wù)可靈活創(chuàng)建:既支持實際生產(chǎn)任務(wù)導(dǎo)入,又支持參數(shù)化場景構(gòu)建。構(gòu)建好的仿真任務(wù)由標準的集裝箱生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)文件描述。
支持仿真加速:可支持倍速>100,幫助用戶進行快速仿真測試迭代以及快速仿真推理計算。
具備不同運行模式:仿真原型模式,生產(chǎn)預(yù)演模式以及在環(huán)驗證模式。
仿真過程隨機且可重復(fù)。
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應(yīng)用案例
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經(jīng)緯恒潤數(shù)字孿生及仿真系統(tǒng)已在山東濟寧港航龍拱港、河北港口集團京唐港布局應(yīng)用,為客戶提高集裝箱碼頭生產(chǎn)運營效率提供了強大的工具。未來,數(shù)字孿生及仿真系統(tǒng)還會擴展到礦山、園區(qū)自動駕駛等場景,為更多的行業(yè)客戶創(chuàng)造價值??萍及l(fā)展日新月異,經(jīng)緯恒潤將繼續(xù)堅持自主創(chuàng)新,為客戶提供更高質(zhì)量、更好體驗、更具有市場競爭力的產(chǎn)品和服務(wù),為實現(xiàn)客戶場景數(shù)字化、自動化、智能化目標而努力!
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