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用于汽车运输车的配载优化的方法

阅读：603发布：2022-01-05

专利汇可以提供用于汽车运输车的配载优化的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种计算机应用技术领域的用于汽车运输车的配载优化的方法，包括以下步骤：(1)初步配载，a.比较商品车宽度和轿车运输车的最小装载宽度；b.将轿车运输车的车位定义为“大”、“中”、“小”；c.根据车位定义，将商品车划分为“大”、“中”、“小”车；d.根据最大运载情况，确定轿车运输车车位布置方案；e.根据d选择的配载方案确定各车位可装载的商品车；(2)详细配载，a.建立包容原则，将包容关系用关系树表示；b.上层1号位车的定位；c.除1号位车以外的商品车的定位；d.下层1号位车的定位；e.除下层1号位车以外的商品车的定位：参照c的流程进行；(3)配载优化。本发明可以高效地制定优化的配载方案，提高配载的效率、节省成本。，下面是用于汽车运输车的配载优化的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)初步配载
a.比较商品车宽度和轿车运输车的最小装载宽度；
b.将轿车运输车的车位定义为“大”、“中”、“小”三种；
c.根据车位定义，将商品车划分为“大”、“中”、“小”车；
d.根据最大运载情况，确定轿车运输车车位布置方案；
e.根据d选择的配载方案确定各车位可装载的商品车；
(2)详细配载
a.建立包容原则，即建立候选商品车之间的包容关系，将包容关系用关系树表示；
b.上层1号位车的定位：轿车运输车上坡时，牵引车头将围绕牵引销旋转，由最大爬坡角确定牵引车头旋转的极限位置，根据这个位置确定1号位车的放置位置：
c.除1号位车以外的商品车的定位：在确定好1号车位商品车的位置以后，根据初步配载方案，对上层各车位的车进行定位；
d.下层1号位车的定位：根据轿车运输车下层1号位的实际结构，通过商品车前轮轮心的定位尺寸x的来实现下层1号位车的定位；
e.除下层1号位车以外的商品车的定位：参照c的流程进行；
至此，确定轿车运输车的配载情况；
(3)配载优化
a.将商品车按数量进行排序，选择最多的两种车，计算配比；
b.从详细配载得到的候选方案中选择与商品车配比最接近的方案进行装车，计算剩余商品车；
c.重复a、b，直至剩余商品车数为0；
d.记录每步的方案，即为配载优选方案。
2、根据权利要求1所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的初步配载a中，如果商品车宽度小于轿车运输车的最小装载宽度，则该轿车运输车能装载该商品车；反之则不能。
3、根据权利要求1所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的初步配载b中，三种车位的长度分别用L、M、S表示，L＝运载面长度的 1/2，M＝运载面长度的1/3，S＝运载面长度的1/4。
4、根据权利要求1或者3所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的初步配载c中，记商品车长度为CL，如果CL≤S，那么商品车为 “小”车；如果S＜CL≤M，那么商品车为“中”车；如果M＜CL≤L，那么商品车为“大”车，在这个关系中，大车位装载“大”、“中”、“小”三种商品车型；中车位装载“中”、“小”两种商品车型；小车位仅装载“小”商品车型。
5、根据权利要求1所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的详细配载a中，商品车1的长和高都小于商品车2的长和高，则认为商品车2包容商品车1，即能装载商品车2也能装载商品车1；否则，认为商品车 1和商品车2属于两种类型。
6、根据权利要求1所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的详细配载c，除1号位车以外的商品车的定位流程如下：
1)根据a确定的包容关系，按照初步配载方案，从关系树的第一层开始选择符合配载方案车位要求的商品车；
2)在1)筛选出的商品车中，选择位于顶层或者上层的商品车，进行长度方向的累加，记结果为L；
3)检验是否超长；
4)计算装载商品车后的总长Lt；
5)检验是否超长；
6)计算装载商品车后，运输车的总高Ht；
7)检验是否超高。
7、根据权利要求6所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的3)检验是否超长，具体为：如果L＞装载面长度，那么选择最后一辆车包容关系下一层的商品车，重复步骤2)；否则继续步骤4)，如果直到最后一种商品车都是L＞装载面长度，则结束检查。
8、根据权利要求6所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的5)检验是否超长，具体为：如果Lt＞法规限长，那么选择最后一辆车包容关系下一层的商品车，重复步骤2)-5)；否则继续步骤6)，如果直到最后一种商品车都是Lt＞法规限长，则结束检查。
9、根据权利要求6所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的7)检验是否超高，具体为：如果Ht＞法规限高，那么选择最后一辆车包容关系下一层的商品车，重复步骤2)-7)；否则结束，完成上层商品车定位，如果直到最后一种商品车都是Ht＞法规限高，则结束检查。
10、根据权利要求1所述的用于汽车运输车的配载优化的方法，其特征是，所述的下层1号位车的定位，商品车前轮轮心的定位尺寸x表达式：
$\cos β = \frac{n^{2} + l^{2} - m^{2}}{2 nl}$ $\sin β = \sqrt{1 - {(\frac{n^{2} + l^{2} - m^{2}}{2 nl})}^{2}}$
$\cos γ = \frac{H - Δ - r}{n}$ $\sin γ = \sqrt{1 - {(\frac{H - Δ - r}{n})}^{2}}$
δ＝l×(sinβsinγ-cosβcosγ)-r
l1＝l(sinβcosγ+cosβsinγ)
$S = \frac{h_{1} - δ - r \cos θ}{\tan θ}$
s＝rsinθ
x＝L-l1-S+s
其中：H-下层1号位的高度；Δ-商品车顶部与上层板的安全间隙；h1- 下层1号位板与下层3、4号位板高度差；θ-下层斜板的倾角；L-下层斜板旋转轴与半挂车前端距离。

说明书全文

技术领域

本发明涉及的是一种计算机应用技术领域的方法，尤其是涉及一种用于汽车运输车的配载优化的方法。

背景技术

整车的公路运输就是使用轿车运输车作为运载工具将成品汽车从生产流水线运往销售总库、各地分销库。一直以来，因待运的整车型号与尺寸不一，所以，在确定的轿车运输车装载空间合理地装置型号与尺寸不一的整车成为整车物流企业研究课题，此前，轿车运输车装载中的配载凭人工的经验确定配载方案，人工经验确定配载方案就是不断的试配载，结果是配载差错率高，造成简单重复劳动、工作量繁重，较难找到一个合理的、最优的配载方案，操作中，最终造成运输工具运力浪费，车辆运输的费用较高，甚至在装卸过程中发生质损事故。综上所述，轿运车运载的物流行业客观需要一种算法，优化轿运车运载小型汽车的配载，这样就可以做到充分利用有限的运能、装载更多的车辆、获得最大的利润。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为：200310119152，名称为：基于综合物流的智能优化排产方法，该项专利的自述特征为：包括正向综合物流模型、逆向综合物流模型、联接矩阵、盈利系数矩阵、解耦优化算法、最优切割算法6个部分，通过对企业物流、资金流的分析……。该专利是一种基于综合物流的智能优化排产方法，主要用于工厂生产实际中的排产，不适应轿车运输车装载中的配载计算。

发明内容

本发明的目的在于克服现有配载操作的不足，提出一种用于汽车运输车的配载优化的方法。使其能为整车物流的配载操作提供一种科学指导方案，并且优化配载方案使其达到最大运能。本发明既可以用在日常调度运作中，也可以用于新车型试装时。为企业节省成本，提高企业的竞争力。
本发明是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：
(1)初步配载
a.比较商品车宽度和轿车运输车的最小装载宽度，如果商品车宽度大于轿车运输车的最小装载宽度，则该轿车运输车不能装载该商品车；反之则可以装载。
b.将轿车运输车的车位定义为“大”、“中”、“小”三种，三种车位的长度分别用L、M、S表示：
L＝运载面长度的1/2；
M＝运载面长度的1/3；
S＝运载面长度的1/4。
c.根据车位定义，将商品车划分为“大”、“中”、“小”车：
记商品车长度为CL，如果CL≤S，那么商品车为“小”车；如果S＜CL≤M，那么商品车为“中”车；如果M＜CL≤L，那么商品车为“大”车。
从这个约定关系中可以知道大车位可以装载“大”、“中”、“小”三种商品车型；中车位可以装载“中”、“小”两种商品车型；小车位仅可以装载“小”商品车型。
d.考虑最大运载情况，轿车运输车车位布置方案可能为以下情况，如表1所示。
表1 初步配载方案表方案上层下层车位数 1 小、小、小、小小、小、小、小 8个 2 小、小、小、小中、中、中 7个 3 大、小、小小、小、小、小 4 大、小、小中、中、中 6个 5 中、中、中中、中、中 6 大、大小、小、小、小 7 大、大中、中、中 5个 8 大、大大、大 4个
根据商品车的“大”、“中”、“小”划分，对照表1初步选择待配载的商品车和轿车运输车的一种或几种最大运能的方案。例如如果待配载的商品车均为 “小”商品车，则考虑表1中的方案1，这样可以装载8辆商品车，如果待配载的商品车为“中”、“小”两种车型，则考虑表1中的方案2，这样可以装载7辆商品车，依此类推。
e.根据d选择的配载方案确定各车位可装载的商品车。
(2)详细配载
详细配载将结合轿车运输车的细部结构和商品车的实际尺寸，及约束条件进行可行的配载方案确定。
a.建立包容原则，即建立候选商品车之间的包容关系：
商品车1的长和高都小于商品车2的长和高，则认为商品车2包容商品车1，即可装载商品车2也可装载商品车1；否则，认为商品车1和商品车2属于两种类型。将包容关系用关系树表示。
b.上层1号位车的定位
轿车运输车上坡时，牵引车头将围绕牵引销旋转，由最大爬坡角确定牵引车头旋转的极限位置，根据这个位置确定1号位车的放置位置。
Δ的表达式：

Δ = l - \frac{H \cos θ - h}{\sin θ} - - - (1)

其中：
h-牵引车顶端与挂车连接部分的高度；
θ-轿车运输车最大爬坡角；
l-牵引车尾部与牵引销距离；
Δ与H-商品车前端的定位尺寸，H可根据半挂车的上层板高度及商品车的结构尺寸得到。
c.除上层1号位车以外的商品车的定位
在确定好1号车位商品车的位置以后，根据初步配载方案，对上层各车位的车进行定位。流程如下：
1)根据a确定的包容关系，按照初步配载方案，从关系树的第一层开始选择符合配载方案车位要求的商品车；
2)在1)筛选出的商品车中，优先选择位于顶层或者上层的商品车，进行长度方向的累加，记结果为L，即：
      L＝l1+l2+…+li+…+ln-Ff-R1+Δ×(n-1)
其中：
Ff-第一辆车商品车的前悬；
R1-最后一辆商品车后悬；
li-第i辆商品车的长度；
n-上层装载辆商品车数；
Δ-相邻两商品车之间的安全间隙。
3)检验是否超长。
如果L＞装载面长度，那么选择最后一辆车包容关系下一层的商品车，重复步骤2)；否则继续步骤4)。直到最后一种商品车，如果不行则结束。
4)计算装载商品车后的总长Lt：
                       Lt＝L+S+R1
其中：
L-步骤2)计算出的装载长度；
S-轿车运输车牵引车前端与挂车前端间距；
R1-最后一辆商品车后悬。
5)检验是否超长。
如果Lt＞法规限长，那么选择最后一辆车包容关系下一层的商品车，重复步骤2)-5)；否则继续步骤6)。直到最后一种商品车，如果不行则结束。
6)计算装载商品车后，运输车的总高Ht：
                           Ht＝h+H
其中：
h-最高商品车的高度；
H-轿车运输车上层板高度。
7)检验是否超高。
如果Ht＞法规限高，那么选择最后一辆车包容关系下一层的商品车，重复步骤2)-7)；否则结束，完成上层商品车定位。直到最后一种商品车，如果不行则结束。
d.下层1号位车的定位
根据轿车运输车下层1号位的实际结构，可以推导商品车前轮轮心的定位尺寸x的表达式：

\cos β = \frac{n^{2} + l^{2} - m^{2}}{2 nl}, \sin β = \sqrt{1 - {(\frac{n^{2} + l^{2} - m^{2}}{2 nl})}^{2}}

\cos γ = \frac{H - Δ - r}{n}, \sin γ = \sqrt{1 {- (\frac{H - Δ - r}{n})}^{2}}

δ＝l×(sinβsinγ-cosβcosγ)-r
l1＝l(sinβcosγ+cosβsinγ)

S = \frac{h_{1} - δ - r \cos θ}{\tan θ}

s＝rsinθ
x＝L-l1-S+s (2)
其中：
H-下层1号位的高度；
Δ-商品车顶部与上层板的安全间隙；
h1-下层1号位板与下层3、4号位板高度差；
θ-下层斜板的倾角；
L-下层斜板旋转轴与半挂车前端距离。
e.除下层1号位车以外的商品车的定位
下层其他商品车定位参照c的流程进行。
至此，可以确定轿车运输车的配载情况
(3)配载优化
a.将商品车按数量进行排序，选择最多的两种车，计算配比；
b.从详细配载得到的候选方案中选择与商品车配比最接近的方案进行装车，计算剩余商品车；
c.重复a，b，直至剩余商品车数为0。
d.记录每步的方案，即为最优的配载方案。
使用本发明可以高效地制定优化的配载方案，提高配载的效率、节省成本，特别是本发明的初步配载和详细配载步骤，在有新的商品车和轿车运输车推出时，可以减少人工试装的盲目性，并且可以得到最大运能方案，便于实际调度时，根据情况灵活决策。
附图说明
图1为本发明流程图
图2为商品车包容关系树示意图
图3为牵引车头爬坡示意图
图4为下层1号位车模型示意图
图5为上海通用汽车公司的GL8尺寸结构图
图6为上海通用汽车公司的Excelle尺寸结构图
图7位扬州通华公司的THT9151TCL结构示意图

具体实施方式

结合附图以及本发明技术方案提供以下实施例：
本实施例中，如图5-7所示，商品车选择上海通用公司的GL8(参见图5) 和Excelle(参见图6)，轿车运输车选择扬州通华公司的THT9151TCL(参见图 7)为例进行实施方式说明。GL8有5辆，Excelle有11辆。
如图1所示，本实施例的实现流程如下：
(1)初步配载
a.GL8的宽度与Excelle的宽度均小于THT9151TCL的最小装载宽度。 THT9151TCL可装载GL8和Excelle
b.THT9151的运载面长度为15780mm，则“大”、“中”、“小”三种车位长度：
L＝15780×1/2＝7890(mm)；
M＝15780×1/3＝5260(mm)；
S＝15780×1/4＝3945(mm)。
c.GL8长度为5075mm，Excelle长度为4790mm，均介于M和S之间，则两种车均为“中”型车；
d.考虑最大运载情况，选择表1中装载方案5，即上层装载3辆中型车，下层装载3辆中型车。
f.可装载6辆中型车，每个车位均可装载GL8和Excelle。
(2)详细配载
a.建立包容原则，如图2所示关系树。
GL8高度为1681mm，长度为5075mm；Excelle高度为1460mm，长度为4790mm。可见GL8可包容Excelle
b.上层1号位车的定位，如图3所示模型。
图3中AB为牵引车尾部，0为牵引销所在位置，A’B’为牵引车上坡后旋转位置，A’为商品车前端所在位置(极限位置)。
h＝1509mm
θ＝30°
l＝2475mm
H＝1728mm
则：

Δ = l - \frac{H \cos θ - h}{\sin θ} = 2856 (mm)

c.上层其他商品车的定位
1)根据a确定的包容关系，按照初步配载方案5，选择GL8进行计算；
2)选择GL8计算：
Ff＝823mm
R1＝1205mm
li＝5075mm
n＝3辆
Δ＝100mm
则：
L＝l1+l2+l3-Ff-R1+Δ×(n-1)
＝5075+5075+5075-823-1205+100×(3-1)＝13397mm
3)检验是否超长。
装载面长度15780mm
由于L＜装载面长度，不超长，继续。
4)计算装载商品车后的总长Lt：
L＝13397mm
S＝2761mm
R1＝1205mm
Lt＝L+S+R1＝13397+2761+1205＝17363mm
5)检验是否超长。
法规限长20000mm
由于Lt＜法规限长，不超长，继续。
6)计算装载商品车后，运输车的总高Ht：
h＝1681mm
H＝2613mm
则：
Ht＝h+H＝1681+2613＝4294mm
7)检验是否超高。
法规限高4300mm
由于Ht＜法规限高，不超高。继续。
可以确定上层可装载3辆GL8，两车间距100mm。
结束，完成上层商品车定位。
d.下层1号位车的定位
如图4所示，图4中AA’为半挂车上层板，O1、O2分别为商品车前、后轮轮心，P点为下层斜板的旋转轴。
H＝1624mm
Δ＝100mm
h1＝750mm
θ＝7°
L＝6480mm
n＝1601mm
l＝3047mm
m＝2401mm

\cos β = \frac{n^{2} + l^{2} - m^{2}}{2 nl} = 0.7911

\sin β = \sqrt{1 - {(\frac{n^{2} + l^{2} - m^{2}}{2 nl})}^{2}} = 0.6115

\cos γ = \frac{H - Δ - r}{n} = 0.7389

\sin γ = \sqrt{1 - {(\frac{H - Δ - r}{n})}^{2}} = 0.6738

δ＝l×(sinβsinγ-cosβcosγ)-r＝184.6(mm)
l1＝l(sinβcosγ+cosβsinγ)＝3001(mm)

S = \frac{h_{1} - δ - r \cos θ}{\tan θ} = 226.94 (mm)

s＝rsinθ＝41.56(mm)
x＝L-l1-S+s＝6480-3001-226.94-41.56＝3210.5(mm)
e.下层其他商品车的定位
下层其他商品车定位参照c的流程进行。
经验证下层也可装载3辆GL8。
至此，可以确定轿车运输车的配载情况
(3)配载优化
a.Excelle：11辆；GL8：5辆。配比为：2.2
b.选择装载Excelle：4辆；GL8装载2辆的方案，其配比为2，与待装载的商品车配比最为接近。此装载方案的轿车运输车2辆。余Excelle：3辆；GL8： 1辆。
c.剩余商品车只需1辆轿车运输车装载。
至此配载完成。共需轿车运输车3辆。
本实施例算法采用编程实现的，可以将复杂的数学组合问题，通过建立包容关系和简单的几何计算得到最大运能的配载方案，简单易行。并且对前两步骤生成的配载方案进行存储，形成专用的历史配载方案数据库，供以后配载优化直接调用，可以高效地制定优化的配载方案，提高配载的效率、节省成本。通过对约束条件及相关尺寸的更改，亦可应用于铁路运输和船舶运输中。

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