(57)【要約】  少なくとも2つのコンテナ取り扱い機器(CHEs)のための通信アレンジメントが説明され、前記少なくとも2つのCHEsは、複数の行および列に配列された複数のコンテナスポットを含むエリア内で稼動するように構成され、少なくとも2つのCHEsの各々のための通信アレンジメントは、前記エリア内のそれぞれのCHEによって実行される複数のジョブをターミナルオペレーティングシステムから取り出すように構成された第1の通信モジュールであって、前記ジョブが、コンテナを移動させ、複数のコンテナスポットのうちのコンテナスポットを特定するための命令を含み、それぞれのCHEが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEである、第1の通信モジュールと、少なくとも、前記エリア内で稼動する少なくとも2つのCHEsのうちの別の第2のCHEと通信するように構成された第2の通信モジュールであって、前記第2のCHEとの前記通信が、第1の通信モジュールからの受信および/または手動のトリガから独立しており、少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEにジョブ共有メッセージを送信するように構成され、前記ジョブ共有メッセージが、少なくとも2つCHEsのうちの第2のCHEによって実行されるジョブを示し、前記ジョブが、複数のジョブのうちのジョブである、第2の通信モジュールとを含む。
2019522605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の行および列に配列された複数のコンテナスポットを含むエリア内で稼動するように構成された少なくとも2つのコンテナ取り扱い機器(CHEs)のための通信アレンジメントであって、前記少なくとも2つのCHEsの各々のための通信アレンジメントが、
前記エリア内のそれぞれのCHEによって実行される複数のジョブをターミナルオペレーティングシステムから取り出すように構成された第1の通信モジュールであって、前記ジョブが、コンテナを移動させ、前記複数のコンテナスポットのうちのコンテナスポットを特定するための命令を含み、前記それぞれのCHEが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEである、第1の通信モジュールと、
少なくとも、前記エリア内で稼動する前記少なくとも2つのCHEsのうちの別の第2のCHEと通信するように構成された第2の通信モジュールであって、前記第2のCHEとの前記通信が、前記第1の通信モジュールからの受信および/または手動のトリガから独立しており、前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEにジョブ共有メッセージを送信するように構成され、前記ジョブ共有メッセージが、前記少なくとも2つCHEsのうちの前記第2のCHEによって実行されるジョブを示し、前記ジョブが、前記複数のジョブのうちのジョブである、第2の通信モジュールと
を含む、通信アレンジメント。
【請求項２】
前記第1の通信モジュールが、第1の通信プロトコルによって前記ターミナルオペレーティングシステムと通信するように構成され、前記第2の通信モジュールが、前記第1の通信プロトコルとは異なる第2の通信プロトコルによって前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEと通信するように構成される、請求項1に記載の通信アレンジメント。
【請求項３】
前記第2の通信モジュールが、前記エリア内の前記第1のCHEの位置を示すメッセージを前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEに送信するように構成される、請求項1または2に記載の通信アレンジメント。
【請求項４】
前記第2の通信モジュールが、
前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEに、メッセージ内で指定された特定のタスクを実行するための、または前記第1のCHEによって与えられた特定の情報に肯定応答するための前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEへの要求を示す前記メッセージを送信することと、
前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEからのメッセージの受信の肯定応答を前記少なくとも2つのCHEsの前記第2のCHEに送信することと
のうちの少なくとも一方を行うように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項５】
前記第2の通信モジュールが、前記位置を示す前記メッセージを前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEに送信する前に、後続の通信に関して前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEへの要求をブロードキャストするように構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項６】
前記第2の通信モジュールが、前記複数のジョブのうちの次のジョブを実行するときに占有される前記エリアまたは前記エリアのセクション内の少なくとも1つの位置の評価に基づいて前記要求をブロードキャストするように構成される、請求項4に記載の通信アレンジメント。
【請求項７】
前記位置が、
前記第1のCHEが前記エリアに入ろうとしているかまたは入った位置、
前記第1のCHEが行を通過している間の前記第1のCHEの現在位置、
前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEが現在働いている定められたエリア内の位置、および
時間の特定の期間の間占有されない位置
のうちの1つを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項８】
前記第2の通信モジュールが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEから取り出されたジョブを共有することを要求するメッセージに応答して前記ジョブ共有メッセージを送信するように構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項９】
前記第2の通信モジュールが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEおよび前記第2のCHEによって使用されるコンテナスポットを通り抜けるかまたは前記コンテナスポットを占有する確率を下げる選択基準に基づいて前記ジョブを選択するように構成される、請求項1から8のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項１０】
前記第2の通信モジュールが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEの位置に基づいて前記ジョブを選択するように構成される、請求項1から9のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項１１】
前記第2の通信モジュールが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEとの通信の失敗に応じて所定の位置への前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEの移動を開始するように構成される、請求項1から10のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項１２】
前記第2の通信モジュールが、前記ジョブ共有メッセージの成功した受信の肯定応答および前記ジョブ共有メッセージの成功した完了の肯定応答のうちの少なくとも一方を送信するように構成される、請求項1から11のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項１３】
前記第1の通信モジュールが、前記ジョブ共有メッセージに含まれる前記ジョブの成功した実行を示すメッセージを前記ターミナルオペレーティングシステムに送信するように構成される、請求項1から12のいずれか一項に記載の通信アレンジメント。
【請求項１４】
それぞれが請求項1から13のいずれか一項に記載の通信アレンジメントを含み、定められたエリア内で稼動するように構成された少なくとも2つのコンテナ取り扱い機器(CHEs）と、
前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEに第1の複数のジョブを送信し、前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEに第2の複数のジョブを送信するように構成されたターミナルオペレーティングシステムと
を含む通信システム。
【請求項１５】
複数の行および列に配列された複数のコンテナスポットを含む定められたエリア内で稼動する少なくとも2つのコンテナ取り扱い機器(CHEs)の間で通信する方法であって、
前記少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEにより、ターミナルオペレーティングシステムからメッセージを受信するステップであって、前記メッセージが、前記エリア内の前記第1のCHEによって実行される複数のジョブを含み、前記複数のジョブが、コンテナを移動させるための命令を含み、前記複数のコンテナスポットのうちのコンテナスポットを特定する、ステップと、
前記第1のCHEにより、前記定められたエリア内の前記少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEから前記複数のジョブのうちのジョブを共有するための要求メッセージを受信するステップと、
前記第1のCHEにより、ジョブを共有するための前記要求メッセージに応答して前記第2のCHEにメッセージを送信するステップであって、前記第1のCHEが、前記少なくとも2つのCHEsのうちのいずれか1つである、ステップと
を含む方法。
【請求項１６】
前記エリア内の前記第1のCHEの位置を含むメッセージを前記少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEに送信するステップであって、前記メッセージが、前記ターミナルオペレーティングシステムからの取り出されたメッセージおよび/または手動のトリガから独立して送信される、ステップと、
送信された前記メッセージに応答して前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEからの肯定応答を受信するステップと
をさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記ターミナルオペレーティングシステムからの前記メッセージが、第1の通信プロトコルを使用して取り出され、前記第1のCHEと前記第2のCHEとの間の前記メッセージおよび肯定応答が、前記第1の通信プロトコルとは異なる第2の通信プロトコルによって利用される、請求項15または16に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEから前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEへの、特定のタスクを実行するための要求メッセージを送信するステップと、
前記要求メッセージの肯定応答を前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEに送信するステップと
のうちの少なくとも一方をさらに含む、請求項15から17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記位置を示す前記メッセージまたはジョブを共有するための前記要求メッセージに応答する前記メッセージを送信する前に、前記少なくとも2つのCHEsのうちの少なくとも前記第2のCHEに後続の送信の要求をブロードキャストするステップ
を含む、請求項15から18のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記要求が、前記複数のジョブのうちの次のジョブを実行するときに占有される前記エリア内の少なくとも1つの位置についての評価に応答してブロードキャストされる、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
前記位置が、
前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEが前記定められたエリアに入ろうとしているかまたは入った位置、
前記第1のCHEが行を通過している間の前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEの現在位置、
前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEが現在働いている位置、および
時間の特定の期間の間占有されない位置
のうちの1つを含む、請求項15から20のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
ジョブを共有するための前記要求メッセージに応答して前記メッセージを送信するステップが、
ジョブ共有メッセージを送信するステップであって、前記ジョブ共有メッセージが、前記第2のCHEによって実行されるジョブを含み、前記ジョブが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第1のCHEによって実行される前記複数のジョブのうちのジョブである、ステップ
を含む、請求項15から21のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
ジョブ共有メッセージが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEから取り出されたジョブ共有要求メッセージに応答して送信される、請求項15から22のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記CHEおよび少なくとも1つのその他のCHEのうちの1つによって使用されるコンテナスポットを通り抜けるかまたは占有する確率を下げる前記ジョブを前記複数のジョブから選択するステップ
をさらに含む、請求項15から23のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEの位置に基づいて前記複数のジョブから前記ジョブを選択するステップ
を含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２６】
前記第1のCHEにジョブ共有メッセージの受信の肯定応答をするステップと、
前記第1のCHEに前記ジョブ共有メッセージ内のジョブの成功した完了の肯定応答をするステップと、
前記ジョブ共有メッセージ内の前記ジョブの成功した実行を示すメッセージを前記ターミナルオペレーティングシステムに送信するステップと
のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項15から25のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、所定のエリア内で稼動するコンテナ取り扱い機器のための通信アレンジメントと、所定のエリア内で稼動する少なくとも2つのコンテナ取り扱い機器の間で通信する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾施設の運用者は、コストおよび環境への影響を最小限にしながらコンテナの輸送のあらゆる点を最適化しようと懸命に努力する。最適化に関する1つの関連する新しい提案は、大型のコンテナ船のサービスの速度を大幅に遅くすることであり、それによって、燃料消費が同様に大きく削減される。航行中に失われる時間の一部を埋め合わせるために、今や、所有者および運用者は、コンテナ取り扱い施設またはコンテナターミナルにより一層速く稼動することを強く求める。
【０００３】
コンテナ取り扱い能力またはコンテナターミナル使用の性能は、コンテナ取り扱い機器(container handling equipment、CHE、または複数形CHEs)、たとえば、岸壁荷役クレーン(ship to shore)、ガントリークレーン、またはその他のクレーンの種類の動作によって制限されることが多い。コンテナの効率的で効果的な分配、積み重ね、および移動がますます重要になっているが、一方では置き間違いが回避されなければならない。速度に対する必要性が増すと、同じ動作エリア内で働くコンテナ取り扱い機器の密度がより高くなり、換言すると、異なるCHEsが同じエリア内で働くことになる。コンテナ取り扱いの複雑さが増すこと、または予測不可能な出来事は、あるCHEが空いている一方で別のCHEは多くの実行すべきタスクを抱え続けているように利用可能なCHEsの負荷が均等に分散されない状況につながる可能性がある。
【０００４】
米国特許出願公開第2016/0009531(A1)号は、少なくとも2つの自動化された追い越しのできないレール搭載式ガントリークレーンを制御するためのシステムおよび方法を記載する。
【０００５】
欧州特許出願公開第2 775 429 (A1)号は、少なくとも2つの自動スタッキングクレーンの間で作業命令をスケジューリングするための方法を記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０００９５３１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２７７５４２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
動作エリア内のCHEsの効率および有効性を高めるニーズが、引き続き存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
目的は、請求項1の特徴による通信アレンジメント、請求項14の特徴による通信システム、および請求項15の特徴による方法によって満たされる。本発明の好ましい実施形態が、従属請求項、本明細書、および図面に示される。
【０００９】
複数のコンテナ取り扱い機器またはCHEsがヤード環境内で自立的に稼動することを可能にするための通信アレンジメントが開示される。そのようなヤード環境は、港ヤード、鉄道ヤード、または空港を含むがこれらに限定されない、大量のコンテナのような構造物が移動させられなければならず、ロジスティクスの動作が行われるすべての環境を含む。用語CHEは、たとえば、ガントリークレーンまたは岸壁荷役クレーンのようなすべての種類のクレーンと、さらに、フォークリフト、リフトトラックなどのようなその他の種類の機器とを含むコンテナ取り扱い機器に対応する。簡単にするために、場合によっては、そのような機器に用語クレーンが使用される可能性があり、本開示はすべての種類のコンテナ取り扱い機器に好適であることが理解される。
【００１０】
この点で、自律的という用語は、オペレーティングシステムがジョブのリストを生成する/ジョブのリストをCHEに与えることを除いて外部制御レイヤまたはターミナルオペレーティングシステムからの干渉のない複数のCHEsによるジョブの実際の実行を指す。これまでの解決策においては、オペレータがジョブを実行するためにCHEの特定の移動を手動で制御するが、本開示は、複数のCHEsがそれらのCHEsのジョブを実行しながら干渉を避けるために互いに通信することを提案する。加えて、複数のCHEが、ジョブを共有することを可能にされ、つまり、簡単に言うと、あるCHEが、もともとターミナルオペレーティングシステムによって別のCHEに与えられたジョブを実行する。結果として、特定の動作エリア内の各CHEが、それらのCHEのそれぞれの自身のジョブを実行し、可能なときは共有されたジョブも実行する可能性がある。ジョブ共有は、外部インスタンスからの干渉またはトリガなしにCHEs内の通信コントローラのレイヤにおいて行われる。表現「外部インスタンス」は、この文脈においては任意のロジスティクスシステムを指す可能性がある。結果として、クレーンは、特定のエリア内で稼動しているときより均等な負荷分散を実現する。
【００１１】
この点で、用語「ジョブ」は、動作エリア内の決められた所与のコンテナスポット、いわゆる移動元の位置から移動先のスポット、移動先の位置にコンテナを移動させるためのCHEへの命令を意味する。移動先のスポットは、エリア内の別のコンテナスポット、専用のトランスファーエリアである可能性があるが、トラックまたは鉄道の貨車などである可能性もある。これは、CHEを移動元の位置に移動させること、コンテナを持ち上げること、移動先の位置に移動させること、および前記位置でコンテナを再び離すことを必要とする可能性がある。
【００１２】
CHEsの間の通信は、マニュアルオペレータ、ターミナルオペレーティングシステム、またはいかなるその他の外部インスタンスからの干渉もなしにトリガされる。そのような自律的な挙動は、CHEsが動作エリア内で働くそれぞれのその他のCHEの位置を「知る」だけでなく、たとえ上位レイヤまたは外部インスタンスへの通信が一時的にオフラインであるときであってもジョブを実行し、ジョブを共有することを可能にする。協調する論理および挙動は、CHEsの数または種類に依存せず、動作エリア内の取り扱い機器の間の通信が失敗する場合にのみ、マニュアルオペレータが操作を行う可能性がある。
【００１３】
態様において、複数の行および列に配列された複数のコンテナスポットを含むエリア内で稼動するように構成された少なくとも2つのコンテナ取り扱い機器CHEsのための通信アレンジメントまたは通信システムにおいて、少なくとも2つのCHEsの各々のための通信アレンジメントが、
前記エリア内のそれぞれのCHEによって実行される複数のジョブをターミナルオペレーティングシステムから取り出すように構成された第1の通信モジュールであって、前記ジョブが、コンテナを移動させ、複数のコンテナスポットのうちのコンテナスポットを特定するための命令を含み、それぞれのCHEが、前記少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEである、第1の通信モジュールと、
少なくとも、前記エリア内で稼動する少なくとも2つのCHEsのうちの別の第2のCHEと通信するように構成された第2の通信モジュールであって、前記第2のCHEとの前記通信が、第1の通信モジュールからの受信および/または手動のトリガから独立しており、少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEにジョブ共有メッセージを送信するように構成され、前記ジョブ共有メッセージが、少なくとも2つCHEsのうちの第2のCHEによって実行されるジョブを示し、前記ジョブが、複数のジョブのうちのジョブである、第2の通信モジュールとを含み得る。
【００１４】
第1のおよび/または第2の通信モジュールは、それぞれのCHEに統合されるか、または外部に、たとえば、それぞれのCHEとターミナルオペレーティングシステムとの間に配置される可能性がある。外部配置は、CHE自体が変更される必要がないときに好適である可能性がある。CHEと通信モジュールとの間の通信リンクのみを確立すれば、十分である可能性がある。
【００１５】
第1のCHEの第2の通信モジュールおよび少なくとも別の第2のCHEの第2の通信は、それらが同じ階層レベルで動作するように適合される可能性がある。それらは、ターミナルオペレーティングシステムなどのより高い階層レベルのインスタンスから独立しておよび/または自律的に動作するようにやはり適合される可能性がある。
【００１６】
第1のCHEの第2の通信モジュールは、第2のCHEに、メッセージ内で指定された特定のタスクを実行するかまたは前記第1のCHEによって与えられた特定の情報に肯定応答するための前記第2のCHEへの申し出を示すメッセージを送信するように、および好ましくは前記第2のCHEからのメッセージの受信の肯定応答を第2のCHEに送信するように構成され得る。したがって、第1のCHEは、第2のCHEに申し出を送信することによって主導権を握ることができ、それによって、第2のCHEに特定のタスクを実行するように求める。両方のCHEsが同じ階層レベルで稼動することが好ましいとき、第2のCHEは、特定のタスクを実行する義務がない。したがって、第2のCHEおよび特に第2のCHEの第2の通信モジュールは、要求された特定のタスクが実行されるかどうかをそれが判断することができるように手配される。判断は、少なくとも1つの予め与えられた基準に基づいてなされ得る。そのような基準は、第2のCHEによって実行されるジョブのリストが空であるかまたは残っているジョブが特定の数に達したかどうかを含み得る。別の基準は、実行されるジョブの座標が別のクレーンとの衝突を生じないことである可能性がある。第2のCHEによって第1のCHEに送信される応答メッセージは、第2のCHEがタスクを実行することを受け入れるか否かについての情報を含み得る。
【００１７】
別の態様において、第2の通信モジュールは、位置を示すメッセージを少なくとも2つのCHEsのうちの前記第2のCHEに送信する前に後続の通信に関して少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEへの要求をブロードキャストするように構成される。
【００１８】
第1のCHEの第2の通信モジュールは、第2のCHEから取り出されたジョブを共有することを要求するメッセージに応答してジョブ共有メッセージを送信するように構成され得る。ジョブを共有することを要求するそのようなメッセージは、第2のCHEがジョブを受け入れても構わないことを示すメッセージに対応する。したがって、第2のCHEは、やはり主導権を握り、第1のCHEにその第1のCHEが共有するジョブを有するかどうかを尋ねる可能性がある。第2のCHEの第2の通信モジュールは、第2のCHEにおいて指定された少なくとも1つの予め与えられた基準に基づいて、たとえば、第2のCHEによって実行されるジョブのリストが空であるかまたは残っているジョブが特定の数に達した場合に要求するメッセージを送信するように構成され得る。そして、第1のCHEは、第2のCHEにジョブを与えるか、要求を断るか、または単にその要求に応答しない可能性がある。第1のCHEが第2のCHEにジョブを与えた場合、第1のCHEの第2の通信モジュールは、第2のCHEからその第2のCHEがジョブを実行するかまたは第2のCHEが申し出のあったジョブを断る可能性があるという確認メッセージを受信し得る。それによって、CHEsが同じ階層レベルで稼動すること、およびCHEがTOSからそのCHEのジョブの分配の制御を与えられないことが保証される。
【００１９】
第1のCHEの第2の通信モジュールは、少なくとも2つのCHEsの第1のCHEおよび第2のCHEによって使用されるコンテナスポットを通り抜けるかまたはそのコンテナスポットを占有する確率を下げる選択基準に基づいてジョブを選択するように構成される可能性がある。第2の通信モジュールは、少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEの位置に基づいて前記ジョブを選択するように構成される可能性もある。
【００２０】
様々な態様および詳細ならびに以上の利益および利点は、同様の参照符号が異なる図を通じて同じ部分を指す添付の図面に示される例示的な実施形態の下のより特定の説明から明らかになるであろう。図面は、必ずしも正しい縮尺でなく、その代わりに、例示的な実施形態を示すことに重点が置かれる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】岸壁荷役クレーンを含む港湾施設の概略的な断面図である。
【図２】ガントリークレーンの実施形態のいくつかの詳細を開示する図である。
【図３】コンテナスポットの複数の行および列に構造化された港湾または鉄道施設内の概略的な動作エリアを示す図である。
【図３Ａ】ガントリークレーンを使用してあるスポットから別のスポットにコンテナを移動させるのに好適な方法のステップの例示的な実施形態を示す図である。
【図４】いくつかのCHEsが動作しているいくつかの下位ブロックを有する別の例示的な動作エリアを開示する図である。
【図５】図4の下位ブロックのうちの1つの詳細な図である。
【図６】図4の実施形態による下位ブロックのうちの1つの中の積み重ねられたコンテナおよびそれらのコンテナの位置の実施形態を示す図である。
【図７】ガントリークレーンに関するコンテナ移動ジョブを実行する例示的な方法のステップを示す図である。
【図８】CHE内の異なるモジュールによって実行される様々なステップを示すマスタープロセスに関する実施形態を示す図である。
【図９】上述のマスタープロセスにおいて実行される1つまたは複数のステップのより詳細な図である。
【図１０】上述のマスタープロセスにおいて実行されるその他の態様のより詳細な図である。
【図１１】提案される原理によるCHEにおける異なるコントローラおよび外部インスタンスとの間のシグナルフロー図である。
【図１２】提案される原理によるCHEのための制御アレンジメントの実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本開示の態様が、添付の図面を参照して以降でより完全に説明される。しかし、本明細書において開示される装置および方法は、多くの異なる形態で実現される可能性があり、本明細書において説明される態様に限定されると解釈されるべきでない。実施形態の特徴は、本開示の精神を逸脱することなく異なる方法で組み合わされ得る。図中の同様の番号は、全体を通じて同様の要素を指す。
【００２３】
本明細書で使用される用語は、本開示の特定の態様を説明することのみを目的としており、本発明を限定するように意図されていない。本明細書において使用されるとき、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈がそうでないことをはっきりと示さない限り複数形も含むように意図される。以下で、表現「ジョブ」は、上述の意味で使用される。
【００２４】
本発明による態様において、CHEのための通信アレンジメントが、提案され、前記CHEは、複数の行および列に配列された複数のコンテナスポットを含むエリアで稼動するように構成される。コンテナスポットの別の編成も可能であり、利用可能なスペース、ヤード、または港湾の構造などによる。いずれの場合も、コンテナスポットは、CHEが複数のスポット内の特定のスポットの位置を突き止め、特定することを可能にする定義されたパターンで編成される。
【００２５】
提案される通信アレンジメントは、特に少なくとも2つのCHEsの各々のための第1の通信モジュールおよび第2の通信モジュールを含む。第1の通信モジュールは、前記ヤードにおいて前記CHEによって実行される複数のジョブをターミナルオペレーティングシステムから取り出すように構成され、前記ジョブは、コンテナを移動させるための命令を含み、複数のコンテナスポットのうちのコンテナスポットを特定する。第2の通信モジュールは、少なくとも、前記動作エリア内で稼動する第2のCHEと通信するように構成され、前記少なくとも1つの第2のCHEとの前記通信は、第1の通信モジュールからの受信および/または手動のトリガから独立しており、少なくとも、エリアにおける前記CHEの位置を示すメッセージを前記少なくとも1つの第2のCHEに送信することを含む。加えて、第2の通信モジュールは、少なくとも1つの第2のCHEにジョブ共有メッセージを自律的に送信するように構成され、前記ジョブ共有メッセージは、少なくとも1つの第2のCHEによって実行されるジョブを示し、前記ジョブは、複数のジョブのうちのジョブである。この点で、ジョブ共有メッセージは、厳密な意味で特定のジョブを実行する要求ではなく、つまり、本開示の意味では、CHEは、そのようなジョブ共有メッセージを送信することによって別のCHEに特定のジョブを強制的に実行させることができない。むしろ、ジョブを実行すべきか否かの判断は、受信側で行われる。この観点から見て、ジョブ共有メッセージは、利用可能なジョブを示す。代替的に、ジョブ共有メッセージは、別のCHEからのジョブを共有する要求に応じて送信され得る。メッセージは、どちらの場合も、実行されるジョブについての十分な情報を含む可能性があり、したがって、CHEは、ジョブの申し出を受け入れるか否かの判断を行うことができる。
【００２６】
結果として、2つの通信モジュールは、異なるタスクに従事する。第1の通信モジュールが外部インスタンス、特にターミナルオペレーティングシステムとの通信のために適合される一方、第2のモジュールは、同じ定義されたエリア内で稼動するコンテナ取り扱い機器の間の通信を担い、その通信のために適合される。ジョブ共有機能は、CHEが上位レイヤまたはインスタンスからの干渉なしにおよび特にTOSからの干渉なしに独立した自律的な方法でそれら自体の間で負荷分散を行うことを可能にする。負荷分散は、CHEsの間の作業のより均等な分散、より少ない空き時間、およびより高い度合いの稼動率をもたらす。態様において、第2の通信モジュールは、特定の種類のCHEを示すジョブ共有メッセージを送信するように構成される。特に、異なる種類のCHEsが稼動している環境において、そのような手法は、CHEがそのCHEに適さないジョブを引き受けることを防止する。
【００２７】
上述のように提案される作業分割の結果として、外部インスタンスは、動作エリアのセクションの中またはエリア自体の全体の中の現在の状況についての知識、つまり、どの行、列、またはスポットが現在占有されているかをもはや必要としない。衝突防止は、CHEsの間で自律的に処理される。ジョブ共有機能のおかげで、ジョブの実行における不均等な分散または遅延が、動作エリア内でCHEsの間で対処され得る。換言すると、CHEsの間の通信ならびに上位レイヤおよび外部制御インスタンスへの通信は、分けられ、互いに独立している。
【００２８】
提案される解決策は、外部インスタンスからそれぞれの個々のCHEに送信されるデータの量を減らすだけでなく、外部インスタンスを、潜在的な競合または衝突を避けるためにジョブリストを調整することまたはジョブの実行を制御することから解放する。これらの点は、第2の通信モジュールを利用してCHEsによって自律的に処理される。
【００２９】
さらなる態様において、第1のおよび第2の通信モジュールは、異なる通信プロトコル、異なる通信規格、異なる周波数、またはこれらの組合せによって動作している。たとえば、第1のモジュールによる通信が有線通信を使用して実現され得る一方、定義された動作エリア内のCHEsの間の通信はワイヤレス通信を使用して実現され、またはその反対である。代替的に、異なる周波数で2つの異なるワイヤレス通信規格が使用される可能性がある。第1のおよび第2のモジュールによる通信の間のそのような分離は、CHEsがオフラインモードで、つまり、外部インスタンスへの通信が一時的にオフラインであるときに働き続けることを可能にする。一方、外部インスタンスは、CHE自体および/またはCHEsによって取られる措置の中でもとりわけ特定のエリア内のCHEsの間の通信が失敗する場合に知らされ得る。この点で、第2の構成モジュールのために単純だが堅牢な通信プロトコルまたは規格を選択することが好適である。
【００３０】
通信プロトコルに応じて(ただしそのときに限らず)、第2の通信は、同じ動作エリア内の任意のその他のCHEからのトークンを要求するように構成される。トークンは、実際のメッセージを送信する前の後続の通信の要求である。トークンの要求は、動作エリア内のすべてのその他のCHEsにブロードキャストされる。そのようなトークンの要求は、トークンを有する通信モジュールのみがさらなる送信を行うことを可能にされるので、2つ以上のCHEsからの衝突する送信を防ぐことができる。トークンに基づく通信は、トークンリングに基づく通信などの通信プロトコルで実装され得る。代替的に、CHEsの間の通信は、時間二重化される可能性があり、つまり、エリア内の各CHEの第2の通信モジュールは、特定の周期的なタイムスロットにおいてのみメッセージ(および/または肯定応答)を送信するように構成される。そのような場合、CHEが動作エリアに入るかまたは動作エリアを出るときに、利用可能なおよび占有されるタイムスロットに関する同期が必要とされる。
【００３１】
トークンは、いずれの場合にも実際のメッセージの前に送信されるか、または複数のジョブのうちの次のジョブを実行するときもしくはその他のCHEsへの要求がなされるべきときに占有されることになる動作エリア内の少なくとも1つの位置の評価に基づいて送信され得る。特定の機会にのみトークンの要求をブロードキャストすることは、通信に何らかの形態の優先度を導入し、行われようとしている送信に関してより高いレベルの重要度を示す。
【００３２】
第2のモジュールによって送信されるメッセージ内で示される位置は、前記CHEが前記位置において動作エリアに入ろうとしているまたは入ったという指示を含み得る。そのようなメッセージは、CHEが特定の動作エリア内のすべてのその他のCHEsに知らせるハンドシェイク手順に似ている。代替的にまたは追加的に、第2の通信モジュールは、前記CHEが行を通過している間の前記CHEの現在位置を示す、または前記CHEが現在働いている位置を示すメッセージを送信するように構成される。加えて、ジョブの実行は、ジョブの適時の実行を可能にするために時間の特定の期間にわたって特定のコンテナスポットまたはエリアをブロックすることを必要とする可能性がある。結果として、第2の通信モジュールは、位置が時間の特定の期間占有されないことを要求するメッセージを送信するように構成され得る。
【００３３】
第2のモジュールがそれらのために構成される一部の通信は、指示的性質を持っている。その他の通信は、要求を示す可能性がある。第2のモジュールは、少なくとも1つの第2のCHEに、メッセージ内で指定された特定のタスクを実行するためまたは前記CHEによって与えられた特定の情報に肯定応答するための前記少なくとも1つの第2のCHEへの要求を示す前記メッセージを送信するように構成され得る。前記タスクは、特定のエリアまたはコンテナスポットを解放すること、行く手をあけること、特定のコンテナスポットまたはヤードエリアをブロックしないこと、特定の位置に近寄らないことなどを含み得るがこれらに限定されない。一部の態様においては、肯定応答を、特に要求メッセージまたは重要な情報、ハンドシェイクメッセージへの応答として送信することも好適である。そのような肯定応答は、メッセージが取り出されたことを要求元の第2の通信モジュールが保証することを可能にする。
【００３４】
別の態様は、既に示されたようにジョブ共有機能に関連する。上述のように、用語ジョブは、決定された位置からジョブの中で与えられた別の位置にコンテナを移動させるためのCHEへの命令である。したがって、ジョブは、少なくとも、コンテナの移動元および移動先ならびにコンテナの識別情報についての情報を含むべきである。後者は、移動元と移動先との組合せがジョブリスト内で2回以上使用される可能性があるときに好適である。さらなるコンテナの識別情報は、たとえコンテナがうっかりして置き間違えられたときでも動作エリア内のコンテナを追跡し、特定することを可能にする。
【００３５】
外部インスタンスが実行される複数のジョブを与え、CHE内の制御モジュールが所定の順序でこれらのジョブを実行する(自律的にかまたはマニュアルオペレータによって利用されるかのどちらか)間に、動作エリア内のCHEがジョブがなく、したがって空いていることが起こり得る。そのような場合、外部インスタンスによって命令されることなしに第2の通信モジュールを利用してCHEs自体の間で自律的にジョブが共有され得ることが提案される。言い換えると、そのCHEもしくは各CHEおよび/または少なくとも1つのCHEのもしくは各CHEの第2の通信モジュールは、可用性および必要性に基づいて実行されるジョブを互いに共有するように構成され得る。態様において、第2の通信モジュールは、同じ動作エリア内の別のCHEにジョブ共有メッセージを送信するように構成され、前記ジョブ共有メッセージは、少なくとも1つの第2のCHEによって実行されるジョブを示し、前記ジョブは、複数のジョブのうちのジョブである。
【００３６】
第2の通信モジュールは、少なくとも1つの第2のCHEから取り出されたジョブを共有することを要求するメッセージに応答してそのようなジョブ共有メッセージを送信するように構成され得る。したがって、ジョブ共有のためのメッセージは、要求された場合、つまり、CHEの第2の通信モジュールがジョブを引き受けるための可用性を示す場合にのみ送信される。要求されたときにジョブ共有を開始することは、稼動率を大幅に高め、CHEの空き時間を削減する。第2の通信モジュールは、代替的に、外部インスタンスから、たとえば、ターミナルオペレーティングシステムからのジョブの新しいリストを要求するように第1の通信モジュールに命令する可能性がある。
【００３７】
共有されるジョブは、様々な基準に基づいて選択され得る。たとえば、共有されるジョブは、単に、実行されるジョブのリスト内の次のジョブである可能性がある。代替的に、第2の通信モジュールは、前記CHEおよび少なくとも1つの第2のCHEのうちの1つによって使用されるコンテナスポットを通り抜けるかまたはそのコンテナスポットを占有する確率を下げる選択基準に基づいて前記ジョブを選択するように構成される。たとえば、CHEが現在働いているエリアの外側に移動元および移動先を有するジョブのみが、共有される。さらに別の代替において、第2の通信モジュールは、少なくとも1つのその他のCHEの位置に基づいて前記ジョブを選択するように構成される。そのような選択基準は、CHEsがその後互いをブロックしており、したがって、ジョブの実行速度を大きく向上させないという問題を減らす。ジョブ共有メッセージを正常に受信すると、ジョブを共有する通信モジュールに肯定応答が送信されるべきである。肯定応答は、CHEがジョブの申し出を受け入れていることを示す。肯定応答は、第2の通信モジュールがその第2の通信モジュール自体のジョブリストのうちの共有されたジョブの削除を開始することを可能にする。共有されたジョブが正常に完了した後、それぞれの共有されたジョブは、ジョブリスト内で完了したものとして印を付けられる。リストは、第1のおよび/もしくは第2の通信モジュールにならびに/または制御モジュールに記憶され得る。第1の通信モジュールは、外部インスタンスに共有されたジョブの正常な完了を送り返すようにさらに構成され得る。
【００３８】
CHEsの間の通信の失敗または電力の部分的な喪失を引き起こす一時的な電力低下が起こる場合、CHE内の構成モジュールまたは制御モジュールのうちの少なくとも1つは、前記少なくとも1つの第2のCHEとの通信の失敗に応答して所定の位置への前記CHEの移動を開始するように構成される。これは、CHEsの衝突を防止する。
【００３９】
同じ動作エリアに割り振られたCHEsは、論理的にワークグループに組み合わされ得る。態様において、外部インスタンスは、それぞれの個々のCHEの代わりにワークグループに複数のジョブを与える可能性がある。結果として、どのCHEが複数のジョブのうちの特定のジョブを実行することになるかの判断が、外部インスタンスから独立してCHEsによってなされる。
【００４０】
別の態様は、決められたエリア内で稼動する少なくとも2つのCHEsの間の通信方法に関し、エリアは、行および列で構築されることが好ましい。方法は、ターミナルオペレーティングシステムからのメッセージを取り出すことを含み、前記メッセージは、少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEによって実行される複数のジョブを含む。複数のジョブは、それらのジョブの優先度またはそれらのジョブが実行されなければならい順序を含むリストに構築される可能性がある。提案される原理による方法は、少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEからのジョブ共有要求メッセージを取り出すことと、共有されるジョブを含むメッセージを第2のCHEに送信することによって前記ジョブ共有要求に肯定応答することとを含む。
【００４１】
別の態様において、方法は、動作エリア内の第1のCHEの位置を含むメッセージを第1のCHEによって少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEに送信することをさらに含む。前記メッセージの送信は、自律的に、ターミナルオペレーティングシステムからのおよびいずれかのその他の外部インスタンスからの取り出されたメッセージまたは手動のトリガから独立して行われる。方法は、送信されたメッセージに応答して少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEからの肯定応答を受信することをさらに含む。
【００４２】
CHEsの間の通信は、外部の干渉なしにエリア内の少なくとも2つのCHEsの自律的な挙動およびジョブの実行を可能にする。CHEsは、ジョブリストの受信を除いてターミナルオペレーティングシステムへのいかなる通信とも独立して同じ動作エリア内またはその2つのセクション内で稼動することができる。結果として、CHEsの間の通信および上位レイヤおよび外部制御インスタンスへの通信は、分離される。そのような分離は、ジョブリストの受信および通信ならびにCHEsの間の通信のために異なる通信プロトコル、規格、またはシステムを使用することによっても実現され得る。たとえば、ターミナルオペレーティングシステムからのメッセージは、第1の通信プロトコルを使用して取り出され、第1のCHEと第2のCHEとの間のメッセージおよび肯定応答は、第1の通信プロトコルとは異なる第2の通信プロトコルによって利用される。
【００４３】
一部のプロトコルにおいて、CHEsの間の通信は、各CHEがそのCHEがメッセージを送信することができる特定のタイムスロットを取得するようにして構築される。この手法は、TDDまたは時分割復信に基づく通信プロトコルによって利用される。そのような場合、少なくとも2つのCHEsは、通信の衝突またはメッセージの喪失を防止するためにどこかの時点でそれらのCHEsのタイムスロットを同期しなければならない。代替的にまたは追加的に、後続の送信の要求またはトークンが、共有されるジョブを要求する前記CHEにメッセージを送信する前にブロードキャストされ得る。そのようなブロードキャストは、同じ動作エリア内のすべてのCHEsに進む。そのようなトークンを要求することは、決まった所定のタイムスロットなしに通信において使用され得る。トークンの要求のブロードキャストは、特定のメッセージが送信されようとしており、それらのCHEsを何らかの「リスニング」または受信モードに設定するために使用され得ることを、すべてのCHEsに示す。トークンの要求は、複数のジョブのうちの次のジョブを実行するときに占有されることになる動作エリア内の少なくとも1つの位置の評価に応じてブロードキャストされ得る。結果として、トークンの要求は、ジョブの後続の中断のない実行が危うくなった場合にブロードキャストされる。これは、後続のメッセージの特定の重要度をその他のCHEsに示す。ある態様においては、メッセージを送信する前に各CHEからのそのようなトークンの要求に関する肯定応答を取り出すことが有用である可能性がある。これは、同じエリア内のすべてのCHEsがリスニングモードであり、要求に肯定応答済みであることを保証する。
【００４４】
エリア内のその他のCHEsに送信されるメッセージは、様々な内容を有する可能性がある。たとえば、一部のメッセージは、指示タイプである可能性があり、つまり、たとえば、少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEが現在働いている位置またはCHEが通過している現在のコンテナスポットの位置をその他のCHEsに示す。一部の特定の重要な指示メッセージは、少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEが動作エリアに入ろうとしているかまたは入った位置である。動作エリア内のすべてのCHEsが自律的に働くことができるので、新しいCHEが動作エリアに入ることまたは既存のCHEが出て行くことを同じエリア内のすべてのCHEsが知っていることを保証するためにいわゆるハンドシェイク手順が必要とされる。結果として、さらに、そのようなハンドシェイクメッセージは、各CHEによって肯定応答されるべきであり、それによって、送信元のCHEに動作エリア内のすべてのその他の既存のCHEsについても知らせる。
【００４５】
その他のメッセージは要求する性質のものであり、これらは、特定の位置を離れる要求または時間の特定の期間にわたって特定の位置を占有しない要求を送信することを含むがこれに限定されない。ジョブ共有要求も、そのような種類のメッセージに属する。広く言って、送信されるメッセージは、少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEから少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEへの特定のタスクを実行するための要求メッセージである可能性がある。前記要求の肯定応答を少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEに送信することが、好適である。
【００４６】
その他の態様は、少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEにジョブ共有メッセージを送信することに関し、前記ジョブ共有メッセージは、前記第2のCHEによって実行されるジョブに関する申し出を含み、前記ジョブは、少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEによって実行される複数のジョブのうちのジョブである。動作エリア内のCHEsは、外部インスタンスまたは手動のトリガから独立してそれらのCHEs自体の間でジョブを共有することを可能にされる。ジョブ共有メッセージは、ジョブを共有するそれぞれの要求を受信すると送信され得る。この手法は、ジョブを受け入れることができるCHEsのみがジョブ共有要求を送信するので高い柔軟性を与え、全体的に見て、作業のより一様な分散およびそれぞれの個々のCHEに関してより少ない空き時間をもたらす。ジョブ共有要求メッセージを受信するCHEは、(もしあるならば)どのジョブが共有のために申し出られるべきかをそのCHEのオープンなジョブリストおよび様々なその他の基準に基づいて自律的に判断することができる。たとえば、そのような基準は、ジョブを共有することを要求するCHEの位置を含み得る。ジョブの選択は、CHEsのうちの1つによって使用されるコンテナスポットを通り抜けるかまたはそのコンテナスポットを占有する確率に基づく可能性もある。ジョブは、エリア内のその他のCHEsの現在のワークフローへの影響を軽減するようにして選択され得る。
【００４７】
ジョブ共有メッセージを受信した後、それぞれの受信側クレーンは、ジョブを引き受けるべきか否かをそれ自身で判断することができる。そのような判断基準は、現在の作業負荷、空き状態、ジョブを実行するときのその他のCHEとの潜在的な競合などに基づく可能性があり、メッセージは、2つのCHEsが同じジョブに働きかけることを避けるために肯定応答されるべきである。ジョブ共有メッセージが肯定応答されない場合、ジョブを共有するCHEは、ジョブが受け入れられなかったかまたはメッセージが適切に取り出されなかったと想定することができる。自律的なジョブの処理の利点は、ターミナルオペレーティングシステムまたは別の外部インスタンスが特定のCHEからのそのようなメッセージを必要とすることなくジョブの正常な完了を単純に待つことをも可能にする。結果として、ジョブ共有要求メッセージ内のジョブの正常な実行を示すメッセージが、ジョブを実際に実行するCHEによって外部インスタンスに送信され得る。
【００４８】
以下では、提示される様々な実施形態が、コンテナ取り扱い機器に関して異なる種類のクレーンの例を使用している。開示される原理が半自律的にまたは完全に自律的に働くことができる動作エリア内のすべてのコンテナ取り扱い機器に適用可能であることが、理解される。
【００４９】
図1は、岸壁110に横付けされたコンテナ船100を含む港湾施設の断面を側面図に示す。船は、複数の積み重ねられたコンテナ50を運び、コンテナ50は、岸壁荷役クレーン1Aによって降ろされる。1つの岸壁荷役クレーンのみが図に示されるが、互いに隣り合って働く2つ以上のそのようなクレーンが、コンテナ船100の長さおよびサイズに応じてそのコンテナ船100の荷下ろしをするために使用され得る。各岸壁荷役クレーンは、支持脚20の下端に取り付けられたボギー台車60を使用することによって岸壁110と同じ高さの軌道(図示せず)に沿って移動するように構成される。ボギー台車60は、クレーンがコンテナ船100上の各コンテナ台に届くようにそのクレーンがコンテナ船100の横に並んで移動することを可能にする。2つ以上の岸壁荷役クレーンが使用される場合、各クレーンの支持脚20は、互い違いにされる可能性があり、つまり、異なる軌道に沿って移動させられる。そのように支持脚を互い違いにすることは、トロリ式クレーンアーム2が互いに近接するまでクレーンが部分的に通り越すことを可能にする。岸壁荷役クレーンは、コンテナ50を掴み、持ち上げ、離すためのトロリ8およびホイスト9をさらに含む。この目的のために、トロリ式クレーンアーム2は、コンテナ船100を越えて延びる。ホイスト9は、下でさらに説明されるように、コンテナ50を掴み、ロックし、そのコンテナ50を船から持ち上げる。それから、コンテナ50は、さらに処理するために支持脚20の反対側の岸壁110の上の一時保管および解除エリア3に輸送される。そのようなヤード施設においては、ヤードクレーンまたはカンチレバークレーンを含むがこれらに限定されない複数のさらに異なる種類のクレーンが、稼動する可能性がある。これらのクレーンの一部は、固定式である可能性があり、一方、その他は、たとえば、所定の軌道上をまたはタイヤの支持により自由に移動することができる。
【００５０】
図2は、ガントリークレーンならびに特にトロリおよびホイストのより詳細な図を示す。ガントリークレーンの門形の部分は、ここでは示されない。トロリ8は、移動可能であり、トロリ式クレーンアーム2の軌道上に車輪81によって配置される。ホイスト9は、スプレッダー11をトロリ8に結合し、スプレッダー11の垂直移動を可能にする。スプレッダー11は、コンテナを掴み、保持するためにスプレッダーの4つの角のすべてに設置された4つのツイストロック12を含む。ツイストロック12は、それぞれ、ツイストロックをロックするおよびロック解除するためのモーター13に対で結合される。2つのツイストロックコンタクタが、それぞれのツイストロックのステータスを制御し、特定するために90°ずらして各モーター内に配置される。各ツイストロックコンタクタは、それぞれのツイストロックに割り振られ、(ロックされた/ロック解除された)ツイストロックの位置およびステータスの変化自体を特定する。さらに、スプレッダーは、スプレッダーの底のツイストロックの近くに設置された4つのランディングピンコンタクタを含む。コンタクタは、スプレッダーがコンテナに接触するときにコンテナの上面を検出することなどのために配列される。ピンコンタクタ14は、スプレッダーがコンテナに向かって下げられるときに、上面とスプレッダーとの間の距離を検出する近接センサーを含み得る。これは、ピンコンタクタが接触/非接触を示すデジタル信号を提供することを可能にするだけでなく、スプレッダー11とコンテナ50との間のより正確な距離の測定値を提供する。代替的に、ランディングピンコンタクタは、論理値を提供するより単純なタッチセンサーを含む。
【００５１】
図3Aは、図2に示されたガントリークレーンの持ち上げ、移動させ、離す手順に関するプロセスフローを示した。ステップS1において、拾い上げられるコンテナの上の位置にトロリ8およびホイスト9を移動させることによって拾い上げ動作が開始される。内部エンコーダかまたはランディングピンコンタクタ14かのどちらかがスプレッダーがコンテナの上面に近づいていることを示すまで、ステップS2において、スプレッダー11が下げられる。結果として、スプレッダーを下げる速度は、ランディングピンコンタクタ14がコンテナ50の上面に接触するまで落とされる。ピンコンタクタ14の実装に応じて、そのような検出は、「閉」または「開」である単一の論理信号を含む可能性があるが、たとえば、スプレッダーの下面とコンテナの上面との間の距離またはコンテナによって及ぼされる圧力を示すアナログ信号も含む可能性がある。
【００５２】
いずれの場合も、4つすべてのランディングピンコンタクタ14は、ステップS4において示されるように、スプレッダーがコンテナに「接触した」という「閉」を示さなければならない。そのような検出が行われない、つまり、2つまたは3つのランディングピンコンタクタのみが「閉」のままであり、非接触を示す場合、スプレッダーは、再び持ち上げられ、再度の試みが行われる。下げる手順は、成功しないステップS6における所定の回数の試みの後、ステップS7においてキャンセルされる。
【００５３】
ピンコネクタが下降の成功を示した場合、プロセスは、コンテナ50を掴むツイストロック12を回転させるようにモーター13を作動させることによってステップS5で継続する。モーターの作動後の所定の量の時間以内に、モーター内のツイストロックコンタクタは、ツイストロックによるコンテナの把持を示す、それぞれの前記ツイストロックのロックされた位置に変わるべきである。ステップS6は、所定の時間の後に4つすべてのツイストロックコンタクタがそのようなロックされた位置を検出するかどうかを検出する。そうでない場合、プロセスは、ツイストロック12を開け、ステップS5のロックおよび把持プロセスを繰り返すことによってS6で継続する。所定の回数の不成功の試みがなされた後、プロセスは、ステップS7で終了し、ステップS6において成功である場合、S8で継続する。
【００５４】
S8の、持ち上げ、移動させる手順の間に、ランディングピンコンタクタのステータスは、コンテナが持ち上げられたことを保証するためのインジケータとして「開」ステータスに変わる。同時に、ツイストロックコンタクタのステータスは、ロックのまま変わらない。ホイストおよびトロリは、コンテナを目標の場所に移動させ、コンテナを再び下げる。ステップS9においてコンテナを下げると、ランディングピンコンタクタは、コンテナが下げられ続けていることを示し、保証するために、開位置ステータスに留まる。ツイストロックは、当面の間、ロックされた位置に留まる。何らかのエンコーダの情報に応じて、コンテナ(またはスプレッダー)が着地エリアに近づく間、コンテナとともにスプレッダーを下げる速度が落とされる。着地すると、4つのランディングピンコンタクタは、ステップS10において、それらのランディングピンコンタクタのステータスを開から閉に変わり、コンテナがしっかりと地面についていることを示す。ランディングピンコンタクタ14のうちの1つまたは複数がそれ以外と一致しない場合、コンテナは、ステップS11において再び持ち上げられ、再度の試みが行われる。4つすべてのランディングピンコンタクタがコンテナの着地に対応する「閉」を示すときにのみ、ステップS12が実行され、ツイストロック12がロック解除され、コンテナが離される。ツイストロックのロック解除の確認の後、ホイストが、離されたコンテナから上にあげられ、そこを離れるように移動させられ、プロセスは、ステップS13で終了する。
【００５５】
ランディングピンコンタクタ14の検出を改善するために、スプレッダー11の底とコンテナ50の上面との間の小さな空間が維持される。そのような空間は、ツイストロックがコンテナの上の把持穴により早く入り、ロックおよびロック解除動作をより早く実行することを可能にする。空間は、ランディングピンコンタクタが持ち上げの始まりおよび下げる手順の終わりを特定することも可能にする。
【００５６】
上の手順は、様々な移動を扱うマニュアルオペレータを使用して手動で実行される可能性がある。ツイストロック、トロリ、およびホイスト上のセンサーが、適切な取り扱いを保証するためにオペレータに情報を与える。代替的に、クレーンを自律的に稼動させるためにセンサーからの位置調整情報を処理し、下でより詳細に説明される様々なコントローラが、使用され得る。
【００５７】
図3は、コンテナ船から降ろされたまたはコンテナ船に積み込まれるコンテナが一時的に保管される動作エリアの例を示す。港湾施設に関連して、そのような動作エリアは、ヤードとも呼ばれる可能性がある。コンテナを取り扱うための同様のエリアが、鉄道施設または空港に存在する。サイズに応じて、動作エリアは、セクションへと構築され、さらに行および列へと編成され、それぞれの交差部分が、コンテナスポットを表す。コンテナスポット自体のパターンは、変わり得る。図3はコンテナスポットが規則的な列および行に配列される規則的な長方形状のパターンを示すが、パターンは、港湾の利用可能なスペースまたはその他の制約に従う可能性がある。各コンテナスポットの位置は、行および列番号によって与えられ、そのパターンは、CHEsの通信または実行モジュールに知られている。
【００５８】
例の動作エリアは、単一のセクションであり、6つの行1)から6)および5つの列a)からe)からなり、各コンテナスポットは、標準的な20ftまたは40ftコンテナのサイズを含み得る。20ftコンテナの寸法は、1TEUに対応する20ft×8ft×8ft6inである。
【００５９】
さらに、この例において、コンテナスポットは、互いに距離をあけられ、これらのスポットにその他のサイズのコンテナを置くことを可能にする。代替的な実施形態において、動作エリアは、より多くの行および列を有する可能性があり、たとえば、動作エリアは、最大90行および20列を含む可能性がある。そのようなより大きなエリアは、下でより詳細に説明されるようにより小さなセクションに分割される可能性がある。コンテナスポットは、名目的には間に空間がないように互いに近接していることが多い。これらの種類のエリアは、標準的なコンテナのために使用されることが多く、サイズが予め決められており、空気循環が必要とされない。コンテナの間の空間は、より多くの空間を必要とするが、異なるサイズのコンテナを置くときのより高い柔軟性をもたらし、リーファーコンテナまたは通気を必要とするその他の種類のコンテナに好適である可能性がある。
【００６０】
図4は、互いに隣り合って配列されたいくつかのセクション31から34を含む動作エリア3の例を示す。各セクションは、それぞれ、行および列の交差部分に配列された複数のコンテナスポットを含む。安全空間35が、動作エリア3の各セクション31から34の間に配列される。それぞれの端のセクションに、ベースエリア36が設けられる。エリア3は、本開示のいくつかの態様による3つのガントリークレーン100A、100B、および100Cによって操作され、サポートされる。
【００６１】
各クレーンは、ロジスティクスまたはターミナルオペレーティングシステムTOSと有線通信かまたはワイヤレス通信かのどちらかによって通信している。TOSは、いくつかのパラメータに基づいて実行されるジョブのリストを各クレーンに与える。この目的のために、動作エリア3は、その断面図において、4つの部分的に重なり合う動作セクションA1からA4に分割される。各クレーンは、それらの動作エリアのうちの少なくとも1つに割り振られる。この例においては、クレーン100AがセクションA1に割り振られ、クレーン100Cが動作セクションA4に割り振られ、クレーン100Bが2つのセクション、すなわち、A2およびA3に割り振られる。TOSによってクレーンの各々に与えられるジョブリストは、クレーンが割り振られるそれぞれのセクションに置かれるジョブを含むことが好ましい。たとえば、クレーン100Aのジョブリストは、移動元および移動先が移動エリアA1内にあるジョブを含む。同様のジョブリストが、TOSによってクレーン100Bおよび100Cに与えられる。TOSは実行されるジョブを衝突のリスクを減らすようにして各クレーンに割り振り得るが、移動元または移動先が動作セクションの重なり合う部分のうちの1つの中にある状況が発生する可能性がある。たとえば、クレーン100Aのジョブが、セクション32内であるが動作セクション31上にやはりある移動先を含む。クレーン100Bのジョブの実行に依存して、クレーン100Aのジョブの移動先の位置がクレーン100Bによって占有される状況が起こり得る。結果として、第2のクレーンが(少なくとも)その第2のクレーンの現在のジョブを終了するまで、第1のクレーン100Aが、たとえば、エリア35内で待つか、または第2のクレーン100Bが第1のクレーン100Aが行く手をあけるかのどちらかしなければならない。
【００６２】
そのような解決策の時間がかかる要因にもかかわらず、そのような速い移動環境内で衝突を回避することは、高い意識と、CHEのオペレータの間のコミュニケーションとを必要とする。近い将来には、港湾または鉄道施設で稼動するCHEsは、ますます自律的になり、マニュアルオペレータによる干渉の必要なしにジョブを実行する可能性がある。結果として、論理および意思決定プロセスは、CHEsが特定のジョブを独立して実行することを可能にするために、オペレータからCHEsの論理にかまたはTOSからCHEsの論理にかのどちらかに移される。
【００６３】
本開示は、港湾施設の環境内の自律的なまたは半自律的なCHEsのためのインタラクションおよび通信まわりのいくつかの態様を提案する。各港湾施設の環境は異なるので、提示される態様は、異なる方法で組み合わされるかまたは修正される可能性があり、開示される例示的な実施形態に限定されないことが理解される。
【００６４】
再び図4を参照すると、各セクション31から34は、311、321、331、および341として示される特別な場所を含む。それらの位置において、ガントリークレーンは、下でさらに説明されるように、そのガントリークレーンの位置を探り、確かめ、そのガントリークレーンの位置をその他のクレーンに伝達する。例において、特別な場所は、動作エリアのそれぞれの物理的なセクション31から34の真ん中にあるが、動作セクションA1からA4内にあるとは限らない。
【００６５】
各セクションは、各ガントリークレーン100Aから100Cが動作エリアの中のそのガントリークレーンの厳密な位置を再確認することを可能にする(実装に応じて)複数のマーカー37も含む。特別な場所311、321、331、および341としてのマーカー37は、一様に、カメラまたは視覚センサーによって検出可能な地面の上の単純な色つきの線を含む可能性があるが、たとえば、光バリア、誘導または磁気バリアなどのようなその他の手段も含む可能性がある。
【００６６】
マーカー37または特別な場所のうちの1つを通過するかまたはマーカー37または特別な場所のうちの1つに到達することは、ガントリークレーンにエリア内のそのガントリークレーンの厳密な位置を示す。好適な実施形態において、各セクション31から34上のコンテナスポットは、それらのマーカーに位置を揃えられる。代替的な実施形態において、マーカー37は、よく知られている位置からガントリークレーンが移動させられる距離についての情報によって得られる。そのような情報は、図1に示されたガントリーモーター60に配列された速度もしくはスピードセンサーによって、あるいはガントリーホイールの符号化ステップおよびサイズの間の、または、モーター60の符号化ステップおよび回転の間の知られている比を使用してエンコーダによって取得される。マーカーの間の位置を突き止めるために、ガントリークレーンは、上で説明されたのと同じ原理を使用し得る。実施形態において、クレーンの間で位置を伝達することは、クレーンが特別な場所311、321、331、および341のうちの1つを通過するときに行われる。代替的に、クレーンのそれぞれの位置についてのそれらのクレーンの間の通信は、複数回、特に、マーカー37の各々において行われる可能性がある。図5は、動作エリアのセクション31のより詳細な図を示す。ガントリークレーンの移動がクレーンを行の間で動かす一方、トロリの移動は、特定のコンテナスポットを特定するためにそれぞれの列を選択することができる。この目的のために、トロリがそのトロリの場所を確認する特別な場所312が定義される。行と同様に、各セクションの列は、対応するマーカーによって示される。マーカーの位置は、特別な場所312とコンテナスポットのサイズおよびコンテナスポットの間の距離の定義との間の相対的な距離によって定義される。マーカーの位置は、たとえば、トロリを移動させるためのモーターのステップを復号することのような距離測定技術を用いて取得される。複数の追加的なマーカーが、位置特定の好適な分解能まで行および列方向に関して定義され得る。
【００６７】
図6は、ホイストによって実行される動作エリアのセクション内のコンテナの積み重ねを示す。行および列と同様に、コンテナが置かれ得る面のレベルを示す予め定義された場所313がある。ティア1と呼ばれる最も低いレベルまたはティアは、地面そのものである。この実施形態の最も大きなティアは、その他のコンテナが置かれ得ない一番高いコンテナの上面によって与えられる。特定のティアまでのスプレッダーの距離またはスプレッダーの位置それ自体が、ホイストのケーブルによって制御される。この実施形態において、ティアは、ホイストがコンテナを互いの上に積み重ねることを可能にするコンテナの上面によって与えられる。図6の例において一番高いコンテナを持ち上げる命令は、それぞれの列および行の位置にホイストを移動させ、それから、コンテナの高さを含むそれぞれのティアによって与えられるレベルにスプレッダーを下げる結果となる。さらなるレベルマーカー(図示せず)が、コンテナを下げるかまたは持ち上げるときに速度を選択的に調整するために使用され得る。そのような手法によって、コンテナを下げるかまたは持ち上げるときの近くのコンテナへの思いがけない損害が、防止され得る。
【００６８】
レベルの指示と一緒に行および列によって定義されるコンテナスポットは、ガントリークレーンの移動元(どこでコンテナを取り出すべきか)かまたは移動先かのどちらかの位置を与える3次元座標系を表す。エリア内のそれぞれの個々のコンテナスポットの占有は、データベース内に保有される。コンテナスポットの占有に関連する単純な情報に加えて、完全なコンテナの詳細情報、すなわち、中身、重さ、配送情報なども保有される。データベースは、少なくともTOSに接続されるかまたはその一部を形成する。これらの情報の一部、特に、コンテナを取り扱うことに関連するすべての情報が、CHEのローカルのそれぞれのファイルまたはローカルデータベースにもさらに記憶される可能性がある。そして、そのようなファイルまたはローカルデータベースは、TOSによって更新される。
【００６９】
図7は、移動元の位置から移動先の位置にコンテナを移動させるステップを基本的に含む、ガントリークレーンによってジョブを実行するための全体的なプロセスを示す。図4から始まり、ガントリークレーンは、基本位置、つまり、ベースエリア36の左端または右端のセクションかまたは安全空間35のうちの1つかのどちらかに位置付けられる。ステップ571において、ホイストがそのような位置にまだない場合、ホイストは上に向かって移動させられる。ホイストの最も高い位置は、動作エリア内の積み重ねられたコンテナにうっかり衝突することを防止する。ステップ572において、ガントリークレーンが、指定された移動元の行に到達するまでエリアのセクションに沿って移動させられる。同時に、またはガントリークレーンが行の位置に到達した後、トロリが、指定された列の位置に移動させられる。それから、ステップ574において、スプレッダーが、(図4のティアの定義を使用して)コンテナの予測された高さを含むそれぞれのティアに対応するレベルまで下げられる。スプレッダーが持ち上げられるコンテナの上面に到達したと確認した後、図2に概略を示されたように、方法は、ステップ575で継続し、コンテナをロックし、ステップ576においてそのコンテナを持ち上げる。動作エリア内の近くのコンテナとの持ち上げられたコンテナの衝突を防止するために、スプレッダーが再び一番上の位置まで移動させられる。ステップ577において、クレーンが、移動先の行まで移動させられ、トロリが、目的の列まで移動させられる。それから、ステップ579において、スプレッダーが、移動先のティアおよびコンテナの高さに対応するレベルに到達するまで下げられる。そのときまでに、持ち上げられたコンテナの下面は、上面に接触する。コンテナが地面または別のコンテナ上にしっかり置かれたことが確認されるとき(図3Aのステップ10に対応する)、ステップ580においてコンテナがロック解除され、プロセスは終了する。
【００７０】
図7のプロセスが単一のクレーンによって申し分なく働くが、2つ以上のクレーンが同じ動作エリア内で働く場合は衝突のリスクがある。そのようなリスクは、第2のクレーンによって占有されるスペースにまたは第1のクレーンが第2のクレーンを追い越す必要があるような第2のクレーンを越えたところにあるスペースに移動することを第1のクレーンに要求するジョブをその第1のクレーンが実行するときに発生する。再び図4を参照すると、全部で3つのクレーン100Aから100Cが、エリアおよびそのセクション内で働いている。潜在的な衝突状況の例は、クレーン100Bが第2の下位ブロック内でいくつかのコンテナを再配列している間に、第1の下位ブロックから第3の下位ブロックにコンテナを移動させることをクレーン100Aに要求するジョブをそのクレーン100Aが実行しているときに存在する。クレーンが動作セクションA1からA4のうちの1つまたは複数に割り振られる場合、上述のように、同様の状況が起こり得る。
【００７１】
半自律的なまたは完全に自律的な環境内で衝突を防止する目的で、CHEsは、互いに通信する。そのような通信は、有線通信またはワイヤレス通信である可能性がある。態様において、CHEsの間の通信は、TOSとの通信のための通信リンクまたは通信プロトコルとは異なる通信リンクまたは通信プロトコルを利用する。そのような手法は、CHEsが通信を確立し、維持し、たとえTOSへの通信が失敗するかまたは信頼できないときでもジョブを実行し続けることを可能にする。CHEsの間の通信は、変化するおよび/または厳しい状態であっても通信を保証するために堅牢で、単純で、エラーの影響を受けない。通信の衝突を防止するために、通信は、各CHEが通信するための専用のタイムスロットを有するTDDシステムに基づく可能性がある。代替的に、通信はトークンに基づき、通信はより階層的に構築され、CHEがトークンを要求し、その後取り出す場合にのみ特定のメッセージが送信され得る。
【００７２】
CHEsの間の通信は、たとえば、TOSのようなその他の最上位レイヤのシステムからの干渉なしに行われる。図4に示されたように、3つの異なるCHEsが、動作エリア3を占有している。効率的で衝突を避けるジョブの実行を保証するために、CHEsまたはより詳細にはそれらのCHEsのそれぞれの通信モジュールは、特定のコマンドを使用して互いに通信し、コマンドのそれぞれは、特定のステータスまたは特定の要求についてその他のCHEsに知らせる。これらのコマンドは、要求の送信および肯定応答の送信のみを含み、メッセージの性質は、送信される最初の文字、つまり、要求に関して「S」および肯定応答に関して「A」によって区別される。それらは、以下のうちの少なくとも1つを含み得るが、それらのすべてに限定されず、言及されるものにも限定されない。
【００７３】
・トークンのブロードキャスト
使用される通信プロトコルに応じて、特定の動作エリア内のガントリーCHEsは、互いに定期的に通信せず、必要とされるときにのみ通信する。通信の衝突を防止するために、つまり、メッセージが同じ周波数上で同時に送信されることを防止するために、いわゆるトークンが導入され、CHEはそのCHEがトークンを有する場合にのみ要求を送信することができる。トークンを取り出すために、CHEは、
SRT#<CHEID>
のような単純なメッセージをブロードキャストすることによってトークンを要求する。現在トークンを持っているCHEは、たとえば、
ART#<CHEID><Status>
のように要求に肯定応答することによってトークンを解放することができ、ステータスは、トークンを解放することまたは解放しないことを示す。同じ肯定応答が、エリア内のその他のCHEsに送信され得る。トークン解放メッセージは、トークンを要求するCHEによる後続の要求メッセージのためにその他のCHEsを準備するためにそれらのCHEsによって使用される可能性もあり、したがって、効率的な通信をサポートすることができる。トークンの要求がブロードキャストされるが、所定の量の時間内に応答が取り出されない場合、要求が、2、3回繰り返される。失敗が続くと、通信は障害があるとみなされ、マニュアルオペレータが連絡を取られるかまたはレポートが作成される。
【００７４】
・ハンドシェイク
CHEがそのセクションの位置を変える、つまり、動作エリア(またはその動作セクションのうちの1つ)に入るかまたは動作エリア(またはその動作セクションのうちの1つ)を離れる度に、そのCHEは、前記エリア内で働くすべてのその他のCHEsにハンドシェイクメッセージを送信する可能性がある。CHEがエリアもしくはそのセクションに加わっているかまたはセクションを離れている場合、厳密な位置が、その他のCHEsと共有される。そのようなメッセージは、次の論理フォーマットを有する可能性がある。
SHS#<BlockID>#<CHEID>#<Status>#<Position>
その他のCHEsは、
AHS#<BlockID>#<CHEID>#<Position>
のような肯定応答メッセージを送信することによって受信を確認する。上の応答において、受信の肯定応答をするCHEは、BlockIDおよび自身の位置を変えているCHEの位置を再送信する。再送信は、送信が正常であり、送信中にエラーが起こらなかったという確認として働き得る。
代替的な応答においては、その他のCHEsが、たとえば、
AHS#<BlockID>#<CHEID>#<Position>#<CHEID2>#<Position of CHEID2>
のようにメッセージの受信に肯定応答し、さらにそれらのCHEsのそれぞれの位置を送信する可能性がある。上のメッセージは、ハンドシェイク通信を単純化し、ハンドシェイクのために送信されるメッセージの量を減らし得るが、情報または要求メッセージと純粋な肯定応答メッセージとの混合である。ハンドシェイクを使用することは、指定された動作エリア内のすべてのCHEsが互いを知っていることを保証する。たとえば、電源故障が原因のリセットの場合、エリア内のすべてのCHEsに関してハンドシェイクシーケンスを繰り返すことが好適である。
【００７５】
・移動の通信
図4に示されたように、各下位ブロック内のいくつかのマーカー37が、コンテナスポットと位置を揃えられる。これらのマーカーは、ガントリーCHEによって下位ブロック内のそのガントリーCHEの位置を特定するために使用される。さらに、マーカーは、エリア内で働くすべてのその他のCHEsへの位置更新のためのトリガとして使用される可能性があり、すべてのその他のCHEsが自身の位置を送信するCHEに対する相対的なそれらのその他のCHEsの距離または位置を計算することを可能にする。前のハンドシェイクの筋書きと同様に、その他のCHEsは、メッセージの受信に肯定応答する。たとえば、それらのマーカーにおいてガントリーの位置を更新するためのフォーマットは、次のフォーマット、すなわち、
SGP#<CHEID>#<PositionIndex>
を含む可能性があり、それぞれの肯定応答は、
AGP#<CHEID>#<PositionIndex>
のように見える可能性がある。ガントリーCHEが特定のジョブを実行するガントリーの位置を送信するにも関わらず、移動それ自体をすべてのCHEsに知らせることが好適である可能性がある。CHEが特定の位置を通り抜けるとき、たとえば、特定のマーカーを通り抜けるとき、そのCHEは、次のメッセージ、すなわち、
SCP#<CHEID>#<CHEID>
を用いてその他のCHEsに知らせ得る。
【００７６】
・スペースの通信
効率的な作業の進行および迅速なジョブの実行を可能にするために、CHEsは、さらに、次のジョブのための特定の作業スペースを予約するためにそれらのCHEsの移動の目標について互いに知らせることができる。これは、その他のCHEsが互いを追い越さなければならない状況を避けるためにそれらのその他のCHEsが実際の移動を調整することを可能にし得る。目標の位置を送信することは、ガントリーCHEがその他のCHEsからの干渉なしにコンテナをそのコンテナの移動先に届けることを可能にする。たとえば、図4のマーカー37のうちの1つに対応する目標の位置が、その他のCHEsによって肯定応答される。メッセージは、次の構造、すなわち、
STP#<CHEID>#<Target Position>
ATP#<CHEID>#<Target Position>
を含み得る。目標の予約に加えてまたは目標の予約の代替として、ガントリーCHEsは、別のCHEによって現在占有されている動作エリア内の特定のエリアを開放または共有するように要求する可能性がある。そのような通信は、要求元のCHEがそのCHEのジョブを完了するために別のCHEに交換エリアに移動することを要求する可能性がある下位ブロックの移動先を実行されるジョブが有する場合に有用である。動作エリア内のCHEsの位置が互いに知られるので、そのようなメッセージは、移動先が別のCHEによって占有またはブロックされる場合にのみ送信される可能性がある。結果として、メッセージは、特定のCHE、移動先を現在占有もしくはブロックしているCHEに、または概してエリア内のすべてのCHEsに向けられる可能性がある。そして、各CHEは、そのCHEが要求によって影響を受けるかどうか、および受ける場合はそのCHEが要求されたエリアを解放することができるかどうかを単独で判断しなければならない。そのような要求メッセージのフォーマットは、
SRS#<CHEID>#<Target Position>
のように見える可能性があり、肯定応答メッセージは、次のフォーマット、すなわち、
ARS#<responding CHEID>#<Status>#<current Position>
を有する可能性があり、Statusは、要求されたスペースを占有またブロックしているCHEが現在働いている場合、否定である。そのような場合、要求元のCHEは、所定の量の時間待ち、それからそのCHEの要求を繰り返さなければならない。
【００７７】
・ジョブ共有の通信
ターミナルオペレーティングシステムTOSは、ジョブのリストを作成し、所定の実行順で各CHEに与える。状況に応じて、それらのリストは、動作エリア内のCHEがその他のCHEsが引き続きジョブを実行している間にそのCHEのジョブのリストを終わらせ得るように異なる長さまたは複雑さを含む可能性がある。丁度空きになるCHEは、今や、すべてのジョブが終了されたことの報告をTOSに返し、ジョブの新しいリストを要求することができる。代替として、CHEは、やはり動作エリア内で働くその他のCHEsからそれらのその他のCHEsのそれぞれのリストからのジョブを共有するように要求することができる。ジョブ共有の概念は、新しいジョブのリストが以前のジョブの正常な完了に依存する状況で有用である。すべてのCHEsが動作エリア内で働いているとき、そのような手法は、特にCHEsがワークグループに編成され、そのようなワークグループ内の1つのCHEがそのCHEのリストを完了していないとき、全体的な実行速度を高めることができる。空いているCHEは、ジョブを共有する要求をエリア内のその他のCHEsに送信することができ、PositionIndexは、エリア内のそのCHEの位置である。
SJSJ#<CHEID>#<PositionIndex>
そのような要求を受信すると、利用可能な空いている仕事を有するCHEsは、ジョブを共有するための可用性を判定する。評価は、下でされに説明される様々な基準に依存し、ジョブが利用可能でないという肯定応答メッセージ、
AJS#<CHEID>#<Status>
をもたらし、Statusが「NO job」に等しい。空いているCHEは、所定の量の時間後にそのCHEの要求を繰り返すか、または連続して失敗すると、TOSに報告を返す可能性がある。ジョブが利用可能である場合、それぞれのジョブの情報と一緒に肯定応答が送信される。
AJS#<CHEID>#<Status>#<PositionIndex>#<ContainerID>#<SourcePosition>#<DestinationPosition>
上のメッセージを受信すると、ジョブ共有を要求するCHEは、メッセージ内のジョブをそのCHEのジョブリストに追加し、その中の命令を実行する。そのようなジョブ共有メッセージが取り出されることを保証するために、最初にジョブ共有を要求するCHEによってジョブ共有メッセージの受信に再肯定応答することが好適である。そのときにのみ、ジョブ共有要求メッセージを送信するCHEは、そうでない場合、ジョブが失われ、実行されない可能性があり、後で望ましくない遅延を生じるので、今や共有されたジョブをそのCHE自体のジョブリストから削除する。
最初のメッセージとしてではなく要求に応じてジョブ共有要求メッセージを送信することが、好適である。要求および応答の手法は、ジョブ共有に関連するCHEsの間の通信を減らし、空いていて、ジョブを引き受けることができるCHEsのみがジョブ共有を要求することを保証する。
【００７８】
図8は、提案される原理による2つの通信モジュールを使用して動作エリア内で稼動する2つ以上のCHEsのためのマスターフローチャートのプロセスフローを示す。示されるマスタープロセスは、CHEsがそのジョブを取り出し、ジョブのリストをローカルメモリに記憶した後にジョブの実行を制御するために外部システムとどのようにして働いているかを示す。外部インスタンスへの通信が失敗するかまたはCHEsが(一時的に)オフラインになる場合、それらのCHEsはジョブを実行し続けることが可能である。マスタープロセスは、どのようにしてオフラインからオンラインにジョブを同期し、同じエリア内で働きながらその他のCHEsとジョブを共有すべきかをさらに示す。
【００７９】
マスタープロセスは、いくつかの論理的なスイムレーンへと構築され、レーンL3およびL5のステップおよび評価は、この例においては異なるハードウェアに実装される。レーンL3のステップおよび評価は、レーンL5においてTOSと、またはレーンL2、インテリジェントなセル通信において動作エリア内のその他のCHEsと通信するための第1のおよび第2の通信モジュールを含む通信コントローラによって実行される。この点で、セルという表現は、動作エリア内のCHEを指す。プロセス自体は、ループされ、その他の外部プロセスによって停止またはトリガされる可能性があり、これらのその他の外部プロセスの一部は、本明細書においてはEP1からEP3と名付けられる。
【００８０】
以降で、レーンの様々なステップおよび評価点をより詳細に説明する。一番上のループおよび開始点から始まり、通信コントローラは、D1において所定の量の時間待ち、それから、D2において、それが働いており、ジョブを実行しているかどうかを評価する。そうである場合、ループが新たに始まる。そうでない場合、通信コントローラは、ハンドシェイク手順がエリアのこの特定のセクションまたはエリア自体において行われたかどうかを評価する。評価の結果に応じて、通信コントローラは、近くのすべてのCHEsにそれぞれのメッセージを送信することによって上述のようにセルハンドシェイク手順P1の実行を開始する。同じ手順P1は、CHEがそれぞれの動作エリアに入る(またはそこを離れる)ときに外部プロセスEP1からも開始される。
【００８１】
ハンドシェイク手順が行われた後、またはD3の評価がハンドシェイクが既に行われたことを示す場合、マスタープロセスは、ステップP2およびD4の評価、つまり、通信接続を監視することで継続する。CHEがオンラインであり、外部インスタンスへの接続を有する場合、P3において、ECステータスチェックが、ロジスティクスと表記される機器制御ネットワークロジスティックレーンの外部インスタンスに通信コントローラによって送信される。D4の評価が否定的である場合、プロセスは、D5のタイムアウトの評価の後、ステップP4においてオフラインモードを示すことに続く。オフラインモードは、それら自体のジョブリストに基づいて働くことを継続することかまたはジョブを共有するように要求することかのどちらかを含むオフラインのジョブの処理P5を開始する。
【００８２】
この目的のために、示されたマスタープロセスの通信コントローラは、ステップP6において、エリア内のすべてのその他のCHEsにトークン要求メッセージを送信し始める。インテリジェントなセル通信は、P7において要求を(瞬時にか、ある時間後にか、またはいくつかの繰り返されたトークンの要求の後かのいずれかに)確認し、それによって、ステップP8において通信コントローラがP8において必要とされるスペースをまず特定し、予約し、P9において特定の位置を予約するための対応する要求メッセージを送信することによって予約目標位置をその後更新することを可能にする。要求は、インテリジェントなセル通信のレーン内でステップP10において確認され、肯定応答される。予約されたスペースの確認後、通信コントローラは、実行コントローラへのそれぞれのジョブの情報の送信を開始することができる。この時点までに、CHEの通信機能内で意思決定および評価が行われた。
【００８３】
ジョブは、実行コントローラによって取り出され、そして今度は、実行コントローラが、ステップP13においてジョブの実行を行う。ジョブの実行中、実行コントローラは、ガントリーCHEの様々な機能、たとえば、ガントリー、ホイスト、およびトロリの移動を制御し、監視するだけでなく、それぞれの適切な情報が通信コントローラによって動作エリア内のその他のCHEsに送信されることを保証する。いくつかの外部プロセスEP3が、ジョブの実行をサポートしている。その他のCHEsとの通信がジョブの実行中に維持または確立され得ない場合、通信コントローラは、実行コントローラにそのような事象について知らせ、実行コントローラは、事象が解決されるまで実行を中断する。実行コントローラは、最後に、D6において、ジョブが成功裏に完了されたかどうかを評価する。そうでない場合、実行コントローラは、失敗のレポートを通信コントローラにおよびその後ロジスティクスレーンのインスタンスに報告する(R1)。成功裏に完了した場合、それぞれの肯定的なステータス信号が、それぞれステップP14およびP15において通信コントローラに送信され、通信コントローラによって取り出される。それから、ジョブの官僚が、通信コントローラによってレポートR2としてロジスティクスレーンに転送され、マスタープロセスは、ステップP16においてジョブリストに戻った後、終了する。
【００８４】
ここで再びステップD4およびP3を参照する。機器制御ステータスチェックを送信した後、ロジスティクスレーン内のより上のインスタンスは、ECステータスに応答し、さらにデータを送信する(P17)。
【００８５】
メッセージは、通信コントローラによって取り出され、応答IDが一致しているかどうかが、ステップD7において評価される。評価が一致しないことを示す否定的なステータスを返す場合、通信コントローラは、誤ったデータを示すエラーレポートを送り、ループ全体が繰り返される。responseIDが一致している場合、D8において、メッセージのサイズが評価される。メッセージのサイズが特定のバッファサイズを超えていない場合、メッセージがジョブリストを含むと想定され、そのとき、ジョブリストは、ステップP18において内部の不揮発性メモリに記憶される。ステップP19において、記憶されたデータが同期され、処理されるジョブがフェッチされる。ジョブをフェッチした後、マスタープロセスは、上述のようにステップP6で継続する。
【００８６】
メッセージのサイズがバッファを超える場合、再びD8を参照する。そのとき、プロセスは、応答機器制御状態を処理することで継続し、D9において、通信コントローラによってD7において取り出された応答がジョブリストであるかどうかを評価する。応答がジョブリストではない場合、プロセスは、次の段階に進んだ後、終了する。そうでない場合、プロセスは、TOSによって与えられたリスト内のジョブが現時点で実行可能であるかどうかを判定するためのD10におけるその後の評価によって継続する。そうである場合、ステップP18において、ジョブが不揮発性メモリに記憶される。ジョブリストは、将来実行される必要があるが、まだ利用可能ではないジョブも含む可能性がある。そのとき、評価は、否定的になる。
【００８７】
D10における評価が否定的である場合、CHEは、空いていると考えられ、通信コントローラは、ジョブ共有要求を開始することができる。この目的のために、マスタープロセスは、通信モジュールが同じエリア内で稼動するすべてのその他のCHEsにジョブ共有要求を送信するステップP21で継続する。既に検討されたように、そのようなジョブ共有メッセージの前にはトークン要求ブロードキャストが先立つ可能性がある。その他のCHEsは、ジョブ共有メッセージを受信し、ジョブを共有する可能性を評価する。そのような評価は、共有される潜在的なジョブ(たとえば、それらのその他のCHEのそれぞれのジョブリスト内の次の利用可能なジョブ)を特定することを含むだけでなく、利用可能な最良のジョブを計算する。
【００８８】
その他のCHEsのうちの1つによってなされるそのような計算は、そのその他のCHE自体の作業セクションの外およびジョブ共有を要求するCHEの近くにいずれかのジョブがあるかどうかを判定するためにそのその他のCHEのそれぞれのジョブリスト内の次に来るジョブを考慮に入れる。利用可能なジョブがある場合、その現在の位置と共有されるジョブ内に示された位置との間の距離が、ジョブが共有されるときにぶつかる見込みを判定するために計算される。この点で、その現在の距離から開始位置または移動先の位置までの距離を計算し得る。計算が潜在的な競合を避けるために両方の位置を評価することが、好適である。上の計算は、それぞれの利用可能なジョブに関して行わされる可能性があり、そして、最も小さな影響を有するジョブが、選択される。代替的に、ジョブは、距離またはそれを示す値が特定の閾値に達する場合にのみ選択される。たとえば、ジョブ共有を要求するCHEから特定の距離以上に離れていない移動元を有するジョブのみが選択され、そのとき、最も好適なジョブを特定するためにそれらのジョブに関して距離が計算される。これらの計算は、それぞれのジョブを実行するときに位置の競合を生じないジョブのみが共有される(または申し出られる)ことを保証する。さらに、ジョブを要求するCHEの近傍に近いジョブのみが、CHEsが同じエリア内で稼動するさらに別のCHEと競合するリスクを減らす共有のために選択される。
【００８９】
ステップP22において評価が完了されると、その他のCHEが、ステップP23において応答し、利用可能なジョブがないことを示すか、またはそれぞれのジョブの情報を送信するかのどちらかである。メッセージが、肯定応答され、評価される。ステップP23においていずれかのCHEによって確認されたジョブが存在しない場合、通信コントローラは、デッドロックを防止し、別のCHEの行く手を塞ぐかまたは場所を占有することを避けるためにP24において基本位置または初期作業エリアへのCHEの移動を開始する。基本位置という表現は、動作エリア内の特定の場所、すなわち、トランスファーポイントなどに対応する可能性がある。代替的に、基本位置は、CHEによって実行された最後のジョブの位置に対応する可能性がある。そして、CHEは、そのような位置に移動し、経路が通れるようになるまで待つ。作業範囲が外部インスタンスのみ入手可能である可能性があるので未知である場合、基本地点に戻ることが必要とされる。ジョブが送信された場合、ジョブは、ステップP25において抽出され、通信コントローラは、ステップP6以降で説明されたようにトークンを要求することによって継続する。
【００９０】
図9は、図8に示されたマスタープロセスのステップP5およびオフラインジョブのプロセスに関連するいくつかのさらなる態様を示す。図8に関連して検討されたように、通信コントローラは、外部インスタンス、特にTOSまたは実行されるジョブの少なくとも1つのリストを提供する任意のその他のインスタンスの可用性を判定する。そのような評価は、ここでは参照符号D91によって略される。ガントリーCHEがオンラインであり、通信が確立され得る場合、プロセスは、図8に関連して説明されたように継続する。通信が利用可能でない場合、通信コントローラは、ガントリーCHEがオフラインであると想定し、そして、利用可能なジョブがあるかどうかをチェックするD92の評価によって継続する。そうでない場合、プロセスは、再び終了し、マスタープロセス内で継続して、つまり、ジョブ共有を要求するかまたはガントリーCHEを安全な位置に戻すかのどちらかである。利用可能なその内部ジョブリスト内にジョブがまだ存在する場合、プロセスは、ジョブリストからジョブをフェッチするステップP91で継続する。この部分は、P19、EP2、P6において行われるタスクに対応し、ジョブがジョブリストからフェッチされ、その他のCHEsが移動先および/または移動元の位置の予約について知らされる。実行が、マスタープロセスのステップP13に従って行われる。通信コントローラは、移動元と移動先との両方のためのガントリー、トロリ、およびホイストの位置について実行コントローラに知らせる。実行コントローラは、現在位置を監視し、それぞれのジョブを実行する責任を負う。既に検討されたように、動作エリア内のその他のCHEsとの通信が、経路がブロックされておらず、衝突が防止されることを保証する。(成功または不成功の)ジョブの完了の後、それぞれのメッセージが、それぞれ、ステップP93およびP94において実行コントローラから転送され、通信コントローラによって受信される。TOSとの通信またはTOSまたはロジスティクスレーンのその他の機能が確立されず、CHEがオフラインで動作しているとき、通信コントローラは、不揮発性メモリに完了されたジョブについての情報を記憶し、実行されるジョブのリストからジョブを削除する。通信が再確立されると、通信コントローラは、完了されたジョブのリストをTOSまたは任意のその他のインスタンスに転送し、したがって、外部インスタンスを最新に保つことができる。ジョブの実行は、ジョブリスト内のすべてのジョブの完了まで継続する。
【００９１】
上の手法は、たとえば施設のアーキテクチャのより高いレベルのTOSまたはその他のシステムとの通信が一時的にしか利用可能でないときでも、エリア内のCHEsが動作を継続することを可能にする。結果として、ロジスティクスの動作に対する耐障害性が、著しく高められる。
【００９２】
この点で、図10は、同期し、ジョブをフェッチすることに関連する別のプロセスを示す。同期し、ジョブをフェッチすることは、通信が再確立されるときに、図8のステップP19においてマスタープロセスに従って開始される。結果として、終了したジョブについての情報が、CHEの通信コントローラとTOSまたはロジスティクスレーン内のその他の外部インスタンスとの間で交換される。第1の評価ステップD100において、通信コントローラは、まだ報告されていないいずれかの完了したジョブがとにかく存在するかどうかを評価する。そうである場合にのみ、通信が確立されているかどうか、つまり、CHEがオンラインであるかどうかが判定される。次のステップP101において、完了したと印を付けられた第1のジョブが読まれ、D102において、TOSのジョブリストによって与えられる対応するジョブとの一致があるかどうかが評価される。
【００９３】
完了したジョブがTOSによるオンラインジョブリスト内に一致するジョブを持たないとき、エラー報告が作成される。そうでない場合、通信コントローラは、ジョブ確認メッセージをロジスティクスレイヤのTOSに送信する。上記の例においては1つの完了したジョブだけが読まれるが、実際は、同期は、完了したと印を付けられたすべてのジョブがTOSに送信されるまでループ内で繰り返される可能性がある。そのとき、完了したジョブのリストは、空であるべきである。
【００９４】
図12は、ガントリークレーンの異なる構成要素の相互接続による論理図を示す。クレーンの機能構成要素は、クレーンの異なる機械的な部分を制御し、駆動するように構成されPLC論理である3つの主要な部分に分割され得る。PLC論理PLC1は、クレーンの門形の部分を制御し、PLC論理PLC2は、トロリおよびホイストを制御する役割を負い、最後に、この例のPLC3は、ツイストロックシステムを制御および監視し、コンテナを掴む。PLCコントローラ、センサーなどが、本提案による中心要素のうちの1つと考えられ得る実行コントローラに接続される。実行コントローラは、異なるPLCユニットからのおよび異なるPLCユニットへのすべての信号を処理する。実行コントローラは、ガントリークレーンの移動を制御する。この目的のために、実行コントローラは、動作エリア内のそのガントリークレーンの位置を特定し、そのガントリークレーンの目標までの距離および方向を計算するために複数のセンサーに接続される。実行コントローラは、通信コントローラからの高レベルの命令を受信するために第1のインターフェースを介して前記コントローラに接続される。インターフェースは、この例示的な実施形態においては、標準的なシリアルインターフェースとして実装され、実行コントローラと通信コントローラとの間の接続を簡単にする。この点で、通信コントローラから実行コントローラへの命令が標準化され得るとき、既存のインターフェースが再利用される可能性がある。
【００９５】
通信コントローラは、すべてのより上のインスタンスおよび外部インスタンスとの通信ならびにジョブリストの編成および制御の責任を負う。通信コントローラは、実行されるジョブの1つのリスト/複数のリストおよび完了したジョブの1つのリスト/複数のリストが記憶される図示されていない不揮発性メモリを含む。通信コントローラは、通信リンクおよび品質を評価することができる。コントローラは、第1のインターフェースを介してより上のインスタンス、たとえば、ターミナルオペレーティングシステムと通信するように構成される。そのような通信は、所定のプロトコル、たとえば、WLANのようなワイヤレスプロトコルを使用する。TOSとそれぞれのクレーンの通信コントローラとの間の通信を確立するために通常の電気通信プロトコルまたは電気通信ネットワークを使用することが可能である。TOSへの通信は、作業エリア内のロジスティクスの動作、つまり、特に実行される必要があるジョブの命令およびそれらのそれぞれの順序に関連する。それぞれの情報が実行コントローラから取り出されるとき、成功した実行されたジョブの報告が返される。
【００９６】
通信コントローラは、マシン-ヒューマンインターフェース、たとえば、モニタスクリーンおよびオペレータ端末などであるHMIへの第2のインターフェースも含む。通信コントローラは、クレーンのオペレータに第2のインターフェースを介して異なるおよび/または選択可能な情報を提供する。この情報は、たとえば、ジョブの説明、ならびにクレーン、ガントリー、ホイスト、トロリ、およびツイストロックのステータスを含む。加えて、HMIは、オペレータの入力を受け入れ、その入力を通信コントローラに転送するように構成される。
【００９７】
通信コントローラは、同じ動作エリア内のその他のガントリークレーンまたはコンテナ取り扱い機器と通信するための無線リンクインターフェースにさらに接続される。このインターフェースを介した通信は、TOSとの通信とは異なる。たとえば、異なる通信プロトコルおよび/またはハードウェアが、同じ動作エリア内のその他のクレーンとの通信のために使用される。コンテナ取り扱い機器は、それらの間の通信が余りにも頻繁にまたは余りにも長い時間失敗する場合、衝突および機器に対する損害を避けるために動作をやめる。したがって、無線リンクインターバルによる通信が、その他のコンテナ取り扱い機器との通信が堅牢であることを保証するために、すべての種類の機器または環境によって引き起こされる干渉を特に受けやすいように選択される。
【００９８】
示された図中の通信コントローラは、TOSおよび動作エリア内のその他の取り扱い機器との通信するために2つの異なるワイヤレス通信リンクを使用するハードウェアに実装されることが好ましい。本明細書に示されていないが、通信コントローラは、それぞれのインターフェースに接続される2つ以上の異なる別々の通信モジュールを含み得る。HMIとのインターフェースは、オペレータ端末およびスクリーンがクレーンに設置される可能性があるとき、有線である。HMIは、クレーンの外に設置される可能性もあり、オペレータがエリアの近くの異なる場所からクレーンの移動を制御することを可能にする。中央演算処理装置、ASIC、またはその他の専用のハードウェアが、異なるモジュールおよび構造、ならびにインターフェースと実行コントローラとの間の通信を制御する。
【００９９】
動作の異なるモードが、以降でより詳細に説明される。クレーンの手動の動作において、オペレータは、それぞれの入力、たとえば、スイッチ、ジョイスティックなどによってクレーンの移動を制御する。通信コントローラは、エリア内のクレーンおよびその他のコンテナ取り扱い機器の位置だけでなく実行されるジョブの情報もHMIを介してオペレータに提供する。情報は、オペレータがジョブをどのようにして実行すべきかをオペレータが判断することを可能にする。オペレータによる任意の入力が、HMIを介して通信コントローラに送信される。通信コントローラは、入力を実行コントローラに転送し、そして今度は、実行コントローラが、PLCユニットおよびクレーンの移動を制御する。実行コントローラは、ジョブを実行するためにクレーンの必要な移動ステップを計算し、それをベンチマークとして定義する。オペレータによるジョブの手動実行中に、実行コントローラは、定義されたベンチマークと比較してすべてのオペレータの動きを記録する。そのような機能は、オペレータの訓練または機械学習プロセスのために使用され得る貴重な情報を提供する。ジョブの成功した実行は、通信コントローラによって自動的にかまたはやはりオペレータによってトリガされるかのどちらかでTOSに送信される。
【０１００】
半自動的な動作モードにおいて、通信コントローラは、TOSによって与えられたジョブを処理し、マニュアルオペレータを実行プロセスに案内する。この目的のために、通信コントローラは、作業エリアの特定の状況を考慮に入れるオペレータに実行されるジョブを分けられたステップで提示する。これらの分けられたステップは、たとえば、クレーンのガントリーを特定の場所に「移動させ」、それから、トロリなどを移動させるためのオペレータへの命令または案内を含む。命令の順序は、同じ動作エリア内で働くその他のクレーンの位置、それぞれのエリアのコンテナの状況などに応じて変わり得る。引き続き、その命令の順序はオペレータに提示され、その後、通信コントローラによって与えられた決められた順序でタスクを実行するためにオペレータを案内する。オペレータがクレーンの個々の部分の移動をすべて制御するマニュアルモードと比較して、アクセスまたは移動オプションが、この半自律モードにおいてはより制限されて扱われ、通信コントローラによって制御される可能性がある。
【０１０１】
実行コントローラがエリア内のクレーンの場所および位置についてのフィードバックを通信コントローラに返すので、通信コントローラは、場所を知っており、それに応じてオペレータに提示される案内を調整することができる。
【０１０２】
エリア内のその他の取り扱い機器との通信は、衝突または潜在的に危険な状況を避ける。
【０１０３】
自律モードにおいて、通信コントローラは、マニュアルオペレータからの干渉なしにジョブの実行を完全に制御する。そのような場合、HMIは、取り除かれるかまたは単に制御情報のために再利用される可能性がある。クレーンの移動に関する入力は、必要とされない。安全およびセキュリティ上の理由で、HMIは、緊急停止を引き続き受け入れることができ、クレーンの移動を即座に止める。実行されるジョブは、通信コントローラによって処理され、移動元および移動先が、抽出される。すべての必要とされる移動が、通信コントローラによって評価され、最も効率的な経路を特定するためにその他のコンテナ取り扱い機器の場所についての情報と連携させられる。通信コントローラは、既に検討されたように、動作エリア内のその他のクレーンおよびコンテナ取り扱い機器からの許可を求め、エリア内の必要なスペースを予約する。経路が空けられ、ジョブの少なくとも一部が実行され得るとき、通信コントローラは、必要な高レベルの情報を実行コントローラに自律的に送信する。送信される情報は、特定の命令、クレーンのどの部分が動かされるかを含まず、むしろ、クレーンをエリア内の特定の場所に移動させるための命令などの高レベルの情報を含む。実行コントローラは、これらの高レベルの命令をクレーンの個々の部分への特定のPLCコマンドに変換する。移動中、センサー情報が、実行コントローラに中継して返される。そのようなセンサー情報は、速度または現在の場所などを含む。実行コントローラは、通信コントローラがその他のコンテナ取り扱い機器に対する位置を更新することを可能にするために通信コントローラに処理された位置および/または速度情報をフィードバックする。高レベルの命令が正常に実行されるとき、実行コントローラは報告を返す。
【０１０４】
上記の例において、通信コントローラは、位置命令を実行コントローラに与え、その実行をコントローラに任せる。実行コントローラは、現在位置を知っており、それに応じて、命令された位置までの距離を計算する。加速、移動、および減速が、通信コントローラからの干渉なしに実行コントローラによって実行される。代替的なバージョンにおいて、通信コントローラは、クレーンの現在位置と目標の位置との間の計算を実行し、特定の方向に時間の特定の期間の間移動するような特定のタスクを実行するように実行コントローラに命令する。それは、自律モードの通信コントローラが手動動作モードにおいてHMIによって生成される命令信号と同じフォーマットで実行コントローラに命令する場合、好適である可能性がある。
【０１０５】
通常の運用されるコンテナ機器において、実行コントローラは、オペレータからの対応する移動命令を取り出すためにインターフェースによってHMIに直接接続される可能性がある。ここで、機能の面での実行コントローラと通信コントローラとの間の分離は、動作の面でより大きな柔軟性をもたらす。同じ種類の信号を生成する通信コントローラを実装することは、動作の3つのモードすべてのために既存のコンテナ取り扱い機器を再利用することを可能にし、結果として、手動で運用されるコンテナ機器から自律的に運用される機器へのゆっくりとした移行を可能にする。通信コントローラが同じ動作エリア内のその他のCHEと連絡を取り合っているときは、手動のクレーン、半自律的なクレーン、および完全に自律的なクレーンの混成が可能である。
【０１０６】
動作の3つのモードすべてにおいて、通信コントローラは、上述のように、同じ作業エリア内の別のCHEからのジョブ共有を要求するように構成される。マニュアルオペレータまたは実行コントローラの観点から見ると、動作のモードに関係なく、TOSからのジョブまたは別のクレーンからのジョブの間に違いは生じない。
【０１０７】
図11は、通信コントローラと実行コントローラとの間で分けられる役割ならびにそれぞれのコントローラにおける信号および情報の処理を示すために別の信号フロー図を示す。いくつかの個々の信号フローは、図8のマスタープロセスの図のプロセスステップP20に対応する。CHEの現在のステータスが、通信コントローラとTOSとの間でまず調べられる。それから、通信コントローラは、TOSかまたは同じ動作エリア内のその他の取り扱い機器かのどちらかと通信し続ける。これは、その他の取り扱い機器が既に作動している動作エリアに取り扱い機器が新たに入るときのハンドシェイク手順も含む。この点で、通信コントローラは、さらに、新しいジョブを引き受けるためにハンドシェイク手順の後にその取り扱い機器の可用性についてTOSに知らせる(「利用可能メッセージを送信する」)。ロジスティクスの動作または組織的なタスクに関連するすべてのこれらの通信は、通信コントローラによって処理される。ジョブのリストがTOSからまたは動作エリア内のその他のCHEsのうちの1つから取り出された後、共有されたジョブとして。通信コントローラは、ジョブをその通信コントローラの不揮発性メモリに記憶した後、ジョブをディスパッチし、作業命令を生成し、実行コントローラに送信する。作業命令が完了されるとき、実行コントローラは、新しい命令を受信するために報告を返す。ジョブ全体が完了されるとき、通信コントローラに確認がフィードバックされる。通信コントローラは、この情報をTOSに返し、それから次のジョブを実行するためにジョブリストに戻る。
【０１０８】
実施形態および変更形態のさらなる例が、以下の項目に示される。
1.  複数の行および列に配列された複数のコンテナスポットを含むエリア内で稼動するように構成されたコンテナ取り扱い機器(CHE)のための通信アレンジメントであって、
-  前記エリア内の前記CHEによって実行される複数のジョブをターミナルオペレーティングシステムから取り出すように構成された第1の通信モジュールであって、前記ジョブが、コンテナを移動させるための命令を含み、複数のコンテナスポットのうちのコンテナスポットを特定する、第1の通信モジュールと、
-  少なくとも、前記エリア内で稼動する第2のCHEと通信するように構成された第2の通信モジュールであって、前記少なくとも1つの第2のCHEとの前記通信が、第1の通信モジュールからの受信および/または手動のトリガから独立しており、少なくとも1つの第2のCHEにジョブ共有メッセージを送信するように構成され、前記ジョブ共有メッセージが、少なくとも1つの第2のCHEによって実行されるジョブを示し、前記ジョブが、複数のジョブのうちのジョブである、第2の通信モジュールと
を含む通信アレンジメント。
2.  第1の通信モジュールが、第1の通信プロトコルによってターミナルオペレーティングシステムと通信するように構成され、第2の通信モジュールが、第1の通信プロトコルとは異なる第2の通信プロトコルによって少なくとも1つの第2のCHEと通信するように構成される、項目1に記載の通信アレンジメント。
3.  第2の通信モジュールが、エリア内の前記CHEの位置を示すメッセージを前記少なくとも1つの第2のCHEに送信するように構成される、項目1または2に記載の通信アレンジメント。
4.  第2の通信モジュールが、
-  少なくとも1つの第2のCHEに、メッセージ内で指定された特定のタスクを実行するための、または前記CHEによって与えられた特定の情報に肯定応答するための前記少なくとも1つの第2のCHEへの要求を示す前記メッセージを送信することと、
-  前記少なくとも1つの第2のCHEからのメッセージの受信の肯定応答を少なくとも1つの第2のCHEに送信することと
のうちの少なくとも一方を行うように構成される、項目1から3のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
5.  第2の通信モジュールが、位置を示すメッセージを前記少なくとも1つの第2のCHEに送信する前に、後続の通信に関して少なくとも1つの第2のCHEへの要求をブロードキャストするように構成される、項目1から4のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
6.  第2の通信モジュールが、複数のジョブのうちの次のジョブを実行するときに占有されるエリアまたはエリアのセクション内の少なくとも1つの位置の評価に基づいて前記要求をブロードキャストするように構成される、項目4に記載の通信アレンジメント。
7.  位置が、
-  前記CHEがエリアに入ろうとしているかまたは入った位置、
-  前記CHEが行を通過している間の前記CHEの現在位置、
-  前記CHEが現在働いている定められたエリア内の位置、および
-  時間の特定の期間の間占有されない位置
のうちの1つを含む、項目1から6のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
8.  第2の通信モジュールが、少なくとも1つの第2のCHEから取り出されたジョブを共有することを要求するメッセージに応答して前記ジョブ共有メッセージを送信するように構成される、項目1から7のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
9.  第2の通信モジュールが、前記CHEおよび少なくとも1つの第2のCHEのうちの1つによって使用されるコンテナスポットを通り抜けるかまたはそのコンテナスポットを占有する確率を下げる選択基準に基づいて前記ジョブを選択するように構成される、項目1から8のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
10.  第2の通信モジュールが、少なくとも1つのその他のCHEの位置に基づいて前記ジョブを選択するように構成される、項目1から9のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
11.  第2の通信モジュールが、前記少なくとも1つの第2のCHEとの通信の失敗に応じて所定の位置への前記CHEの移動を開始するように構成される、項目1から10のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
12.  第2の通信モジュールが、ジョブ共有メッセージの成功した受信の肯定応答およびジョブ共有メッセージの成功した完了の肯定応答のうちの少なくとも一方を送信するように構成される、項目1から11のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
13.  第1の通信モジュールが、ジョブ共有メッセージに含まれるジョブの成功した実行を示すメッセージをターミナルオペレーティングシステムに送信するように構成される、項目1から12のいずれか1つに記載の通信アレンジメント。
14.  -  それぞれが項目1から13のいずれか1つに記載の通信アレンジメントを含み、定められたエリア内で稼動するように構成された少なくとも2つのコンテナ取り扱い機器(CHEs)と、
-  少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEに第1の複数のジョブを送信し、少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEに第2の複数のジョブを送信するように構成されたターミナルオペレーティングシステムと
を含む通信システム。
15.  複数の行および列に配列された複数のコンテナスポットを含む定められたエリア内で稼動する少なくとも2つのコンテナ取り扱い機器(CHEs)の間で通信する方法であって、
-  ターミナルオペレーティングシステムからメッセージを受信するステップであって、前記メッセージが、前記エリア内の少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEによって実行される複数のジョブを含み、前記複数のジョブが、コンテナを移動させるための命令を含み、複数のコンテナスポットのうちのコンテナスポットを特定する、ステップと、
-  定められたエリア内の少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEから複数のジョブのうちのジョブを共有するための要求メッセージを受信するステップと、
-  ジョブを共有するための要求メッセージに応答して前記第2のCHEにメッセージを送信するステップと
を含む方法。
16.  -  エリア内の第1のCHEの位置を含むメッセージを少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEに送信するステップであって、前記メッセージが、ターミナルオペレーティングシステムからの取り出されたメッセージおよび/または手動のトリガから独立して送信される、ステップと、
-  送信されたメッセージに応答して少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEからの肯定応答を受信するステップと
をさらに含む、項目15に記載の方法。
17.  ターミナルオペレーティングシステムからのメッセージが、第1の通信プロトコルを使用して取り出され、第1のCHEと第2のCHEとの間のメッセージおよび肯定応答が、第1の通信プロトコルとは異なる第2の通信プロトコルによって利用される、項目15または16に記載の方法。
18.  -  少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEから少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEへの、特定のタスクを実行するための要求メッセージを送信するステップと、
-  前記要求メッセージの肯定応答を少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEに送信するステップと
のうちの少なくとも一方をさらに含む、項目15から17のいずれか1つに記載の方法。
19.  -  位置を示すメッセージまたはジョブを共有するための要求メッセージに応答するメッセージを送信する前に、少なくとも2つのCHEsのうちの少なくとも第2のCHEに後続の送信の要求をブロードキャストするステップ
を含む、項目15から18のいずれか1つに記載の方法。
20.  要求が、複数のジョブのうちの次のジョブを実行するときに占有される前記エリア内の少なくとも1つの位置についての評価に応じてブロードキャストされる、項目19に記載の方法。
21.  位置が、
-  少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEが定められたエリアに入ろうとしているかまたは入った位置、
-  前記第1のCHEが行を通過している間の少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEの現在位置、
-  少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEが現在働いている位置、および
-  時間の特定の期間の間占有されない位置
のうちの1つを含む、項目15から20のいずれか1つに記載の方法。
22.  ジョブを共有するための要求メッセージに応答してメッセージを送信するステップが、
-  ジョブ共有メッセージを送信するステップであって、前記ジョブ共有メッセージが、前記第2のCHEによって実行されるジョブを含み、前記ジョブが、少なくとも2つのCHEsのうちの第1のCHEによって実行される複数のジョブのうちのジョブである、ステップを含む、項目15から21のいずれか1つに記載の方法。
23.  ジョブ共有メッセージが、少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEから取り出されたジョブ共有要求メッセージに応答して送信される、項目15から22のいずれか1つに記載の方法。
24.  -  前記CHEおよび少なくとも1つのその他のCHEのうちの1つによって使用されるコンテナスポットを通り抜けるかまたは占有する確率を下げる前記ジョブを複数のジョブから選択するステップをさらに含む、項目15から23のいずれか1つに記載の方法。
25.  -  少なくとも2つのCHEsのうちの第2のCHEの位置に基づいて複数のジョブから前記ジョブを選択するステップを含む、項目22に記載の方法。
26.  -  第1のCHEにジョブ共有メッセージの受信の肯定応答をするステップと、
-  第1のCHEにジョブ共有メッセージ内のジョブの成功した完了の肯定応答をするステップと、
-  ジョブ共有メッセージ内のジョブの成功した実行を示すメッセージをターミナルオペレーティングシステムに送信するステップと
のうちの少なくとも1つをさらに含む、項目15から25のいずれか1つに記載の方法。
【０１０９】
図面および本明細書において、例示的な実施形態が開示された。しかし、多くの変更および修正が、これらの実施形態に対してなされ得る。したがって、特定の用語が使用されるが、それらの用語は包括的で説明的な意味でのみ使用されており、限定を目的とせず、実施形態の範囲は、添付の請求項によって定義される。
【符号の説明】
【０１１０】
1A  岸壁荷役クレーン
2  トロリ式クレーンアーム
3  一時保管および解除エリア、動作エリア
8  トロリ
9  ホイスト
11  スプレッダー
12  ツイストロック
13  モーター
14  ピンコンタクタ
20  支持脚
31，32，33，34  セクション
35  安全空間
37  マーカー
50  コンテナ
60  ボギー台車、モーター
81  車輪
100  コンテナ船
100A，100B，100C  ガントリークレーン
110  岸壁
311，312，321，331，341  特別な場所
313  予め定義された場所
A1，A2，A3，A4  動作セクション
【図１】
2019522605.tif 000003
【図２】
2019522605.tif 000004
【図３】
2019522605.tif 000005
【図３Ａ】
2019522605.tif 000006
【図４】
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【図５】
2019522605.tif 000008
【図６】
2019522605.tif 000009
【図７】
2019522605.tif 000010
【図８】
2019522605.tif 000011
【図９】
2019522605.tif 000012
【図１０】
2019522605.tif 000013
【図１１】
2019522605.tif 000014
【図１２】
2019522605.tif 000015
【国際調査報告】
2019522605.tif 000016
2019522605.tif 000017
2019522605.tif 000018