[發(fā)明專利]一種進出大型海港復(fù)雜航道的全局交通組織優(yōu)化方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810348923.4 | 申請日： | 2018-04-18 |
| 公開（公告）號： | CN108346319B | 公開（公告）日： | 2021-01-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張新宇;李瑞杰;李俊杰;李高才;王程博;林俊;陳向;許長彬;曲小同;王志強;張加偉;鄧志鵬 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連海事大學(xué) |
| 主分類號： | G08G3/00 | 分類號： | G08G3/00;G06Q10/04 |
| 代理公司： | 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212 | 代理人： | 李馨 |
| 地址： | 116026 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 進出 大型 海港 復(fù)雜 航道 全局 交通 組織 優(yōu)化 方法 | ||
1.一種進出大型海港復(fù)雜航道的全局交通組織優(yōu)化方法，其特征在于包括如下步驟：
S100、復(fù)雜航道通航模式制定：包括制定復(fù)雜航道航路指派及航路內(nèi)部交通模式轉(zhuǎn)換；所述航道利用率最優(yōu)解通過航道占用時間最短表示，所述航道占用時間表示最后一艘船舶調(diào)度完成時刻減去第一艘被調(diào)度的船舶開始調(diào)度時刻的差值；
S200、建立全局交通組織優(yōu)化模型：以航道利用率最優(yōu)解及船方等待時間最少為全局目標(biāo)函數(shù)，建立進出大型海港復(fù)雜航道全局交通組織優(yōu)化模型，所述優(yōu)化模型包括復(fù)雜航道入口沖突消解子模型、平行航道交通流交叉轉(zhuǎn)換子模型、多航道匯聚交通流疏散子模型；所述平行航道交通流交叉轉(zhuǎn)換子模型包括：針對平行航道間的船舶交通流在平行航道出口處會相互形成交通流匯流或交叉情形進行判別，并建立沖突消解約束；所述多航道匯聚交通流疏散子模型包括：不同航道船舶匯流沖突協(xié)調(diào)以及不同航道船舶匯聚的交叉沖突協(xié)調(diào)；所述交通流匯流情形沖突消解公式如下：
為方便表述，取X Y Z分別代表船舶進出方向，航行航道以及目的地，X＝0代表船舶出港，X＝1代表船舶進港；Y＝n，n為平行航道總數(shù)n≥2；共m個目的地，m≥2，Tgap0為兩船航向小角度交叉(小于90°)的船舶安全會遇時間間隔；
不同航道駛來的船舶交叉情形沖突消解公式如下：
其中，E1ij為決策變量，為1時表示兩船在航道出口存在航向交叉情形，為0時，表示兩船在航道出口不存在航向交叉；
多航道匯聚交通流疏散子模型包括：公式如下：
其中Tgap1為兩船航向大角度交叉(大于等于90°)的船舶安全會遇時間間隔；
S300、求解優(yōu)化方案：通過啟發(fā)式算法，求得優(yōu)化后的交通組織方案；
其中，步驟S200中，所述復(fù)雜航道入口沖突消解子模型是根據(jù)步驟S100中的航路指派，將所調(diào)度船舶根據(jù)所航航道異同分為n類；對于所航航道相同的船舶集合Nx,x∈(1,2,3...n)，根據(jù)步驟S100中制定的船舶交通模式結(jié)合船舶航行方式進行交通沖突判定，具體如下：
S210、在同一集合Nx中的船舶，當(dāng)先后調(diào)度的兩艘船舶i與j航向相同時，計算從錨地或泊位到達航道入口的時刻，兩時刻之差Tg1與后船船速的乘積若小于后船最小安全航行距離Dsi，則調(diào)節(jié)后船出發(fā)時刻；
Tg1＝|(Tsi+Di/vi)-(Tsj-Dj/vj)| (3)
Twj＝Dsi/vj-Tg1 (4)
Tsj′＝Tsj+Twj (5)
其中，Tg1為兩船到達航道入口航行時刻差，Tsi,Tsj分別為兩船從起始地出發(fā)的時刻，vi,vj分別為兩船航速，Di,Dj為兩船各自所在地距離航道入口距離；Twj為調(diào)節(jié)后船的最小時間間隔，假定船舶j為后到達航道入口的船舶，當(dāng)Tg1×vj小于船舶j最小安全距離時，執(zhí)行公式(4)；相應(yīng)地，Tsj′為船舶j調(diào)節(jié)后的出發(fā)時刻；
S220、在同一集合Nx中的船舶，找出兩兩航向相反的船舶對；當(dāng)船舶對中的兩船均為雙向交通模式時，則在航道入口不存在交通沖突；若船舶對中的任一船舶交通模式為單向，則需進行交通沖突檢測；
Tg2＝Toi-Tdj (6)
Twj＝Dsi/vj-Tg2 (7)
Tsj′＝Tsj+Twj (8)
其中，公式(6)為船舶對沖突檢測，船舶i,j為一組航向相反的船舶對，船舶i離開航道的時刻Toi與船舶j到達航道的時刻Tdj之間時間間隔為Tg2，將Tg2為負值或小于一定的安全時間標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行公式(7)計算船舶j應(yīng)等待的時間；公式(8)為更新后的船舶開始調(diào)度時刻Tsj′計算過程。
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