[發明專利]一種多目標單向航道碼頭連續型泊位分配調度方法

在審

• 申請號: 202010582430.4
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111898859A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 宣國寶;呂長虹;張小強;張小銳;李順平;王曉輝;楊立光;高峰;王哲;程時穩;劉濤
• 申請（專利權）人: 唐山港集團股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/10;G06Q50/30;G06N3/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂芳

1.一種多目標單向航道碼頭連續型泊位分配調度方法，其特征在于：根據基礎信息，充分考慮所有約束條件，以碼頭有效泊位利用率最大及成本最低為目標，將目標抽象為二維裝箱模型，并設計出混合算法求解目標函數，從而自動安排出錨地船舶進港時間及停靠位置和已完工船舶離港時間的靠離泊方案。

2.根據權利要求1所述的一種多目標單向航道碼頭連續型泊位分配調度方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

S1、輸入基礎信息和約束條件，基礎信息包括船舶信息、碼頭各港池內岸線信息、潮汐信息、日出日落信息、不同岸線到堆場內各庫區成本信息；限定條件包括船舶進出港條件、碼頭內各作業公司要求、潮汐對大型船舶進出港的影響、單向航道使用及實際生產需求；

S2、結合目標函數定義適應度函數；

S3、基于啟發式規則，在滿足所有約束條件下產生初始種群；

S4、通過鄰域變化方法實現種群更新；

S5、對更新后得到的種群先進行合理性驗證，然后通過適應度函數與原種群比較，保留較優的種群；

S6、引入動態內循環次數和動態降溫系數的模擬退火算法進行迭代尋優。

3.根據權利要求2所述的一種多目標單向航道碼頭連續型泊位分配調度方法，其特征在于：步驟S1中，船舶信息包括錨地船舶信息和在泊船舶信息，其中的錨地船舶信息進一步包含船舶名稱、載重、船長、進港吃水、進港是否趕潮水、進港是否夜航、貨類、貨物所屬庫區、停靠錨地、抵達錨地時間、作業時長、辦單公司、特殊要求；在泊船舶信息進一步包含船舶名稱、出港吃水、出港是否趕潮水、出港是否夜航、停靠纜樁號、計劃完工時間、特殊需求；

碼頭各港池內岸線信息包括港池信息和岸線信息，港池信息進一步包含港池名稱、岸線段、優先級別；岸線信息進一步包含岸線名稱、長度、作業貨物類型、水深、噸位、纜樁數目、所屬公司；

潮汐信息表進一步包含時間、潮高；日出日落信息表進一步包含日期、日出時間、日落時間；

不同岸線到堆場內各庫區成本信息(庫區-岸線成本信息)進一步包含庫區名稱、對應岸線段成本。

4.根據權利要求2所述的一種多目標單向航道碼頭連續型泊位分配調度方法，其特征在于：步驟S2具體為：以碼頭有效泊位利用率最大及成本最低為目標，由于多目標函數求解一般難以找到最優解，因此通過設置兩種考慮因素所占權重得到最優解的近似解，將多目標問題轉化成單目標問題進行求解，具體內容包括：

式中，C表示為到達錨地船集合，c_i,i∈(1,2,...,n)，SL表示碼頭內岸線總長，PT表示安排計劃時間(一般為24小時計劃)，c_li表示船舶i長度，c_wi表示船舶i載重噸，wt_i表示船舶i靠泊后作業時長，c_si表示船舶i靠泊停靠岸線，a_i表示船舶i貨物區域，表示船舶i裝卸貨物的單位成本，ω₁和ω₂為正實數，滿足ω₁+ω₂＝1，F₁為計算有效泊位利用率方法，為方便后續計算取泊位利用率相反數，F₂為碼頭成本計算方法，F為目標函數。

5.根據權利要求4所述的一種多目標單向航道碼頭連續型泊位分配調度方法，其特征在于：有效泊位利用率與成本占同等權重，即ω₁＝ω₂＝0.5，所以定義適應度函數為