[發明專利]區域集裝箱海運物理層-任務層-信息層網絡模型

在審

• 申請號: 202110596960.9
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113205444A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 李軍軍;許波桅;吳華鋒
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G06Q50/30
• 分類號: G06Q50/30;G06K9/62;G06F30/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種區域集裝箱海運物理層?任務層?信息層網絡模型，首先建立港口、航道、航線間的物理關聯，計算集裝箱海運網絡節點的聚類系數，劃分區域海運子網，建立區域集裝箱海運物理層網絡；然后針對不同運營模式下多主體決策偏好，設計考慮交通流、能量流軌跡特征的耦合拓撲結構，建立區域集裝箱海運任務層網絡；最后分析多主體之間的區域差異、規模差異、目標差異，構建多主體交互的決策知識空間，建立區域集裝箱海運信息層網絡。本發明能系統準確地認知集裝箱海運網絡行為及其拓撲結構特征，全局連貫地分析各層級、各區域、各決策維度之間的相互作用和影響，拓展了其實際應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種區域集裝箱海運物理層-任務層-信息層網絡模型。

背景技術

集裝箱海運網絡是非均衡、非線性、開放和動態的復雜巨系統，系統內港口、航線交織成一個復雜網絡，具有多層級、多區域、多主體、多維度、多目標等結構特征。隨著物聯網的廣泛應用和基礎設施控制系統的智能化、網絡化發展，集裝箱海運網絡中“節點”、“邊”的屬性及其相互關系越來越復雜，按照傳統網絡建模與分析方法已難以理清網絡間關聯、系統準確地認知網絡行為特征。

發明內容

本發明提供一種區域集裝箱海運物理層-任務層-信息層網絡模型，能系統準確地認知集裝箱海運網絡行為及其拓撲結構特征，全局連貫地分析各層級、各區域、各決策維度之間的相互作用和影響，拓展了其實際應用范圍。

為了達到上述目的，本發明提供一種區域集裝箱海運物理層-任務層-信息層網絡模型，包含以下步驟：

步驟S1、建立港口、航道、航線間的物理關聯，計算集裝箱海運網絡節點的聚類系數，劃分區域海運子網，建立區域集裝箱海運物理層網絡；

步驟S2、針對不同運營模式下多主體決策偏好，設計考慮交通流、能量流軌跡特征的耦合拓撲結構，建立區域集裝箱海運任務層網絡；

步驟S3、分析多主體之間的區域差異、規模差異、目標差異，構建多主體交互的決策知識空間，建立區域集裝箱海運信息層網絡。

所述的步驟S1包含以下步驟：

步驟S1.1、建立港口、航道、航線間的物理關聯；

泊位、碼頭、港口、城市、區域、國家等構成多級點位；全球TOP20班輪公司定期發布的船期說明了港口之間的連通關系和貨流規模；電子海圖獲得靜態地理信息，AIS提供集裝箱船舶時空軌跡數據。采用多層密度聚類，將船舶時空軌跡數據與港口多級點位匹配，研究基于船舶軌跡時序數據的掛靠港口挖掘，生成港口、航道、航線間的物理關聯；

步驟S1.2、計算集裝箱海運網絡節點的聚類系數；

班輪運輸連接性指數(LSCI)反應了國家/區域在集裝箱海運網絡中連接性的表現情況，在LSCI基礎上運用模糊C均值聚類算法，計算集裝箱海運網絡中各節點的聚類系數，從“重要性”與“可達性”兩個方面挖掘節點間連接性作用機理，研究其空間連接性分布特征；

步驟S1.3、劃分區域海運子網，建立區域集裝箱海運物理層網絡。

結合行政區劃、貨運需求、運輸距離等屬性，研究集裝箱海運網絡區域子網劃分方式，建立區域集裝箱海運物理層網絡模型：N_p＝(V_p,E_p)；

其中，V_p＝V_支線港∪V_干線港∪V_樞紐港是港口節點的集合，V_支線港是支線港的集合，V_干線港是干線港的集合，V_樞紐港是中轉樞紐港的集合。是航線的集合，×表示笛卡爾積。

所述的步驟S2包含以下步驟：

步驟S2.1、針對多主體決策偏好，設計考慮交通流、能量流軌跡特征的耦合拓撲結構；