[發明專利]一種散貨港口生產調度優化方法

在審

• 申請號: 202110976046.7
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113689037A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 張新宇;李俊杰;郭文強;姜玲玲;李潤佛;王婧贇
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q10/08;G06N3/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種散貨港口生產調度優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據散貨港口裝船作業流程和通航規則，建立裝船作業計劃與船舶交通組織協同多目標優化模型；

S2、獲取散貨港口堆場庫存信息、作業設備信息和船舶信息；

S3、采用基于文化基因框架的啟發式多目標算法對裝船作業計劃與船舶交通組織協同多目標優化模型進行求解，得到裝船作業計劃與船舶交通組織的優化方案。

2.根據權利要求1所述的散貨港口生產調度優化方法，其特征在于，所述步驟S1中：

所述散貨港口裝船作業流程是指以最小化裝船作業完成時間為目標，減少裝船作業流程沖突，制定裝船作業計劃，具體包括：

根據在錨地船舶的裝載需求以及泊位靠泊能力分配堆場取料位置和船舶所停靠泊位；

根據堆場取料位置分配取料機進行取料作業；

根據船舶停靠泊位分配裝船機進行裝船作業；

所述通航規則用于保障船舶進出港航行安全，根據港口通航規則，分別為錨地進港船和泊位出港船分配合理的通航模式。

3.根據權利要求1所述的散貨港口生產調度優化方法，其特征在于，所述裝船作業計劃與船舶交通組織協同多目標優化模型包括裝船作業計劃約束模型、船舶交通組織模型、裝船作業計劃與船舶交通組織聯合協調模型。

4.根據權利要求3所述的散貨港口生產調度優化方法，其特征在于，所述裝船作業計劃約束模型具體為：

其中，公式(1)為船貨匹配約束，表示堆場貨種存儲量滿足船舶所需求貨種的裝載量；公式(2)-(4)為泊位靠泊能力限制約束，公式(2)表示靠泊能力約束，確保泊位的靠泊能力要滿足船舶停靠的裝載量；公式(3)和公式(4)表示被安排同一泊位的船舶停靠順序；公式(5)和公式(6)為裝船機作業分配約束，公式(5)表示一個泊位分配一臺裝船機作業；公式(6)表示裝船機換艙移動時間；公式(7)和公式(8)表示取料機作業沖突消解約束，公式(7)表示同一軌道上取料機禁止交叉作業，不同軌道上取料機禁止對同一堆料作業；公式(8)表示取料機換垛移動時間。

5.根據權利要求3所述的散貨港口生產調度優化方法，其特征在于，所述船舶交通組織模型具體為：

其中，公式(9)為船舶通航模式調整約束，表示依據港口通航規則調整船舶通航模式；公式(10)-(16)為船舶同/異向自適應安全時隙約束，公式(10)-公式(11)表示在上航道水域不同通航模式下兩船所需要保持自適應同/異向安全時隙，公式(12)表示在航道禁止會遇水域不同通航模式下兩船所需要保持自適應異向安全時隙，公式(13)-(14)表示在下航道水域不同通航模式下兩船所需要保持自適應同/異向安全時隙，公式(15)-(16)表示計算兩船自適應同/異向安全時隙；公式(17)-(18)表示船舶進出港航行準備約束；公式(19)-(20)為船舶出港乘潮周期約束。

6.根據權利要求3所述的散貨港口生產調度優化方法，其特征在于，所述裝船作業計劃與船舶交通組織聯合協調模型具體為：

其中，公式(21)-(25)為裝船作業計劃與船舶靠泊順序匹配約束，公式(21)表示一臺取料機與一臺裝船機同時服務一艘船舶，公式(22)-(23)表示一臺取料機與一臺裝船機不能同時服務多艘船舶，公式(24)-(25)表示一個泊位、一臺取料機、一臺裝船機同時服務一艘船舶；公式(26)-(28)為船舶靠離泊時間與裝船作業完成時間約束；公式(29)-(30)為下一艘船舶靠泊時間與裝船作業開始時間約束。