CN107945577A - 一种基于通行能力受限航道的船舶调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于通行能力受限航道的船舶调度方法，涉及船舶进出港的调度技术领域。该船舶调度方法，借鉴了通信行业“时隙”的概念以实现对航道资源的分割，在分配航道资源的时候，按照关键船舶优先分配资源兼顾公平的原则，综合考虑船舶、航道、潮汐等因素，由系统根据调度方案自动编制船舶调度计划，极大的提高了船舶调度的效率，保证了港口的整体效益。
Description
技术领域
本发明涉及船舶进出港的调度技术领域，尤其涉及一种基于通行能力受限航道的船舶调度方法。
背景技术
航道是港航物流行业的关键资源，对航道资源的分配使用是港航管理单位的重要职能。在我国各个港口，一般是由港口调度中心行使航道调度的职能，每天发布船舶进出港口的船舶调度计划。在沿海繁忙的港口，每天进出航道的船舶达上百个艘次，通航能力受限的航道是制约港口发展的关键资源。
目前，港口调度中心主要是由调度员依靠经验编制船舶进出港调度计划，编制计划的效率低，航道资源的利用率不高，如果调度不当则很容易造成船舶压港。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于通行能力受限航道的船舶调度方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于通行能力受限航道的船舶调度方法，首先，以时间上连续的时隙对航道资源进行分割；然后，按照如下步骤对航道资源进行分配：
S1，从待编制计划的船舶列表中选出权值最高的船舶作为编制调度计划的当前船舶；
S2，在待编制计划的其他船舶中，判断是否存在与当前船舶争抢航道资源的冲突船舶，如果不存在，则为当前船舶分配所需要的航道资源，记录当前船舶使用的航道和时机，将当前船舶从待编制计划的船舶列表中移除，并跳转至步骤S1；如果存在，则执行S3；
S3，根据调度方案，计算当前船舶和冲突船舶由于等待产生的动态权值；
S4，根据得到的动态权值更新当前船舶和冲突船舶的权值；
S5，比较当前船舶和冲突船舶的权值，如果当前船舶的权值大于冲突船舶的权值，则为当前船舶分配所需要的航道资源，记录当前船舶使用的航道和时机，并将当前船舶从待编制计划的船舶列表中移除，跳转至步骤S1；如果当前船舶的权值小于冲突船舶的权值，则为冲突船舶分配所需要的航道资源，记录冲突船舶使用的航道和时机，并将冲突船舶从待编制计划的船舶列表中移除，跳转至步骤S1，直至待编制计划的船舶列表为空。
优选地，S1中，所述权值为静态权值与动态权值之和。
优选地，所述静态权值根据如下因素进行设置：是否需要引航、船舶吃水深度、是否操纵受限、船舶长度、船舶宽度和/或是否趁潮。
优选地，
根据是否需要引航设置的静态权值为：是为5，否为0；
根据船舶吃水深度设置的静态权值为：5米以下为0、5-10米为5、10-13米为15，13米以上为20；
根据是否操纵受限设置的静态权值为：是为20，否为0；
根据船舶长度设置的静态权值为：100米以下为0、100-150米为5、150-250米为15，250米以上为20；
根据船舶宽度设置的静态权值为：20米以下为0，20米以上10；
根据是否趁潮设置的静态权值为：是为20，否为0。
优选地，所述动态权值根据船舶等待时间的长度进行设置，所述船舶等待时间是指某条船舶因为与其他船舶在使用航道资源时发生冲突而在锚地等待的时间。
优选地，S3具体为，当存在于当前船舶争抢航道资源的冲突船舶时，如果先为当前船舶分配航道资源，冲突船舶需要等待的时间为Time1，则依据Time1计算冲突船舶的动态权值；如果先为冲突船舶分配航道资源，当前船舶需要等待的时间为Time2，则依据Time2计算当前船舶的动态权值。
优选地，S4具体为，计算S3中得到的动态权值与S1中的权值之和，得到更新的当前船舶和冲突船舶的权值。
本发明的有益效果是：本发明实施例提供的基于通行能力受限航道的船舶调度方法，借鉴了通信行业“时隙”的概念以实现对航道资源的分割，在分配航道资源的时候，按照关键船舶优先分配资源兼顾公平的原则，综合考虑船舶、航道、潮汐等因素，由系统根据调度方案自动编制船舶调度计划，极大的提高了船舶调度的效率，保证了港口的整体效益。
附图说明
图1是本发明实施例提供的航道资源分配方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于通行能力受限航道的船舶调度方法，首先，以时间上连续的时隙对航道资源进行分割；然后，按照如下步骤对航道资源进行分配：
S1，从待编制计划的船舶列表中选出权值最高的船舶作为编制调度计划的当前船舶；
S2，在待编制计划的其他船舶中，判断是否存在与当前船舶争抢航道资源的冲突船舶，如果不存在，则为当前船舶分配所需要的航道资源，记录当前船舶使用的航道和时机，将当前船舶从待编制计划的船舶列表中移除，并跳转至步骤S1；如果存在，则执行S3；
S3，根据调度方案，计算当前船舶和冲突船舶由于等待产生的动态权值；
S4，根据得到的动态权值更新当前船舶和冲突船舶的权值；
S5，比较当前船舶和冲突船舶的权值，如果当前船舶的权值大于冲突船舶的权值，则为当前船舶分配所需要的航道资源，记录当前船舶使用的航道和时机，并将当前船舶从待编制计划的船舶列表中移除，跳转至步骤S1；如果当前船舶的权值小于冲突船舶的权值，则为冲突船舶分配所需要的航道资源，记录冲突船舶使用的航道和时机，并将冲突船舶从待编制计划的船舶列表中移除，跳转至步骤S1，直至待编制计划的船舶列表为空。
其中，S1中，所述权值为静态权值与动态权值之和。
当动态权值为零时，则权值为静态权值，当动态权值非零时，则权值为静态权值和动态权值之和。
本实施例中，所述静态权值可以根据如下因素进行设置：是否需要引航、船舶吃水深度、是否操纵受限、船舶长度、船舶宽度和/或是否趁潮。
在本实施例中，
根据是否需要引航设置的静态权值为：是为5，否为0；
根据船舶吃水深度设置的静态权值为：5米以下为0、5-10米为5、10-13米为15，13米以上为20；
根据是否操纵受限设置的静态权值为：是为20，否为0；
根据船舶长度设置的静态权值为：100米以下为0、100-150米为5、150-250米为15，250米以上为20；
根据船舶宽度设置的静态权值为：20米以下为0，20米以上10；
根据是否趁潮设置的静态权值为：是为20，否为0。
比如某船需要引航，吃水11米，操纵受限，船长230米，船宽22.5米，不需要趁潮。根据上面的静态权值的设置方案，则该船舶需要引航，静态权值+5；吃水11米，静态权值+15；操纵受限，静态权值+20；船长230米，静态权值+15；船宽22.5米，静态权值+10；不需要趁潮，静态权值+0。所以该船的静态权值合计为65。
本实施例中，所述动态权值根据船舶等待时间的长度进行设置，所述船舶等待时间是指某条船舶因为与其他船舶在使用航道资源时发生冲突而在锚地等待的时间。
当出现争抢航道资源的情况，船舶需要等待时，则存在一定的等待时间，根据等待时间的长短可以设置动态权值，当船舶存在动态权值时，则需要更新该船舶的权值，即船舶的权值为原来的权值与由于等待而产生的动态权值之和，再根据该更新的权值进行比较，为权值最大的船舶优先分配资源。
本实施例中，S3具体为，当存在于当前船舶争抢航道资源的冲突船舶时，如果先为当前船舶分配航道资源，冲突船舶需要等待的时间为Time1，则依据Time1计算冲突船舶的动态权值；如果先为冲突船舶分配航道资源，当前船舶需要等待的时间为Time2，则依据Time2计算当前船舶的动态权值。
S4具体为，计算S3中得到的动态权值与S1中的权值之和，得到更新的当前船舶和冲突船舶的权值。
本发明实施例提供的上述方法中，船舶调度计划的核心是把航道看成是一定时间内的可用资源，然后以时间上连续的时隙(比如10分钟)对航道资源进行分割，接下来按照先到先得的原则(即在某个时段如果没有其它船舶占用航道，就可把该时段内的航道使用权分配给申请的使用的船舶)把航道资源分配给申请使用航道的船舶，从而形成船舶进出港调度计划。
其中，分配航道资源是制定船舶调度计划的关键，在本发明中，根据船舶调度方案(可以同时存在多个船舶调度方案，每个调度方案包含具体的是否需要引航、船舶吃水大小、是否操纵受限、船舶长度、船舶宽度、是否趁潮等因素的权值)对需调度的船舶赋予静态权值，静态权值是确定最优先获取航道资源船舶的关键因素。为避免某些船舶过长时间等待，在编制计划过程中，再根据船舶等待时间的长度再对船舶赋予动态权值，比如在编制调度计划的过程中，某条船舶因为与其他船舶在使用航道资源是发生冲突而在锚地等待，则每等待30分钟其动态权值加5。静态权值+动态权值的总权值是船舶获取航道资源的最终决定因素，船舶能否进出港取决于它能否获取足够时隙的航道资源。动态权值是在编制调度计划的过程中，船舶每等待一定的时间就会获得一定的动态权值(具体值由船舶调度方案确定)。
在实际的应用过程中，首先确定船舶调度方案，然后在根据上述方法制定调度计划。其中，确定船舶调度方案可以按照如下步骤进行实施：
A.设定港口航道的通行能力参数，确定航道的通行能力，比如多少吃水的船舶可以在航道边缘行驶而不占用航道资源；多大吃水或长度的船舶可以在航道内会船(双向通行)；吃水达到多少或长度达到多少的船舶需独占航道单向通行
B.设定港区的航道通路，即船舶靠泊各个泊位需要顺序使用的航道及航行方向。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明实施例提供的基于通行能力受限航道的船舶调度方法，借鉴了通信行业“时隙”的概念以实现对航道资源的分割，在分配航道资源的时候，按照关键船舶优先分配资源兼顾公平的原则，综合考虑船舶、航道、潮汐等因素，由系统根据调度方案自动编制船舶调度计划，极大的提高了船舶调度的效率，保证了港口的整体效益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于通行能力受限航道的船舶调度方法，其特征在于，首先，以时间上连续的时隙对航道资源进行分割；然后，按照如下步骤对航道资源进行分配：
S1，从待编制计划的船舶列表中选出权值最高的船舶作为编制调度计划的当前船舶；
S2，在待编制计划的其他船舶中，判断是否存在与当前船舶争抢航道资源的冲突船舶，如果不存在，则为当前船舶分配所需要的航道资源，记录当前船舶使用的航道和时机，将当前船舶从待编制计划的船舶列表中移除，并跳转至步骤S1；如果存在，则执行S3；
S3，根据调度方案，计算当前船舶和冲突船舶由于等待产生的动态权值；
S4，根据得到的动态权值更新当前船舶和冲突船舶的权值；
S5，比较当前船舶和冲突船舶的权值，如果当前船舶的权值大于冲突船舶的权值，则为当前船舶分配所需要的航道资源，记录当前船舶使用的航道和时机，并将当前船舶从待编制计划的船舶列表中移除，跳转至步骤S1；如果当前船舶的权值小于冲突船舶的权值，则为冲突船舶分配所需要的航道资源，记录冲突船舶使用的航道和时机，并将冲突船舶从待编制计划的船舶列表中移除，跳转至步骤S1，直至待编制计划的船舶列表为空。
2.根据权利要求1所述的基于通行能力受限航道的船舶调度方法，其特征在于，S1中，所述权值为静态权值与动态权值之和。
3.根据权利要求2所述的基于通行能力受限航道的船舶调度方法，其特征在于，所述静态权值根据如下因素进行设置：是否需要引航、船舶吃水深度、是否操纵受限、船舶长度、船舶宽度和/或是否趁潮。
4.根据权利要求3所述的基于通行能力受限航道的船舶调度方法，其特征在于，
根据是否需要引航设置的静态权值为：是为5，否为0；
根据船舶吃水深度设置的静态权值为：5米以下为0、5-10米为5、10-13米为15，13米以上为20；
根据是否操纵受限设置的静态权值为：是为20，否为0；
根据船舶长度设置的静态权值为：100米以下为0、100-150米为5、150-250米为15，250米以上为20；
根据船舶宽度设置的静态权值为：20米以下为0，20米以上10；
根据是否趁潮设置的静态权值为：是为20，否为0。
5.根据权利要求2所述的基于通行能力受限航道的船舶调度方法，其特征在于，所述动态权值根据船舶等待时间的长度进行设置，所述船舶等待时间是指某条船舶因为与其他船舶在使用航道资源时发生冲突而在锚地等待的时间。
6.根据权利要求1所述的基于通行能力受限航道的船舶调度方法，其特征在于，S3具体为，当存在于当前船舶争抢航道资源的冲突船舶时，如果先为当前船舶分配航道资源，冲突船舶需要等待的时间为Time1，则依据Time1计算冲突船舶的动态权值；如果先为冲突船舶分配航道资源，当前船舶需要等待的时间为Time2，则依据Time2计算当前船舶的动态权值。
7.根据权利要求1所述的基于通行能力受限航道的船舶调度方法，其特征在于，S4具体为，计算S3中得到的动态权值与S1中的权值之和，得到更新的当前船舶和冲突船舶的权值。
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