CN108764680B

CN108764680B - 一种用于港前待泊区的船舶调度方法

Info

Publication number: CN108764680B
Application number: CN201810482028.1A
Authority: CN
Inventors: 侯贵宾; 赵谞博; 杨鹏南; 牛辰; 冯静
Original assignee: QINHUANGDAO PORT CO Ltd
Current assignee: QINHUANGDAO PORT CO Ltd
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2038-05-18
Also published as: CN108764680A

Abstract

本发明属于船舶调度技术领域，涉及一种用于港前待泊区的船舶调度方法，其包括以下步骤：S1、获取初始数据，经符合性条件筛选后，采集符合条件的船舶的指标参数和指标参数值；S2、构建初始矩阵；S3、对初始矩阵进行择优标准化处理变换，并获得转置矩阵BT；S4、确定船舶不同指标参数值的权重W_j，获得每一条船舶进入待泊区的综合评价值V_i；S5、通过综合评价值降序排列，分配船舶进入待泊区优先服务权的排序。本发明可实现港口港前待泊区船舶安全、科学、公平、高效的调度，避免人为主观因素和客观考虑不周等因素的影响，在保障海上交通安全的前提下，充分发挥港前待泊区的作用，提高船舶调度效率、泊位利用率和港口作业效率。

Description

一种用于港前待泊区的船舶调度方法

技术领域

本发明属于船舶调度技术领域，涉及一种用于港前待泊区的船舶调度方法。

背景技术

近年来，随着运输业的发展，船舶交通密度增大，海上交通日趋拥挤，国内各港口为适应变化，或加大建设规模，或不断拓宽航道，从单向航道逐步发展到双向航道，甚至复式航道。我国船型尺寸杂乱，大多数船舶调度一直存在诸多问题，没有一种成熟的理论进行指导，调度效率不高。

为进一步保障海上安全形势稳定，提高船舶进出港交通效率，国内首个港前待泊区秦皇岛港启用，投入船舶进出港交通实际应用。待泊区是指供船舶进港前临时等待的水域。经指挥中心同意的船舶可提前由锚地经航道进入待泊区等待进港靠泊作业。待泊区的优势为：船舶可在泊位空闲之前，提前由锚地起锚驶往待泊区，减少泊位空泊时间和船舶在港的非生产时间。目前国内港口陆续建立了港前待泊区，不同待泊区船舶调度方法不尽相同，但多为人为手工编排调度方案，使得港前待泊区使用受人为因素影响过大，存在客观因素考虑不周、耗时长、调度方案不科学等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于港前待泊区的船舶调度方法，实现入港船舶科学合理化进入港前待泊区，提高港口船舶作业效率。

本发明是这样实现的：

一种用于港前待泊区的船舶调度方法，其包括以下步骤：

S1、获取初始数据，包括申请待泊区的船舶数据和待泊区数据，对申请待泊区的船舶进行符合性条件筛选，筛选出已办理港航手续、具有引航条件、采用引航措施、而且船舶的尺度、配载吨数以及吃水深度符合待泊区要求的船舶，采集符合条件的船舶的指标参数及指标参数值；

S2、构建初始矩阵，

式中，a_ij表示第i艘船舶的第j个指标参数值；

S3、对初始矩阵进行择优标准化处理变换，择优表达式为：

并获得择优标准化矩阵B

对择优标准化矩阵B转置，获得转置矩阵BT

S4、确定船舶不同指标参数值的权重W_j，获得每一条船舶进入待泊区的综合评价值V_i，

S5、通过综合评价值V_i降序排列，获得船舶进入待泊区优先服务权的排序。

优选的，所述指标参数包括船舶的尺度、配载吨数、船舶预靠推荐指数、泊位匹配程度、锚泊距离、吃水深度和货运手续办理时间、配载吨指数w以及锚泊距离指标s。

优选的，所述配载吨指数w的函数表达式为：

式中，w为船舶配载吨指数，w_max为待泊区的上限吨数，w₁为申请待泊区的船舶配载吨数

优选的，所述锚泊距离指数s的函数表达式为：

式中，s为锚泊距离指数，s₁为申请待泊区的船舶的锚泊距离，s_min为待泊区的锚泊距离最小值，s_opt为待泊区的锚泊距离最优值，s_max为待泊区的锚泊距离最大值。

优选的，所述待泊区的上限吨数w_max为70000吨。

优选的，所述待泊区的锚泊距离最小值s_min为6海里；所述待泊区的锚泊距离最优值s_opt为12海里；所述待泊区的锚泊距离最大值s_max为16海里。

优选的，步骤S3中，对初始矩阵进行择优标准化处理变换的方法包括极值线性变换、均值标准差或对数及模糊量化。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的一种用于港前待泊区的船舶调度方法可实现港口港前待泊区船舶安全、科学、公平、高效的调度服务，消除了当前待泊区人为因素影响造成的待泊区使用不科学、不合理与不公平的现象，航道交通模式由“线性”拓宽为“环形拓扑”模式，提高调度与服务效率，提高港口待泊区的使用效率与港口船舶的离港率。

(2)本发明为港口待泊区船舶调度提供科学合理的参考，不同港前待泊区使用本发明的方法可根据自身特征对指标参数进行变更、赋值，实现对港口港前待泊区的科学合理化使用，适用范围广。

附图说明

图1为本发明的一种用于港前待泊区的船舶调度方法的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1所示，一种用于港前待泊区的船舶调度方法，其包括以下步骤：

S1、获取初始数据，包括申请待泊区的船舶数据和待泊区数据，对申请待泊区的船舶进行符合性条件筛选，筛选出已办理港航手续、具有完备的引航条件并采用引航措施而且船舶的尺度、配载吨数以及吃水深度符合待泊区要求的船舶，采集符合条件的船舶的指标参数及指标参数值；采集的指标参数可根据实际需要进行选定，指标参数包括括船舶的尺度、配载吨数、船舶预靠推荐指数、泊位匹配程度、锚泊距离、吃水深度和货运手续办理时间、配载吨指数w以及锚泊距离指标s。

配载吨指数w的隶属度函数如下：

式中，w为船舶配载吨指数，w_max为待泊区的上限吨数，w₁为申请待泊区的船舶配载吨数；w_max为常数，其具体值因不同的待泊区而不同，优选的，w_max为70000吨。

锚泊距离指数s的隶属度函数如下：

式中，s为锚泊距离指数，s₁为申请待泊区的船舶的锚泊距离，s_min为待泊区的锚泊距离最小值，s_opt为待泊区的锚泊距离最优值，s_max为待泊区的锚泊距离最大值，s_min、s_opt和s_opt均为常数，具体值根据不同待泊区的配置而不同；

S2、构建初始矩阵，

式中，a_ij表示第i艘船舶的第j个指标参数值，

S3、对初始矩阵进行择优标准化处理变换，择优表达式为：

获得的标准化后的矩阵B为

对择优标准化矩阵B转置，获得转置矩阵BT

S4、采用德尔菲法，对不同指标参数进行定量评价，最终取不同指标参数评价均值为船舶各指标参数值的权重W_j，获得每一条船舶进入待泊区的综合评价值V_i，

S5、通过综合评价值降序排列，分配船舶进入待泊区优先服务权的排序。

优选的，步骤S2中，对初始矩阵进行择优标准化处理变换的方法除采用极值线性外，还可用均值标准差或对数及模糊量化等方法。

针对某待泊区具体采用如下船舶调度方法：

S1、获取申请待泊区的6条船舶：粤电3、神华526、莫那箭、安信山、中哲7、华顺的初始数据，进行符合性条件筛选，由于莫那箭的泊位不匹配、华顺未办理港航手续，故筛选出符合待泊区要求的4条船舶粤电3、神华526、安信山、中哲7，采集这4条船舶的指标参数及指标参数值，包括船舶的配载吨指数、锚泊距离、船舶等待时间(当时的时间与货运手续办理时间的差值)、船舶预靠推荐指数、泊位匹配程度；其中，配载吨指数根据待泊区适用范围低于7万吨的要求，根据隶属度函数计算所得：

式中，w₁为当前申请待泊区的船舶配载吨数。

船舶名称	待泊区上线吨数(t)	配载吨(t)	配载吨指数
				粤电3	70000	60000	49
神华526	70000	43500	6.98
				安信山	70000	47000	9.26
中哲7	70000	50000	12.25

锚泊距离指标根据待泊区实际情况，当船舶锚泊距离在12海里之内，锚泊位置较远者优先使用待泊区；但当船舶锚泊距离超过12海里、小于16海里时，锚泊距离对待泊区申请编排的影响很微小；当船舶锚泊距离超过16海里时，不予适用待泊区申请。

根据待泊区适用范围及对实际排序影响的大小，进行隶属度函数计算所得：

式中，s为锚泊距离指标，s₁为申请待泊区的船舶的锚泊距离，

船舶名称	锚泊距离(海里)	锚泊距离指标(海里)
			粤电3	12	12
神华526	6	6
			安信山	9	9
中哲7	14	2

根据各指标参数值，a_ij表示第i艘船舶的第j个指标参数值，则构建的初始矩阵为：

S2、对初始矩阵进行择优标准化处理变换，择优表达式为

择优标准化矩阵B的转置矩阵BT为

S3、采用德尔菲法，求出各申请待泊区的船舶不同指标参数值权重值W₁＝0.08、W₂＝0.28、W₃＝0.31、W₄＝0.18、W₅＝0.15，计算每条船舶进入待泊区的综合评价值V_i，

粤电3的综合评价值为V₁＝0.9219，神华526的综合评价值为V₂＝0.262，安信山的综合评价值为V₃＝0.9752，中哲7的综合评价值未V₄＝0.2144。

本实施例表明船舶的锚泊距离、待靠泊位生产匹配程度及已办货运手续船舶的等待时长对船舶进入待泊区的排序有重要的影响，实际待泊区调度中将会考核更多船舶参数。

S4、通过综合评价值降序排列，分配船舶进入待泊区优先服务权的顺序，完成所有待泊区申请船舶的编排，故进入待泊区的顺序依次为安信山、粤电3、神华526、中哲7。

申请待泊区船舶的指标参数及编排结果如下表所示：

综上，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种用于港前待泊区的船舶调度方法可实现港口港前待泊区船舶安全、科学、公平、高效的调度服务，消除了当前待泊区人为因素影响造成的待泊区使用不科学、不合理与不公平的现象，航道交通模式由“线性”拓宽为“环形拓扑”模式，提高调度与服务效率，提高港口待泊区的使用效率与港口船舶的离港率。

本发明为港口待泊区船舶调度提供科学合理的参考，不同港前待泊区使用本发明的方法可根据自身特征对指标参数进行变更、赋值，实现对港口港前待泊区的科学合理化使用，适用范围广。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种用于港前待泊区的船舶调度方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、获取初始数据，包括申请待泊区的船舶数据和待泊区数据，对申请待泊区的船舶进行符合性条件筛选，筛选出已办理港航手续、具有引航条件、采用引航措施、而且船舶的尺度、配载吨数以及吃水深度符合待泊区要求的船舶，采集符合条件的船舶的指标参数及指标参数值；指标参数包括船舶的尺度、配载吨数、船舶预靠推荐指数、泊位匹配程度、锚泊距离、吃水深度和货运手续办理时间、配载吨指数w以及锚泊距离指标s；其中

配载吨指数w的隶属度函数如下：

式中，w为船舶配载吨指数，w_max为待泊区的上限吨数，所述待泊区的上限吨数w_max为70000吨，w₁为申请待泊区的船舶配载吨数；

锚泊距离指数s的隶属度函数如下：

式中，s为锚泊距离指数，s₁为申请待泊区的船舶的锚泊距离，s_min为待泊区的锚泊距离最小值，s_opt为待泊区的锚泊距离最优值，s_max为待泊区的锚泊距离最大值，s_min、s_opt和s_opt均为常数；所述待泊区的锚泊距离最小值s_min为6海里；所述待泊区的锚泊距离最优值s_opt为12海里；所述待泊区的锚泊距离最大值s_max为16海里；

S2、构建初始矩阵，

式中，a_ij表示第i艘船舶的第j个指标参数值；

S3、对初始矩阵进行择优标准化处理变换，择优表达式为：

并获得择优标准化矩阵B

对择优标准化矩阵B转置，获得转置矩阵BT

2.根据权利要求1所述的一种用于港前待泊区的船舶调度方法，其特征在于：步骤S3中，对初始矩阵进行择优标准化处理变换的方法包括极值线性变换、均值标准差或对数及模糊量化。