CN108932563A - 一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述港口信息平台包括客户端和港口信息收集处理模块，客户端和港口信息收集处理模块通过无线网络连接。本发明所达到的有益效果：本系统将借助ICT技术(即信息和通信技术)、系统工程和人工智能等成果，实现信息系统指令与码头机械设备控制功能的无缝衔接；使各种运输资源根据不同的作业条件和操作环境，得以最有效、最合理的分配和调度；标准化及优化作业流程，减少人工参与直至无人化，提高作业效率和准确率，保证生产过程的连续、协调、均衡和经济运行，以求实现生产效益的最大化。
Description
技术领域
本发明涉及一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，属于港口信息交互技术领域。
背景技术
领先的港口一般对自身有清晰的功能定位，向着现代物流中心和供应链的核心节点发展，目标的实现需要具备强大的资源整合能力，而信息化平台是个有力工具。目前多数地区海运物流信息化水平并不高，一是海运物流参与者众多并存在信息孤岛，信息不对称较严重，比如终端货主或托运人需要与多方沟通，才能确定最佳的物流方案，效率较低；二是信息化程度低，大量的流程和订单处理不得不采用人工。船公司系统间未集成，货代需要通过电邮、电话等手段获得实时舱位状态、确认订单、处理发票和追踪物流信息。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，能够提高“大通关”效率和口岸部门服务水平；整合物流信息资源，拓展港口物流市场交易、金融、保险等配套服务功能，借助云计算、大数据分析等手段识别业务机会与风险，帮助改进服务质量。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，
所述港口信息平台包括客户端和港口信息收集处理模块，客户端和港口信息收集处理模块通过无线网络连接；
所述客户端上安装预约app，使用移动终端上的港口预约app进行预约；
所述港口信息收集处理模块包括智能闸口模块、智能配载模块、智能设备调度模块和智能船舶调度模块；
所述智能闸口模块用于采集当前港口内部的信息并进行实时交互；
所述智能配载模块用于结合港口内部的信息对船舶进行合理化分配；
所述智能设备调度模块用于信息采集设备进行规划分配；
所述智能船舶调度模块用于对船舶的路径以及进出时间进行规划分配，其中智能配载模块中的信息作为约束条件。
前述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述智能闸口模块包括：
信息获取模块：通过视频识别技术快速准确自动识别车号、箱号和箱状态信息，读取集装箱相关运输信息；
智能检测分析模块：通过三维建模技术检测箱体残损程度，按监控及操作需求转换视频信息，进行闸口作业效率分析和车流量预测；
信息交互模块：通过闸口系统与电子商务系统和码头、堆场的操作系统实时交互，显示出入港路线自动分配、箱位自动指派、理货作业指导的信息。
前述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述智能配载模块包括：
自更新知识库模块：保存船舶配载影响因素分析、配载规则、国内外集装箱运输法规制度、配载专家经验、行业领先配载计算模型、问题解决方案的信息；
配载模块：结合船舶的箱量分布、箱型比例、挂靠港信息，以及实时的货物堆存信息、机械设备状态、班轮航线、泊位、货源信息，完成配载图，将货物装船。
前述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述智能设备调度模块包括：
实时定位监控模块：实时显示港区内设备、车辆位置，多维度查询设备、车辆位置、状态信息；
设备调度模块：根据装卸船指令，以及道路网络、箱区分布、泊位排列，计算空间距离，利用交通量预测模型和交通流分析模型，预测车辆行走时间，自动发出车辆调度指令，并结合车辆动态实时监控信息的回馈持续更新发布指令。
前述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述智能船舶调度模块包括：
自更新船舶信息数据库：存储船舶航线数据库、国内外船舶排放要求、调度专家经验、行业领先资源分配、路线规划相关数学模型和问题解决方案；
船舶调度模块：基于自更新船舶信息数据库，结合实时的生产现场机械设备状态、泊位、车辆运输的相关数据，与船舶行驶状态实时交互，计算航线和船舶航速的最优结合点，自动制定船舶航行调度方案，并以图形化的方式呈现。
前述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述船舶调度模块的调度方法为：
1)根据港口中心以及各个船舶目的地的位置，采用Floyd算法和Dijkstra算法，结合停泊费用、中转费用和管理费用，以总费用最小为优化目标进行求解，计算出船舶目的地之间的最短路径；
2)采用节约里程法对步骤1)得到的各个最短路径进行合并；
3)根据当前配送站点的资源结合步骤2)的结果进行路径划分，计算静态下的调度路线的最小成本目标函数，形成若干条调度路线；
4)实时对送货信息进行监控，如果对送货信息进行变更，采用混合遗传算法重新构造调度路线；具体重新构造内容如下：
采用船舶目的地直接排列的编码方法，用一个矩阵表示所有需要完成配送的船舶目的地的顺序，船舶目的地的编号由1～n构成；
将有富余空间的船舶目的地随机形成序列，按顺序逐一将每个船舶目的地加入到当前调度路线中；检验是否满足港口负荷限制，若满足，则将该船舶目的地加入到当前调度路线中；若不满足，则将其加入到下一条调度路线；
前述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述步骤1)中通过Floyd算法求出船舶目的地间的最短路径距离、需要中转的次数和航行时间；通过Dijkstra算法算出港口所能容纳的配送量和中转量。
前述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述步骤2)具体步骤为：
21)测出港口中心到船舶目的地、船舶目的地之间的最短距离；
22)按节约里程公式求得相应的节约里程数；
23)根据船舶载重重量作为约束条件与节约里程数的大小，顺序连接各船舶目的地结点；
24)将得到的各个最短路径进行合并。
本发明所达到的有益效果：本系统将借助ICT技术(即信息和通信技术)、系统工程和人工智能等成果，实现信息系统指令与码头机械设备控制功能的无缝衔接；使各种运输资源根据不同的作业条件和操作环境，得以最有效、最合理的分配和调度；标准化及优化作业流程，减少人工参与直至无人化，提高作业效率和准确率，保证生产过程的连续、协调、均衡和经济运行，以求实现生产效益的最大化。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
建立互联互通的信息化平台，包括提高港口管理和决策水平，实现远程调度，优化港口物流流程并提高港口物流服务质量；实现港口与船公司、铁路、公路、场站、货代、仓储等港口相关物流服务企业的无缝连接，通过物流信息平台实现信息集成和共享，帮助终端货主优化物流解决方案；实现港口与海关、海事、商检等口岸单位的信息一体化，提高“大通关”效率和口岸部门服务水平；整合物流信息资源，拓展港口物流市场交易、金融、保险等配套服务功能，借助云计算、大数据分析等手段识别业务机会与风险，帮助改进服务质量。
具体地，港口信息平台包括客户端和港口信息收集处理模块，客户端和港口信息收集处理模块通过无线网络连接。
客户端上安装预约app，使用移动终端上的港口预约app进行预约。
所述港口信息收集处理模块包括智能闸口模块、智能配载模块、智能设备调度模块和智能船舶调度模块。
所述智能闸口模块用于采集当前港口内部的信息并进行实时交互，包括信息获取模块：通过视频识别技术快速准确自动识别车号、箱号和箱状态信息，读取集装箱相关运输信息；
智能检测分析模块：通过三维建模技术检测箱体残损程度，按监控及操作需求转换视频信息，进行闸口作业效率分析和车流量预测；
信息交互模块：通过闸口系统与电子商务系统和码头、堆场的操作系统实时交互，显示出入港路线自动分配、箱位自动指派、理货作业指导的信息。
所述智能配载模块用于结合港口内部的信息对船舶进行合理化分配，包括：
自更新知识库模块：保存船舶配载影响因素分析、配载规则、国内外集装箱运输法规制度、配载专家经验、行业领先配载计算模型、问题解决方案的信息；
配载模块：结合船舶的箱量分布、箱型比例、挂靠港信息，以及实时的货物堆存信息、机械设备状态、班轮航线、泊位、货源信息，完成配载图，将货物装船。
所述智能设备调度模块用于信息采集设备进行规划分配，包括：
实时定位监控模块：实时显示港区内设备、车辆位置，多维度查询设备、车辆位置、状态信息；
设备调度模块：根据装卸船指令，以及道路网络、箱区分布、泊位排列，计算空间距离，利用交通量预测模型和交通流分析模型，预测车辆行走时间，自动发出车辆调度指令，并结合车辆动态实时监控信息的回馈持续更新发布指令。
所述智能船舶调度模块用于对船舶的路径以及进出时间进行规划分配，其中智能配载模块中的信息作为约束条件，包括：
自更新船舶信息数据库：存储船舶航线数据库、国内外船舶排放要求、调度专家经验、行业领先资源分配、路线规划相关数学模型和问题解决方案；
船舶调度模块：基于自更新船舶信息数据库，结合实时的生产现场机械设备状态、泊位、车辆运输的相关数据，与船舶行驶状态实时交互，计算航线和船舶航速的最优结合点，自动制定船舶航行调度方案，并以图形化的方式呈现。
船舶调度模块的调度方法为：
1)根据港口中心以及各个船舶目的地的位置，采用Floyd算法和Dijkstra算法，结合停泊费用、中转费用和管理费用，以总费用最小为优化目标进行求解，计算出船舶目的地之间的最短路径；具体地，通过Floyd算法求出船舶目的地间的最短路径距离、需要中转的次数和航行时间；通过Dijkstra算法算出港口所能容纳的配送量和中转量。
2)采用节约里程法对步骤1)得到的各个最短路径进行合并，具体步骤为：
21)测出港口中心到船舶目的地、船舶目的地之间的最短距离；
22)按节约里程公式求得相应的节约里程数；
23)根据船舶载重重量作为约束条件与节约里程数的大小，顺序连接各船舶目的地结点；
24)将得到的各个最短路径进行合并。
3)根据当前配送站点的资源结合步骤2)的结果进行路径划分，计算静态下的调度路线的最小成本目标函数，形成若干条调度路线；
4)实时对送货信息进行监控，如果对送货信息进行变更，采用混合遗传算法重新构造调度路线；具体重新构造内容如下：
采用船舶目的地直接排列的编码方法，用一个矩阵表示所有需要完成配送的船舶目的地的顺序，船舶目的地的编号由1～n构成；
将有富余空间的船舶目的地随机形成序列，按顺序逐一将每个船舶目的地加入到当前调度路线中；检验是否满足港口负荷限制，若满足，则将该船舶目的地加入到当前调度路线中；若不满足，则将其加入到下一条调度路线。
在进行具体地调度时，当前的港口容纳量以及智能配载模块的信息都是作为约束条件进行参与。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，
所述港口信息平台包括客户端和港口信息收集处理模块，客户端和港口信息收集处理模块通过无线网络连接；
所述客户端上安装预约app，使用移动终端上的港口预约app进行预约；
所述港口信息收集处理模块包括智能闸口模块、智能配载模块、智能设备调度模块和智能船舶调度模块；
所述智能闸口模块用于采集当前港口内部的信息并进行实时交互；
所述智能配载模块用于结合港口内部的信息对船舶进行合理化分配；
所述智能设备调度模块用于信息采集设备进行规划分配；
所述智能船舶调度模块用于对船舶的路径以及进出时间进行规划分配，其中智能配载模块中的信息作为约束条件。
2.根据权利要求1所述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述智能闸口模块包括：
信息获取模块：通过视频识别技术快速准确自动识别车号、箱号和箱状态信息，读取集装箱相关运输信息；
智能检测分析模块：通过三维建模技术检测箱体残损程度，按监控及操作需求转换视频信息，进行闸口作业效率分析和车流量预测；
信息交互模块：通过闸口系统与电子商务系统和码头、堆场的操作系统实时交互，显示出入港路线自动分配、箱位自动指派、理货作业指导的信息。
3.根据权利要求1所述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述智能配载模块包括：
自更新知识库模块：保存船舶配载影响因素分析、配载规则、国内外集装箱运输法规制度、配载专家经验、行业领先配载计算模型、问题解决方案的信息；
配载模块：结合船舶的箱量分布、箱型比例、挂靠港信息，以及实时的货物堆存信息、机械设备状态、班轮航线、泊位、货源信息，完成配载图，将货物装船。
4.根据权利要求1所述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述智能设备调度模块包括：
实时定位监控模块：实时显示港区内设备、车辆位置，多维度查询设备、车辆位置、状态信息；
设备调度模块：根据装卸船指令，以及道路网络、箱区分布、泊位排列，计算空间距离，利用交通量预测模型和交通流分析模型，预测车辆行走时间，自动发出车辆调度指令，并结合车辆动态实时监控信息的回馈持续更新发布指令。
5.根据权利要求1所述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述智能船舶调度模块包括：
自更新船舶信息数据库：存储船舶航线数据库、国内外船舶排放要求、调度专家经验、行业领先资源分配、路线规划相关数学模型和问题解决方案；
船舶调度模块：基于自更新船舶信息数据库，结合实时的生产现场机械设备状态、泊位、车辆运输的相关数据，与船舶行驶状态实时交互，计算航线和船舶航速的最优结合点，自动制定船舶航行调度方案，并以图形化的方式呈现。
6.根据权利要求5所述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述船舶调度模块的调度方法为：
1)根据港口中心以及各个船舶目的地的位置，采用Floyd算法和Dijkstra算法，结合停泊费用、中转费用和管理费用，以总费用最小为优化目标进行求解，计算出船舶目的地之间的最短路径；
2)采用节约里程法对步骤1)得到的各个最短路径进行合并；
3)根据当前配送站点的资源结合步骤2)的结果进行路径划分，计算静态下的调度路线的最小成本目标函数，形成若干条调度路线；
4)实时对送货信息进行监控，如果对送货信息进行变更，采用混合遗传算法重新构造调度路线；具体重新构造内容如下：
采用船舶目的地直接排列的编码方法，用一个矩阵表示所有需要完成配送的船舶目的地的顺序，船舶目的地的编号由1～n构成；
将有富余空间的船舶目的地随机形成序列，按顺序逐一将每个船舶目的地加入到当前调度路线中；检验是否满足港口负荷限制，若满足，则将该船舶目的地加入到当前调度路线中；若不满足，则将其加入到下一条调度路线。
7.根据权利要求6所述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述步骤1)中通过Floyd算法求出船舶目的地间的最短路径距离、需要中转的次数和航行时间；通过Dijkstra算法算出港口所能容纳的配送量和中转量。
8.根据权利要求6所述的一种互联互通式港口信息平台智能化调度系统，其特征是，所述步骤2)具体步骤为：
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