CN115908621A - 基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法、装置及可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法、装置及可读介质，通过建立基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型，用多个库所表示集装箱码头船舶作业的状态，库所里面的每个令牌为集装箱，用多个变迁表示集装箱码头船舶作业的变化，库所和变迁之间采用有向弧标识，并通过不同的颜色标识每个令牌在每个库所中的等待时间；将获取到的集装箱码头船舶作业预设数据输入有色Petri网模型；轮巡有色Petri网模型的每个变迁，并判断变迁是否激发，若变迁激发，则根据变迁将令牌在库所之间进行流通，若变迁无激发，则将当前时间增加时间差t并重复上述步骤。最终实现有色Petri网模型对集装箱码头船舶装卸船作业的整体流程的预演，有效提高设备利用率。

Description

基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法、装置及可读介质

技术领域

本发明涉及港口智能化管控领域，具体涉及一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法、装置及可读介质。

背景技术

随着我国经济发展进入新常态以及“工业4.0”的到来，港口将呈现工业智能化、高度自动化、信息技术化和低碳环保的发展趋势。随着现代化港口竞争的不断加剧，如何提高码头作业设备利用率，降低作业成本已经成为提高服务水平，提升自身竞争力的重要研究课题。船舶在码头的停留时间和完成装卸作业时间已经成为衡量码头作业水平的重要指标，而该指标与码头设备的作业效率息息相关。

集装箱码头的常规作业主要包括卸船、装船和移箱作业。码头作业的常用设备包括岸桥、场桥和集装箱卡车，场桥包括轮胎式龙门吊和轨道式龙门吊，集装箱卡车包括拖车和无人搬运车。卸船作业的基本流程为：岸桥将集装箱从船上卸到在位于岸边的该岸桥下的集装箱卡车上，然后集装箱卡车将该集装箱运到堆场指定位置，再由堆场的场桥从集装箱卡车上将集装箱吊起放到堆场指定位置。装船作业流程则与卸船作业流程刚好相反，此处不再赘述。移箱作业的基本流程为：场桥将集装箱从堆场吊起然后放在位于该场桥下的集装箱卡车上，然后集装箱卡车将该集装箱运到指定的堆场目的位置，再由堆场目的位置的场桥从集装箱卡车上将集装箱吊起放到堆场指定位置。

为了提高拖车的利用率和堆场的利用率，港口物流行业出现了各种集装箱卡车调度和集装箱选位的智能化解决方案。现有技术是直接将解决方案应用在实际作业环境中，然而在没有验证方案的有效性之前，直接在实际作业环境中对解决方案进行运行和评估在现实中是不可行的。因此验证评估各种解决方案己经成为码头选择方案的迫切需求。

发明内容

针对上述提到的技术问题。本申请的实施例的目的在于提出了一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法、装置及可读介质，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请的实施例提供了一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，包括以下步骤：

S1，建立基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型，用多个库所表示集装箱码头船舶作业的状态，库所里面的每个令牌为集装箱，用多个变迁表示集装箱码头船舶作业的变化，库所和变迁之间采用有向弧标识，并通过不同的颜色标识每个令牌在每个库所中的等待时间；

S2，获取集装箱码头船舶作业预设数据，并输入有色Petri网模型；

S3，轮巡有色Petri网模型的每个变迁，并判断变迁是否激发，若变迁激发，则根据变迁将令牌在库所之间进行流通，若变迁无激发，则将当前时间增加时间差t并重复步骤S1-S3，变迁的激发条件为进入变迁的有向弧相连的源库所中含有要求的令牌且满足令牌的标记等待耗时，时间差t为所有库所的所有令牌标记的等待时间最小的时间。

在具体的实施例中，集装箱码头船舶作业预设数据包括每台岸桥的装卸清单数据、每台岸桥的作业效率、每台龙门吊的作业效率、每辆拖车的作业效率、岸桥的排班计划、龙门吊的排班计划、拖车的排班计划、港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据。

在具体的实施例中，每台岸桥的装卸清单数据包括具体的装船卸船指令、每条指令的顺序以及每个集装箱的尺寸、箱型、空重、箱主、港口、贸易类型；每台岸桥的作业效率包括每台岸桥的平均作业效率；每台龙门吊的作业效率包括每台龙门吊的平均作业效率；每辆拖车的作业效率包括使用的拖车中每辆拖车的平均台时；岸桥的排班计划包括每台岸桥每个时间段的司机安排；龙门吊的排班计划包括每台龙门吊每个时间段的司机安排；拖车的排班计划包括每辆拖车每个时间段的司机安排；港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据包括外拖进港情况、场内集装箱堆存情况以及整场指令情况。

在具体的实施例中，有色Petri网模型中的库所包括：

第一库所P1，表示执行卸船任务时的岸桥作业；

第二库所P2，表示拖车执行卸船任务重载行驶；

第三库所P3，表示拖车执行卸船任务重载等待；

第四库所P4，表示执行卸船任务时的龙门吊作业；

第五库所P5，表示拖车执行卸船任务空载行驶；

第六库所P6，表示拖车执行卸船任务空载等待；

第七库所P7，表示卸船任务池；

第八库所P8，表示已完成卸船作业池；

第九库所P9，表示为空拖车分配任务；

第十库所P10，表示空拖车池；

第十一库所P11，表示已完成装船作业池；

第十二库所P12，表示装船任务池；

第十三库所P13，表示拖车执行装船任务空载等待；

第十四库所P14，表示拖车执行装船任务空载行驶；

第十五库所P15，表示执行装船任务时的岸桥作业；

第十六库所P16，表示拖车执行装船任务重载等待；

第十七库所P17，表示拖车执行装船任务重载行驶；

第十八库所P18，表示执行装船任务时的龙门吊作业。

在具体的实施例中，有色Petri网模型中的变迁包括：

第一变迁T1，表示岸桥作业完成，拖车开始运输集装箱；

第二变迁T2，表示拖车装载集装箱行驶到龙门吊下排队等待作业；

第三变迁T3，表示拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业；

第四变迁T4，表示龙门吊作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池；

第五变迁T5，表示拖车空载行驶到岸桥下排队等待作业；

第六变迁T6，表示拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业；

第七变迁T7，表示完成拖车任务派发计算，拖车执行卸船任务；

第八变迁T8，表示依次对空拖车派发任务计算；

第九变迁T9，表示完成拖车任务派发计算，拖车执行装船任务；

第十变迁T10，表示岸桥作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池；

第十一变迁T11，表示拖车空载行驶到龙门吊下排队等待作业；

第十二变迁T12，表示拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业；

第十三变迁T13，表示龙门吊作业完成，拖车开始运输集装箱；

第十四变迁T14，表示拖车装载集装箱行驶到岸桥下排队等待作业；

第十五变迁T15，表示拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业。

在具体的实施例中，第七库所P7和第九库所P9与第五库所P5之间的变迁为第七变迁T7，第五库所P5与第六库所P6之间的变迁为第五变迁T5，第六库所P6与第一库所P1之间的变迁为第六变迁T6，第一库所P1与第二库所P2之间的变迁为第一变迁T1，第二库所P2与第三库所P3之间的变迁为第二变迁T2，第三库所P3与第四库所P4之间的变迁为第三变迁T3，第四库所P4与第八库所P8和第十库所P10之间的变迁为第四变迁T4，第十库所P10与第九库所P9之间的变迁为第八变迁T8；第十二库所P12和第九库所P9与第十四库所P14之间的变迁为第九变迁T9，第十四库所P14与第十三库所P13之间的变迁为第十一变迁T11，第十三库所P13与第十八库所P18之间的变迁为第十二变迁T12，第十八库所P18与第十七库所P17之间的变迁为第十三变迁T13，第十七库所P17与第十六库所P16之间的变迁为第十四变迁T14，第十六库所P16与第十五库所P15之间的变迁为第十五变迁T15，第十五库所P15与第十库所P10和第十一库所P11之间的变迁为第十变迁T10。

在具体的实施例中，执行卸船任务过程中所经历的变迁激发的步骤具体包括：

1)激发第七变迁T7：

i.若第七变迁T7激发，则说明在第九库所P9的空拖车任务分配中计算出的拖车待执行任务为卸船任务；

ii.将第七库所P7中的卸船任务令牌数量减少1；

iii.通过箱号计算出允许堆存的具体位置，即在场区使用的龙门吊信息；

iv.通过任务信息得到负责作业的岸桥信息；

v.结合设备作业效率以及司机的排班，分析出负责此集装箱作业过程中岸桥设备作业时长和龙门吊的设备作业时长，即令牌在第一库所P1和第四库所P4的耗时时长；

vi.将拖车上次执行的任务结束位置设为拖车当前位置，计算出拖车的空驶路程；

vii.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的空驶耗时，即令牌在第五库所P5的耗时时长；

viii.根据待执行的任务的起始位置和终止位置计算出拖车的重载路程；

ix.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的重驶耗时，即令牌在第二库所P2的耗时时长；

2)激发第五变迁T5：

i.若第五变迁T5激发，则说明拖车完成空驶，进入到岸桥下等待作业；

ii.进入第六库所P6的令牌激发第六变迁T6需等待时长为：第六库所P6中同作业岸桥的令牌的最大等待耗时加上与该令牌对应的作业岸桥的作业耗时；

3)激发第二变迁T2：

i.若第二变迁T2激发，则说明拖车完成重驶，进入到龙门吊下等待作业；

ii.进入第三库所P3的令牌激发第三变迁T3需等待时长为：第三库所P3中同作业龙门吊的令牌的最大等待耗时加上该令牌对应的作业龙门吊的作业耗时；

4)激发第四变迁T4：

i.将第十库所P10中的令牌数量加1，其令牌有附带标识：当前的位置信息，不同的位置信息令牌的颜色不同；

ii.已完成卸船任务，将第八库所P8中的令牌数量加1；

执行装船任务过程中所经历的变迁激发的步骤具体包括：

1)激发第九变迁T9：

i.若第九变迁T9激发，说明P9(为空拖车分配任务)空拖车任务分配中计算出的拖车待执行任务为装船任务；

ii.将第十二库所P12中的装船任务令牌数量减少1；

iii.根据任务信息得出使用的龙门吊信息、目标作业位置岸桥信息；

iv.结合设备作业效率以及司机的排班，分析出负责此集装箱作业过程中岸桥设备作业时长和龙门吊的设备作业时长，即令牌在第十五库所P15和第十八库所P18的耗时时长；

v.将拖车上次执行的任务结束位置设为拖车当前位置，计算出拖车的空驶路程；

vi.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的空驶耗时，即令牌在第十三库所P13的耗时时长；

vii.根据待执行的任务的起始位置和终止位置计算出拖车的重载路程；

viii.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的重驶耗时，即令牌在第十七库所P17的耗时时长；

2)激发第十一变迁T11：

i.若第十一变迁T11激发，则说明拖车完成空驶，进入到龙门吊下等待作业；

ii.进入第十三库所P13的令牌激发第十二变迁T12需等待时长为：第十三库所P13中同作业龙门吊的令牌的最大等待耗时加上该令牌对应的作业龙门吊的作业耗时；

3)激发第十四变迁T14：

i.若第十四变迁T14激发，则说明拖车完成重驶，进入到岸桥下等待作业；

ii.进入第十六库所P16的令牌激发第十五变迁T15需等待时长为：第十六库所P16中同作业岸桥的令牌的最大等待耗时加上该令牌对应的作业岸桥的作业耗时；

4)激发第十变迁T10：

i.将第十库所P10中的令牌数量加1，其令牌有附带标识：当前的位置信息，不同的位置信息令牌的颜色不同；

ii.已完成装船任务，将第八库所P8中的令牌数量加1；

循环判断变迁激发，直至第七库所P7和第十二库所P12中无令牌结束循环。

在具体的实施例中，结合港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据，分析非装船卸船作业的任务在龙门吊或者岸桥下的等待作业情况，对等待耗时增加时间差t；若当前时间增加时间差t，则所有的库所的所有令牌标记的等待时间减少时间差t，船舶总的作业时长T_ship增加时间差t，该令牌对应的岸桥的总作业时长T_qc增加时间差t。

第二方面，本申请的实施例提供了一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演装置，包括：

有色Petri网模型构建模块，被配置为建立基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型，用多个库所表示集装箱码头船舶作业的状态，库所里面的每个令牌为集装箱，用多个变迁表示集装箱码头船舶作业的变化，库所和变迁之间采用有向弧标识，并通过不同的颜色标识每个令牌在每个库所中的等待时间；

数据获取模块，被配置为获取集装箱码头船舶作业预设数据，并输入有色Petri网模型；

变迁激发模块，被配置为轮巡有色Petri网模型的每个变迁，并判断变迁是否激发，若变迁激发，则根据变迁将令牌在库所之间进行流通，若变迁无激发，则将当前时间增加时间差t并重复执行有色Petri网模型构建模块至变迁激发模块，变迁的激发条件为进入变迁的有向弧相连的源库所中含有要求的令牌且满足令牌的标记等待耗时，时间差t为所有库所的所有令牌标记的等待时间最小的时间。

第三方面，本申请的实施例提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。

第四方面，本申请的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明将集装箱码头船舶作业的装船和卸船作业的整体流程通过有色Petri网模型进行表述，实现集装箱码头船舶作业过程的实时预测，有效提高拖车的利用率和堆场的利用率。

(2)本发明通过有色Petri网模型对集装箱码头船舶作业建模，根据装卸船清单以及拖车情况，利用Petri网的可达性对船舶的装卸船作业进行预演，可以推算出每个作业岸桥的总作业时长、每艘船舶的总作业时长、每根岸桥的等待拖车时长等。

(3)本发明能够对集装箱码头船舶作业的方案进行预测和评估，给出合理的码头选择方案，提高码头作业设备利用率，降低作业成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的一个实施例可以应用于其中的示例性装置架构图；

图2为本发明的实施例的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法的流程示意图；

图3为本发明的实施例的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法的有色Petri网模型的示意图；

图4为本发明的实施例的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演装置的示意图；

图5是适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了可以应用本申请实施例的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法或基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演装置的示例性装置架构100。

如图1所示，装置架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种应用，例如数据处理类应用、文件处理类应用等。

终端设备101、102、103可以是硬件，也可以是软件。当终端设备101、102、103为硬件时，可以是各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。当终端设备101、102、103为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务的软件或软件模块)，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。

服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上传的文件或数据进行处理的后台数据处理服务器。后台数据处理服务器可以对获取的文件或数据进行处理，生成处理结果。

需要说明的是，本申请实施例所提供的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法可以由服务器105执行，也可以由终端设备101、102、103执行，相应地，基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演装置可以设置于服务器105中，也可以设置于终端设备101、102、103中。

应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。在所处理的数据不需要从远程获取的情况下，上述装置架构可以不包括网络，而只需服务器或终端设备。

图2示出了本申请的实施例提供的一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，包括以下步骤：

S1，建立基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型，用多个库所表示集装箱码头船舶作业的状态，库所里面的每个Token为集装箱，用多个变迁表示集装箱码头船舶作业的变化，库所和变迁之间采用有向弧标识，并通过不同的颜色标识每个Token在每个库所中的等待时间。

在具体的实施例中，集装箱码头船舶作业的类型包括装船作业和卸船作业，卸船作业为：空拖车到岸边由岸桥吊装船舶上的集装箱到拖车车架，再运送到堆场上，由龙门吊将集装箱堆放到场区，拖车变为空拖车；装船作业为：空拖车到堆场由堆场内龙门吊吊装集装箱到拖车车架，再运送到岸边，由岸桥将集装箱放到船舶的舱位上，拖车变为空拖车。拖车在装船和卸船任务之间来回循环作业。因此可以用一个有色Petri网模型对集装箱码头船舶装卸船作业的整体流程进行表述。有色Petri网是一种图形化的模型，其基本元素是库所(Place)和变迁(Transition)，二者之间的联系通过有向弧标识，从源库所经过一个变迁到达目标库所。其中库所表示一个对象的状态，变迁表示一个对象的变化，库所中的对象通过令牌(Token)来表示，令牌的颜色为其一个或者一组值，令牌由于值的不同而具有不同的颜色。一个库所可以包含几个不同颜色的令牌，一个变迁表示一个复合条件，变迁被激发的条件为要求与进入变迁的有向弧相连接的源库所中含有要求的令牌，从不同库所进入的令牌在变迁中拟合，如果满足变迁表示的复合条件，变迁激发，产生的新的令牌将送到变迁的目标库所中。

具体地，对于集装箱码头船舶的装船卸船作业，负责每个集装箱作业的设备效率、拖车行驶速度均不同，因此，需要使用有色Petri网模型进行建模，不同颜色的Token代表不同的集装箱，同时附带了具体使用的岸桥、龙门吊和拖车的信息，其在每个环节的耗时均有其独特性，对此在有色Petri网模型中将时间T放在库所中，变迁的激发条件为进入变迁的有向弧相连的源库所中含有要求的标记且Token的标记等待耗时满足。连接变迁前的源库所中都含有Token，Token数大于或等于有向弧的权值，且每个Token在库所内的等待时间大于等于Token需要等待时间。

基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型的示意图参考图3，有色Petri网模型中的库所和变迁所表示的含义如表1和表2所示：

表1有色Petri网模型中的库所表

库所序号	集装箱码头船舶作业的状态
		第一库所P1	执行卸船任务时的岸桥作业
第二库所P2	拖车执行卸船任务重载行驶
		第三库所P3	拖车执行卸船任务重载等待
第四库所P4	执行卸船任务时的龙门吊作业
		第五库所P5	拖车执行卸船任务空载行驶
第六库所P6	拖车执行卸船任务空载等待
		第七库所P7	卸船任务池
第八库所P8	已完成卸船作业池
		第九库所P9	为空拖车分配任务
第十库所P10	空拖车池
		第十一库所P11	已完成装船作业池
第十二库所P12	装船任务池
		第十三库所P13	拖车执行装船任务空载等待
第十四库所P14	拖车执行装船任务空载行驶
		第十五库所P15	执行装船任务时的岸桥作业
第十六库所P16	拖车执行装船任务重载等待
		第十七库所P17	拖车执行装船任务重载行驶
第十八库所P18	执行装船任务时的龙门吊作业

表2有色Petri网模型中的变迁表

变迁序号	集装箱码头船舶作业的变化
		第一变迁T1	岸桥作业完成，拖车开始运输集装箱
第二变迁T2	拖车装载集装箱行驶到龙门吊下排队等待作业
		第三变迁T3	拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业
第四变迁T4	龙门吊作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池
		第五变迁T5	拖车空载行驶到岸桥下排队等待作业
第六变迁T6	拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业
		第七变迁T7	完成拖车任务派发计算，拖车执行卸船任务
第八变迁T8	依次对空拖车派发任务计算
		第九变迁T9	完成拖车任务派发计算，拖车执行装船任务
第十变迁T10	岸桥作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池
		第十一变迁T11	拖车空载行驶到龙门吊下排队等待作业
第十二变迁T12	拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业
		第十三变迁T13	龙门吊作业完成，拖车开始运输集装箱
第十四变迁T14	拖车装载集装箱行驶到岸桥下排队等待作业
		第十五变迁T15	拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业

在具体的实施例中，参考图3，第七库所P7(卸船任务池)和第九库所P9(空拖车分配任务)与第五库所P5(拖车执行卸船任务空载行驶)之间的变迁为第七变迁T7(完成拖车任务派发计算，拖车执行卸船任务)，第五库所P5(拖车执行卸船任务空载行驶)与第六库所P6(拖车执行卸船任务空载等待)之间的变迁为第五变迁T5(拖车空载行驶到岸桥下排队等待作业)，第六库所P6(拖车执行卸船任务空载等待)与第一库所P1(执行卸船任务时的岸桥作业)之间的变迁为第六变迁T6(拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业)，第一库所P1(执行卸船任务时的岸桥作业)与第二库所P2(拖车执行卸船任务重载行驶)之间的变迁为第一变迁T1(岸桥作业完成，拖车开始运输集装箱)，第二库所P2(拖车执行卸船任务重载行驶)与第三库所P3(拖车执行卸船任务重载等待)之间的变迁为第二变迁T2(拖车装载集装箱行驶到龙门吊下排队等待作业)，第三库所P3(拖车执行卸船任务重载等待)与第四库所P4(执行卸船任务时的龙门吊作业)之间的变迁为第三变迁T3(拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业)，第四库所P4(执行卸船任务时的龙门吊作业)与第八库所P8(已完成卸船作业池)和第十库所P10(空拖车池)之间的变迁为第四变迁T4(龙门吊作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池)，第十库所P10(空拖车池)与第九库所P9(为空拖车分配任务)之间的变迁为第八变迁T8(依次对空拖车派发任务计算)；第十二库所P12(装船任务池)和第九库所P9(为空拖车分配任务)与第十四库所P14(拖车执行装船任务空载行驶)之间的变迁为第九变迁T9(完成拖车任务派发计算，拖车执行装船任务)，第十四库所P14(拖车执行装船任务空载行驶)与第十三库所P13(拖车执行装船任务空载等待)之间的变迁为第十一变迁T11(拖车空载行驶到龙门吊下排队等待作业)，第十三库所P13(拖车执行装船任务空载等待)与第十八库所P18(执行装船任务时的龙门吊作业)之间的变迁为第十二变迁T12(拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业)，第十八库所P18(执行装船任务时的龙门吊作业)与第十七库所P17(拖车执行装船任务重载行驶)之间的变迁为第十三变迁T13(龙门吊作业完成，拖车开始运输集装箱)，第十七库所P17(拖车执行装船任务重载行驶)与第十六库所P16(拖车执行装船任务重载等待)之间的变迁为第十四变迁T14(拖车装载集装箱行驶到岸桥下排队等待作业)，第十六库所P16(拖车执行装船任务重载等待)与第十五库所P15(执行装船任务时的岸桥作业)之间的变迁为第十五变迁T15(拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业)，第十五库所P15(执行装船任务时的岸桥作业)与第十库所P10(空拖车池)和第十一库所P11(已完成装船作业池)之间的变迁为第十变迁T10(岸桥作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池)。

S2，获取集装箱码头船舶作业预设数据，并输入有色Petri网模型。

在具体的实施例中，集装箱码头船舶作业预设数据包括每台岸桥的装卸清单数据、每台岸桥的作业效率、每台龙门吊的作业效率、每辆拖车的作业效率、岸桥的排班计划、龙门吊的排班计划、拖车的排班计划、港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据。

具体地，每台岸桥的装卸清单数据包括具体的装船卸船指令、每条指令的顺序以及每个集装箱的尺寸、箱型、空重、箱主、港口、贸易类型；每台岸桥的作业效率包括每台岸桥的平均作业效率；每台龙门吊的作业效率包括每台龙门吊的平均作业效率；每辆拖车的作业效率包括使用的拖车中每辆拖车的平均台时；岸桥的排班计划包括每台岸桥每个时间段的司机安排；龙门吊的排班计划包括每台龙门吊每个时间段的司机安排；拖车的排班计划包括每辆拖车每个时间段的司机安排；港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据包括外拖进港情况、场内集装箱堆存情况以及整场指令情况。集装箱码头船舶作业预设数据用于有色Petri网模型内部的变迁激发的条件的计算，将集装箱码头船舶作业预设数据导入有色Petri网模型内，依据有色Petri网的可达性对装船卸船作业进行预演。

S3，轮巡有色Petri网模型的每个变迁，并判断变迁是否激发，若变迁激发，则根据变迁将令牌在库所之间进行流通，若变迁无激发，则将当前时间增加时间差t并重复步骤S1-S3，变迁的激发条件为进入变迁的有向弧相连的源库所中含有要求的令牌且满足令牌的标记等待耗时，时间差t为所有库所的所有令牌标记的等待时间最小的时间。

具体地，轮巡每个变迁，判断变迁是否可以激发，如无激发变迁，则将当前时间加一个时间差t，其时间差为所有库所的所有令牌标记的等待时间最小的时间。并且所有的库所的所有Token标记的等待时间减少时间差t，船舶总的作业时长T_ship增加时间差t，该Token对应的岸桥的总作业时长T_qc增加时间差t。判断允许激发的变迁，变迁激发Token流动，每一个变迁激发只允许一个Token流通。

在具体的实施例中，执行卸船任务过程中所经历的变迁激发的步骤具体包括：

1)激发第七变迁T7(完成拖车任务派发计算，拖车执行卸船任务)：

i.若第七变迁T7(完成拖车任务派发计算，拖车执行卸船任务)激发，则说明在第九库所P9(为空拖车分配任务)的空拖车任务分配中计算出的拖车待执行任务为卸船任务；

ii.将第七库所P7(卸船任务池)中的卸船任务Token数量减少1；

iii.通过箱号计算出允许堆存的具体位置，即在场区使用的龙门吊信息；允许堆存的具体位置可以根据集装箱选位系统结合箱号计算出，此部分不是本发明的重点，在此不再赘述；

iv.通过任务信息得到负责作业的岸桥信息；

v.结合设备作业效率以及司机的排班，分析出负责此集装箱作业过程中岸桥设备作业时长和龙门吊的设备作业时长，即Token在第一库所P1(执行卸船任务时的岸桥作业)和第四库所P4(执行卸船任务时的龙门吊作业)的耗时时长；

vi.将拖车上次执行的任务结束位置设为拖车当前位置，计算出拖车的空驶路程，拖车的空驶路程为拖车当前位置到目的位置的距离；

vii.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的空驶耗时，即Token在第五库所P5(拖车空载行驶到岸桥下排队等待作业)的耗时时长；

viii.根据待执行的任务的起始位置和终止位置计算出拖车的重载路程；

ix.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的重驶耗时，即Token在第二库所P2(拖车执行卸船任务重载行驶)的耗时时长；

2)激发第五变迁T5(拖车空载行驶到岸桥下排队等待作业)：

i.若第五变迁T5(拖车空载行驶到岸桥下排队等待作业)激发，则说明拖车完成空驶，进入到岸桥下等待作业；

ii.进入第六库所P6(拖车执行卸船任务空载等待)的Token激发第六变迁T6(拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业)需等待时长为：第六库所P6(拖车执行卸船任务空载等待)中同作业岸桥的Token的最大等待耗时加上与该Token对应的作业岸桥的作业耗时；

3)激发第二变迁T2(拖车装载集装箱行驶到龙门吊下排队等待作业)：

i.若第二变迁T2(拖车装载集装箱行驶到龙门吊下排队等待作业)激发，则说明拖车完成重驶，进入到龙门吊下等待作业；

ii.进入第三库所P3(拖车执行卸船任务重载等待)的Token激发第三变迁T3(拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业)需等待时长为：第三库所P3(拖车执行卸船任务重载等待)中同作业龙门吊的Token的最大等待耗时加上该Token对应的作业龙门吊的作业耗时；

4)激发第四变迁T4(龙门吊作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池)：

i.将第十库所P10(空拖车池)中的Token数量加1，其Token有附带标识：当前的位置信息，不同的位置信息Token的颜色不同；

ii.已完成卸船任务，将第八库所P8(已完成卸船作业池)中的Token数量加1；

执行装船任务过程中所经历的变迁激发的步骤具体包括：

1)激发第九变迁T9(完成拖车任务派发计算，拖车执行装船任务)：

i.若第九变迁T9(完成拖车任务派发计算，拖车执行装船任务)激发，说明P9(为空拖车分配任务)空拖车任务分配中计算出的拖车待执行任务为装船任务；

ii.将第十二库所P12(装船任务池)中的装船任务Token数量减少1；

iii.根据任务信息得出使用的龙门吊信息、目标作业位置岸桥信息；

iv.结合设备作业效率以及司机的排班，分析出负责此集装箱作业过程中岸桥设备作业时长和龙门吊的设备作业时长，即Token在第十五库所P15(执行装船任务时的岸桥作业)和第十八库所P18(执行装船任务时的龙门吊作业)的耗时时长；

v.将拖车上次执行的任务结束位置设为拖车当前位置，计算出拖车的空驶路程；

vi.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的空驶耗时，即Token在第十三库所P13(拖车执行装船任务空载等待)的耗时时长；

vii.根据待执行的任务的起始位置和终止位置计算出拖车的重载路程；

viii.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的重驶耗时，即Token在第十七库所P17(拖车执行装船任务重载行驶)的耗时时长；

2)激发第十一变迁T11(拖车空载行驶到龙门吊下排队等待作业)：

i.若第十一变迁T11(拖车空载行驶到龙门吊下排队等待作业)激发，则说明拖车完成空驶，进入到龙门吊下等待作业；

ii.进入第十三库所P13(拖车执行装船任务空载等待)的Token激发第十二变迁T12(拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业)需等待时长为：第十三库所P13(拖车执行装船任务空载等待)中同作业龙门吊的Token的最大等待耗时加上该Token对应的作业龙门吊的作业耗时；

3)激发第十四变迁T14(拖车装载集装箱行驶到岸桥下排队等待作业)：

i.若第十四变迁T14(拖车装载集装箱行驶到岸桥下排队等待作业)激发，则说明拖车完成重驶，进入到岸桥下等待作业；

ii.进入第十六库所P16(拖车执行装船任务重载等待)的Token激发第十五变迁T15(拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业)需等待时长为：第十六库所P16(拖车执行装船任务重载等待)中同作业岸桥的Token的最大等待耗时加上该Token对应的作业岸桥的作业耗时；

4)激发第十变迁T10(岸桥作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池)：

i.将第十库所P10(空拖车池)中的Token数量加1，其Token有附带标识：当前的位置信息，不同的位置信息Token的颜色不同；

ii.已完成装船任务，将第八库所P8(已完成卸船作业池)中的Token数量加1；

结合港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据，分析非装船卸船作业的任务在龙门吊或者岸桥下的等待作业情况，对等待耗时增加时间差t；

循环判断变迁激发，直至第七库所P7(卸船任务池)和第十二库所P12(装船任务池)中无Token结束循环。

进一步参考图4，作为对上述各图所示方法的实现，本申请提供了一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

本申请实施例提供了一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演装置，包括：

有色Petri网模型构建模块1，被配置为建立基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型，用多个库所表示集装箱码头船舶作业的状态，库所里面的每个Token为集装箱，用多个变迁表示集装箱码头船舶作业的变化，库所和变迁之间采用有向弧标识，并通过不同的颜色标识每个Token在每个库所中的等待时间；

数据获取模块2，被配置为获取集装箱码头船舶作业预设数据，并输入有色Petri网模型；

变迁激发模块3，被配置为轮巡有色Petri网模型的每个变迁，并判断变迁是否激发，若变迁激发，则根据变迁将Token在库所之间进行流通，若变迁无激发，则将当前时间增加时间差t并重复执行有色Petri网模型构建模块至变迁激发模块，变迁的激发条件为进入变迁的有向弧相连的源库所中含有要求的Token且满足Token的标记等待耗时，时间差t为所有库所的所有Token标记的等待时间最小的时间。

下面参考图5，其示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备(例如图1所示的服务器或终端设备)的计算机装置500的结构示意图。图5示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，计算机装置500包括中央处理单元(CPU)501和图形处理器(GPU)502，其可以根据存储在只读存储器(ROM)503中的程序或者从存储部分509加载到随机访问存储器(RAM)504中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 504中，还存储有装置500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、GPU502、ROM 503以及RAM504通过总线505彼此相连。输入/输出(I/O)接口506也连接至总线505。

以下部件连接至I/O接口506：包括键盘、鼠标等的输入部分507；包括诸如、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分508；包括硬盘等的存储部分509；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分510。通信部分510经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器511也可以根据需要连接至I/O接口506。可拆卸介质512，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器511上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分509。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分510从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质512被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501和图形处理器(GPU)502执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本申请所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的装置、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的装置来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：建立基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型，用多个库所表示集装箱码头船舶作业的状态，库所里面的每个令牌为集装箱，用多个变迁表示集装箱码头船舶作业的变化，库所和变迁之间采用有向弧标识，并通过不同的颜色标识每个令牌在每个库所中的等待时间；获取集装箱码头船舶作业预设数据，并输入有色Petri网模型；轮巡有色Petri网模型的每个变迁，并判断变迁是否激发，若变迁激发，则根据变迁将令牌在库所之间进行流通，若变迁无激发，则将当前时间增加时间差t并重复上述步骤，变迁的激发条件为进入变迁的有向弧相连的源库所中含有要求的令牌且满足令牌的标记等待耗时，时间差t为所有库所的所有令牌标记的等待时间最小的时间。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型，用多个库所表示集装箱码头船舶作业的状态，所述库所里面的每个令牌为集装箱，用多个变迁表示集装箱码头船舶作业的变化，所述库所和变迁之间采用有向弧标识，并通过不同的颜色标识每个令牌在每个库所中的等待时间；

S2，获取集装箱码头船舶作业预设数据，并输入所述有色Petri网模型；

S3，轮巡所述有色Petri网模型的每个变迁，并判断所述变迁是否激发，若所述变迁激发，则根据所述变迁将所述令牌在所述库所之间进行流通，若所述变迁无激发，则将当前时间增加时间差t并重复步骤S1-S3，所述变迁的激发条件为进入所述变迁的有向弧相连的源库所中含有要求的令牌且满足令牌的标记等待耗时，所述时间差t为所有库所的所有令牌标记的等待时间最小的时间。

2.根据权利要求1所述的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，其特征在于，所述集装箱码头船舶作业预设数据包括每台岸桥的装卸清单数据、每台岸桥的作业效率、每台龙门吊的作业效率、每辆拖车的作业效率、岸桥的排班计划、龙门吊的排班计划、拖车的排班计划、港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据。

3.根据权利要求2所述的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，其特征在于，所述每台岸桥的装卸清单数据包括具体的装船卸船指令、每条指令的顺序以及每个集装箱的尺寸、箱型、空重、箱主、港口、贸易类型；所述每台岸桥的作业效率包括每台岸桥的平均作业效率；所述每台龙门吊的作业效率包括每台龙门吊的平均作业效率；所述每辆拖车的作业效率包括使用的拖车中每辆拖车的平均台时；所述岸桥的排班计划包括每台岸桥每个时间段的司机安排；所述龙门吊的排班计划包括每台龙门吊每个时间段的司机安排；所述拖车的排班计划包括每辆拖车每个时间段的司机安排；所述港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据包括外拖进港情况、场内集装箱堆存情况以及整场指令情况。

4.根据权利要求3所述的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，其特征在于，所述有色Petri网模型中的所述库所包括：

第一库所P1，表示执行卸船任务时的岸桥作业；

第二库所P2，表示拖车执行卸船任务重载行驶；

第三库所P3，表示拖车执行卸船任务重载等待；

第四库所P4，表示执行卸船任务时的龙门吊作业；

第五库所P5，表示拖车执行卸船任务空载行驶；

第六库所P6，表示拖车执行卸船任务空载等待；

第七库所P7，表示卸船任务池；

第八库所P8，表示已完成卸船作业池；

第九库所P9，表示为空拖车分配任务；

第十库所P10，表示空拖车池；

第十一库所P11，表示已完成装船作业池；

第十二库所P12，表示装船任务池；

第十三库所P13，表示拖车执行装船任务空载等待；

第十四库所P14，表示拖车执行装船任务空载行驶；

第十五库所P15，表示执行装船任务时的岸桥作业；

第十六库所P16，表示拖车执行装船任务重载等待；

第十七库所P17，表示拖车执行装船任务重载行驶；

第十八库所P18，表示执行装船任务时的龙门吊作业。

5.根据权利要求4所述的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，其特征在于，所述有色Petri网模型中的所述变迁包括：

第一变迁T1，表示岸桥作业完成，拖车开始运输集装箱；

第二变迁T2，表示拖车装载集装箱行驶到龙门吊下排队等待作业；

第三变迁T3，表示拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业；

第四变迁T4，表示龙门吊作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池；

第五变迁T5，表示拖车空载行驶到岸桥下排队等待作业；

第六变迁T6，表示拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业；

第七变迁T7，表示完成拖车任务派发计算，拖车执行卸船任务；

第八变迁T8，表示依次对空拖车派发任务计算；

第九变迁T9，表示完成拖车任务派发计算，拖车执行装船任务；

第十变迁T10，表示岸桥作业完成，拖车变为空拖车纳入空拖车池；

第十一变迁T11，表示拖车空载行驶到龙门吊下排队等待作业；

第十二变迁T12，表示拖车在龙门吊下完成排队，龙门吊开始吊集装箱作业；

第十三变迁T13，表示龙门吊作业完成，拖车开始运输集装箱；

第十四变迁T14，表示拖车装载集装箱行驶到岸桥下排队等待作业；

第十五变迁T15，表示拖车在岸桥下完成排队，岸桥开始吊集装箱作业。

6.根据权利要求5所述的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，其特征在于，第七库所P7和第九库所P9与第五库所P5之间的变迁为第七变迁T7，第五库所P5与第六库所P6之间的变迁为第五变迁T5，第六库所P6与第一库所P1之间的变迁为第六变迁T6，第一库所P1与第二库所P2之间的变迁为第一变迁T1，第二库所P2与第三库所P3之间的变迁为第二变迁T2，第三库所P3与第四库所P4之间的变迁为第三变迁T3，第四库所P4与第八库所P8和第十库所P10之间的变迁为第四变迁T4，第十库所P10与第九库所P9之间的变迁为第八变迁T8；第十二库所P12和第九库所P9与第十四库所P14之间的变迁为第九变迁T9，第十四库所P14与第十三库所P13之间的变迁为第十一变迁T11，第十三库所P13与第十八库所P18之间的变迁为第十二变迁T12，第十八库所P18与第十七库所P17之间的变迁为第十三变迁T13，第十七库所P17与第十六库所P16之间的变迁为第十四变迁T14，第十六库所P16与第十五库所P15之间的变迁为第十五变迁T15，第十五库所P15与第十库所P10和第十一库所P11之间的变迁为第十变迁T10。

7.根据权利要求6所述的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，其特征在于，执行卸船任务过程中所经历的变迁激发的步骤具体包括：

1)激发第七变迁T7：

i.若第七变迁T7激发，则说明在第九库所P9的空拖车任务分配中计算出的拖车待执行任务为卸船任务；

ii.将第七库所P7中的卸船任务令牌数量减少1；

iii.通过箱号计算出允许堆存的具体位置，即在场区使用的龙门吊信息；

iv.通过任务信息得到负责作业的岸桥信息；

v.结合设备作业效率以及司机的排班，分析出负责此集装箱作业过程中岸桥设备作业时长和龙门吊的设备作业时长，即令牌在第一库所P1和第四库所P4的耗时时长；

vi.将拖车上次执行的任务结束位置设为拖车当前位置，计算出拖车的空驶路程；

vii.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的空驶耗时，即令牌在第五库所P5的耗时时长；

viii.根据待执行的任务的起始位置和终止位置计算出拖车的重载路程；

ix.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的重驶耗时，即令牌在第二库所P2的耗时时长；

2)激发第五变迁T5：

i.若第五变迁T5激发，则说明拖车完成空驶，进入到岸桥下等待作业；

ii.进入第六库所P6的令牌激发第六变迁T6需等待时长为：第六库所P6中同作业岸桥的令牌的最大等待耗时加上与该令牌对应的作业岸桥的作业耗时；

3)激发第二变迁T2：

i.若第二变迁T2激发，则说明拖车完成重驶，进入到龙门吊下等待作业；

ii.进入第三库所P3的令牌激发第三变迁T3需等待时长为：第三库所P3中同作业龙门吊的令牌的最大等待耗时加上该令牌对应的作业龙门吊的作业耗时；

4)激发第四变迁T4：

i.将第十库所P10中的令牌数量加1，其令牌有附带标识：当前的位置信息，不同的位置信息令牌的颜色不同；

ii.已完成卸船任务，将第八库所P8中的令牌数量加1；

执行装船任务过程中所经历的变迁激发的步骤具体包括：

1)激发第九变迁T9：

i.若第九变迁T9激发，说明P9(为空拖车分配任务)空拖车任务分配中计算出的拖车待执行任务为装船任务；

ii.将第十二库所P12中的装船任务令牌数量减少1；

iii.根据任务信息得出使用的龙门吊信息、目标作业位置岸桥信息；

iv.结合设备作业效率以及司机的排班，分析出负责此集装箱作业过程中岸桥设备作业时长和龙门吊的设备作业时长，即令牌在第十五库所P15和第十八库所P18的耗时时长；

v.将拖车上次执行的任务结束位置设为拖车当前位置，计算出拖车的空驶路程；

vi.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的空驶耗时，即令牌在第十三库所P13的耗时时长；

vii.根据待执行的任务的起始位置和终止位置计算出拖车的重载路程；

viii.根据拖车的台时以及司机安排，推算出拖车的重驶耗时，即令牌在第十七库所P17的耗时时长；

2)激发第十一变迁T11：

i.若第十一变迁T11激发，则说明拖车完成空驶，进入到龙门吊下等待作业；

ii.进入第十三库所P13的令牌激发第十二变迁T12需等待时长为：第十三库所P13中同作业龙门吊的令牌的最大等待耗时加上该令牌对应的作业龙门吊的作业耗时；

3)激发第十四变迁T14：

i.若所述第十四变迁T14激发，则说明拖车完成重驶，进入到岸桥下等待作业；

ii.进入第十六库所P16的令牌激发第十五变迁T15需等待时长为：第十六库所P16中同作业岸桥的令牌的最大等待耗时加上该令牌对应的作业岸桥的作业耗时；

4)激发第十变迁T10：

i.将第十库所P10中的令牌数量加1，其令牌有附带标识：当前的位置信息，不同的位置信息令牌的颜色不同；

ii.已完成装船任务，将第八库所P8中的令牌数量加1；

循环判断变迁激发，直至第七库所P7和第十二库所P12中无令牌结束循环。

8.根据权利要求2所述的基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演方法，其特征在于，结合所述港区内其他作业实时情况数据以及堆场箱清单数据，分析非装船卸船作业的任务在龙门吊或者岸桥下的等待作业情况，对等待耗时增加时间差t；若当前时间增加时间差t，则所有的库所的所有令牌标记的等待时间减少时间差t，船舶总的作业时长T_ship增加时间差t，该令牌对应的岸桥的总作业时长T_qc增加时间差t。

9.一种基于Petri网的集装箱码头船舶作业预演装置，其特征在于，包括：

有色Petri网模型构建模块，被配置为建立基于集装箱码头装船和卸船作业的有色Petri网模型，用多个库所表示集装箱码头船舶作业的状态，所述库所里面的每个令牌为集装箱，用多个变迁表示集装箱码头船舶作业的变化，所述库所和变迁之间采用有向弧标识，并通过不同的颜色标识每个令牌在每个库所中的等待时间；

数据获取模块，被配置为获取集装箱码头船舶作业预设数据，并输入所述有色Petri网模型；

变迁激发模块，被配置为轮巡所述有色Petri网模型的每个变迁，并判断所述变迁是否激发，若所述变迁激发，则根据所述变迁将所述令牌在所述库所之间进行流通，若所述变迁无激发，则将当前时间增加时间差t并重复执行有色Petri网模型构建模块至变迁激发模块，所述变迁的激发条件为进入所述变迁的有向弧相连的源库所中含有要求的令牌且满足令牌的标记等待耗时，所述时间差t为所有库所的所有令牌标记的等待时间最小的时间。

10.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

Images