CN117035349A - 一种干散货码头作业调度推演方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种干散货码头作业调度推演方法及系统，涉及码头调度领域，方法包括：基于各泊位的量级确定设定时间段内停泊到码头上的船舶构成的船舶集合；对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举，得到多个船舶排序集合；对于每个船舶排序集合，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间；对于每个船舶排序集合，计算单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量；以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标，从多个船舶排序集合中确定一个船舶排序集合作为最终执行的船舶进入码头的顺序。本发明提高了调度效率。

Description

一种干散货码头作业调度推演方法及系统
技术领域
本发明涉及码头调度技术领域，特别是涉及一种干散货码头作业调度推演方法及系统。
背景技术
目前干散货码头普遍实现了经营管理的信息化与设备控制的自动化，客户服务也向智能化前进了一步，但尚未达到智慧化、大数据应用与人工智能的水平。随着智慧港口理念的逐渐推广，环渤海周边沿海以及国内沿海集装箱码头、散料码头也已向信息化、数字化、智能化转型，干散货港口若要快速顺应行业环境、继续保持智能化建设优势，需要从信息化、数字化、智能化的横向建设发展转变为纵向提高。
干散货码头智慧化的基础在于更规范、智能的港口调度体系，以及更具效率的调度能力，这些智能化纵向提升需求及同步吞吐量的持续提升要求给干散货码头的生产调度增加了压力，相应地也给管理人员带来了新的难题，即如何保证调度效率以及如何有效进行调度决策。
发明内容
本发明的目的是提供一种干散货码头作业调度推演方法及系统，提高了调度效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种干散货码头作业调度推演方法，包括：
基于各泊位的量级确定设定时间段内停泊到码头上的船舶构成的船舶集合；所述船舶集合包括各船舶进入对应泊位的预计抵达时间以及各船舶的装船任务；
基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举；基于穷举的结果，得到多个船舶排序集合，各船舶排序集合中包括各船舶的装船任务和更新后的预计抵达时间；
对于每个船舶排序集合，基于装船机的移动规则、装船机的接收任务规则以及取料机的移动规则，按照装船任务的排序，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间；
对于每个船舶排序集合，根据各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间，计算单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量；所述机器包括装船机和取料机；
以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标，从多个船舶排序集合中确定一个船舶排序集合作为最终执行的船舶进入码头的顺序。
可选地，基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶，进入码头的顺序进行穷举；基于穷举的结果，得到多个船舶排序集合，各船舶排序集合中包括各船舶的装船任务和更新后的预计抵达时间，具体包括：
基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举，得到第一穷举结果；
对于装船任务顺序没有进行预先设定的船舶，对装船任务进行穷举，得到第二穷举结果；
基于所述第一穷举结果和所述第二穷举结果，得到多个船舶排序集合，且各船舶排序集合中各船舶的装船任务顺序是确定的。
可选地，对于每个船舶排序集合，基于装船机的移动规则、装船机的接收任务规则以及取料机的移动规则，按照装船任务的排序，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间，具体包括：
按照装船任务的排序，基于装船机的移动规则和接收任务规则，依次为每个装船任务匹配装船机，确定各装船任务的开始时间；
对于确定了开始时间的装船任务，基于取料机的移动规则和各取料机的位置，为确定了开始时间的装船任务匹配取料机；
根据匹配装船任务的取料机，确定取料机对于当前装船任务的取料开始时间和取料接收时间；
根据取料机对于当前装船任务的取料结束时间，确定当前装船任务的结束时间；
根据各装船任务的结束时间确定各船舶的离开码头的时间。
可选地，所述装船机的移动规则为各装船机沿着各泊位依次顺序排列，各装船机之间不能越位运动。
可选地，所述装船机的接收任务规则为：
将当前装船机的左侧装船机的位置和右侧装船机的位置之间的范围，作为当前装船机的可移动范围；
若当前装船任务的对应泊位在当前装船机的可移动范围内，且当前装船机空闲，则确定当前装船任务的开始时间，并将当前装船任务与当前装船机绑定。
可选地，所述码头上包括多个依次排列的堆场，各堆场包括依次排列的垛位，各堆场的垛位平行排列，每两个堆场之间为取料机的移动线路。
可选地，所述取料机的移动规则为：
一个移动线路上设置1个或者2个取料机，若一个移动线路上设有2个取料机，则2个取料机不能越位运动。
可选地，所述装船任务包括取货地点、取货品种和取货数量，所述取货地点包括堆场编号和垛位编号。
可选地，若两个所述装船任务之间存在配煤任务约束，则两个所述装船任务的约束条件为同时进行。
本发明公开了一种干散货码头作业调度推演系统，包括：
船舶集合确定模块，用于基于各泊位的量级确定设定时间段内停泊到码头上的船舶构成的船舶集合；所述船舶集合包括各船舶进入对应泊位的预计抵达时间以及各船舶的装船任务；
船舶排序集合确定模块，用于基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举；基于穷举的结果，得到多个船舶排序集合，各船舶排序集合中包括各船舶的装船任务和更新后的预计抵达时间；
装船任务分配模块，用于对于每个船舶排序集合，基于装船机的移动规则、装船机的接收任务规则以及取料机的移动规则，按照装船任务的排序，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间；
空闲机器和装载率计算模块，用于对于每个船舶排序集合，根据各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间，计算单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量；所述机器包括装船机和取料机；
船舶排序优化模块，用于以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标，从多个船舶排序集合中确定一个船舶排序集合作为最终执行的船舶进入码头的顺序。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明通过穷举船舶进入码头的排序组合，为各种组合分配装船任务，计算各装船任务单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量，并以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标，选择最优的船舶进入码头的顺序，提高了调度效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种干散货码头作业调度推演方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的码头作业场景空间要素布置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种干散货码头作业调度推演系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种干散货码头作业调度推演方法及系统，提高了调度效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的一种干散货码头作业调度推演方法，具体包括如下步骤。
步骤101：基于各泊位的量级确定设定时间段内停泊到码头上的船舶构成的船舶集合；所述船舶集合包括各船舶进入对应泊位的预计抵达时间以及各船舶的装船任务。
步骤102：基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举；基于穷举的结果，得到多个船舶排序集合，各船舶排序集合中包括各船舶的装船任务和更新后的预计抵达时间。
步骤103：对于每个船舶排序集合，基于装船机的移动规则、装船机的接收任务规则以及取料机的移动规则，按照装船任务的排序，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间。
其中，步骤103位每个船舶排序集合匹配至少一个取装调度方案，取装调度方案包括各船舶停入对应泊位的时间、与各装船任务匹配的装船机、以及与各装船任务匹配的取料机、各装船任务的开始时间和结束时间。
若每个装船任务能够匹配多个装船机，或者确定了开始时间的装船任务能够匹配多个取料机，则计算每种匹配组合情况下各装船任务的结束时间确定各船舶的离开码头的时间，每种匹配组合均对应一个取装调度方案。
步骤104：对于每个船舶排序集合，根据各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间，计算单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量；所述机器包括装船机和取料机。
其中，步骤104，若每个船舶排序集合对应多个取装调度方案，则计算每个取装调度方案对应的单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量。
步骤105：以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标，从多个船舶排序集合中确定一个船舶排序集合作为最终执行的船舶进入码头的顺序。
用户根据需要选择以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标。
其中，装载量为从堆场装到船上的作业量，单位时间内机器作业空闲时间最少即为单位时间内空闲机器的数量最少。
对于最优目标为机器作业空闲时间最少的问题，使用最短作业优先(SJF)算法，根据作业的执行时间来进行调度，优先选择执行时间最短的作业，从而尽量减少机器的空闲时间。
对于最优目标为指定时间内作业量最大的问题，使用动态规划算法。定义一个状态转移方程来描述问题的最优子结构，通过求解子问题的最优解来得到原问题的最优解。具体实现时，根据问题的约束条件和限制，定义合适的状态转移思路，计算在指定时间内能够完成的最大作业量。
其中，步骤101中设定时间段为一天(24小时)。
如图2所示，建立完整的码头空间维度内生产沿线各建筑物(翻车机房、转接塔、堆场、岸基、泊位等)、设备(翻车机、堆料机、取料机、皮带机、装船机等)档案信息，供算法底层基础数据支撑。
码头的空间要素包括泊位、装船机、取料机、堆场和轨道。装船机和取料机均按照设定轨道运行。
泊位为5个，分别为泊位805、泊位804、泊位803、泊位802和泊位801。
装船机为4个，分别为装船机SL4、装船机SL3、装船机SL2和装船机SL1。
取料机为7个，分别为取料机R1、取料机R2、取料机R3、取料机R4、取料机R5、取料机R6和取料机R7。
码头的空间要素的基本规则包括：
泊位规则：泊位805、泊位804、泊位803、泊位802和泊位801，分别对应靠泊能力吨级(万吨)5、7、7、10和10。
装船机规则：泊位801对应装船机SL4和SL3(泊位801同量级载重小的优先)；
泊位802对应装船机SL4、SL3、SL2(泊位802同量级载重大的优先)；
泊位803对应装船机SL3、SL4、SL2；
泊位804对应装船机SL3、SL2、SL1；
泊位805对应装船机SL2、SL1。
取料机与场地线路对应规则：
线路1上设置取料机R1和R2；线路2上设置取料机R3和R4；线路3上设置取料机R5和R5；线路4上设置取料机R7。
图2中BF1-BF3均表示翻车机的轨道皮带机，BH1-BH3均表示翻车机坑道皮带机与堆场堆料作业皮带机之间的连接皮带机，BD1-BD5均表示堆场堆料作业皮带机，BQ1-BQ7均表示堆场取料作业皮带机，BJ1-BJ5均表示堆场取料作业皮带机与码头皮带机之间的连接皮带机，BM1-BM5均表示码头皮带机，T1-T12均为翻车机。
使用一个数组结构来表示码头拓扑结构，其中包含堆料机、取料机、装船机等存储结构和方法函数。
存储每个泊位可用的装船机列表。
对于船舶信息，根据船舶最大载重吨需给定，以决定船舶对应优选的泊位；船舶配载计划需给定，根据限制条件决定最终结果，不符合规则的船舶信息，判断不参与计算。
船舶信息包括船名，舱编号、容量、船舶最大载重吨、船舶配载计划数组(装船任务)、船舶到港时间(预计抵达时间)、配载吨和是否优先级。
其中，步骤102具体包括：
基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举，得到第一穷举结果。
对于装船任务顺序没有进行预先设定的船舶，对装船任务进行穷举，得到第二穷举结果。对于指定了装船任务顺序的装船任务顺序不能改变。
基于所述第一穷举结果和所述第二穷举结果，得到多个船舶排序集合，且各船舶排序集合中各船舶的装船任务顺序是确定的。
其中，步骤103具体包括：
按照装船任务的排序，基于装船机的移动规则和接收任务规则，依次为每个装船任务匹配装船机，确定各装船任务的开始时间。
对于确定了开始时间的装船任务，基于取料机的移动规则和各取料机的位置，为确定了开始时间的装船任务匹配取料机。
根据匹配装船任务的取料机，确定取料机对于当前装船任务的取料开始时间和取料接收时间。
根据取料机对于当前装船任务的取料结束时间，确定当前装船任务的结束时间。更具体地，根据取料机的取料速度和取料数量确定取料结束时间。取料速度由取料机确定，取料数量由装船任务确定。
根据各装船任务的结束时间确定各船舶的离开码头的时间。
取料机取料之后将按照移动线路将获取的物料输送到装船机。
所述装船机的移动规则为各装船机沿着各泊位依次顺序排列，各装船机之间不能越位运动，即装船机只能在两侧装船机之间的范围内作业。
所述装船机的接收任务规则为：将当前装船机的左侧装船机的位置和右侧装船机的位置之间的范围，作为当前装船机的可移动范围。
若当前装船任务的对应泊位在当前装船机的可移动范围内，且当前装船机空闲，则确定当前装船任务的开始时间，并将当前装船任务与当前装船机绑定。
所述码头上包括多个依次排列的堆场，各堆场包括依次排列的垛位，各堆场的垛位平行排列，每两个堆场之间为取料机的移动线路。
所述取料机的移动规则为：一个移动线路上设置1个或者2个取料机，若一个移动线路上设有2个取料机，2个取料机为串联关系，则2个取料机不能越位运动。
所述装船任务包括取货地点、取货品种和取货数量，所述取货地点包括堆场编号和垛位编号，即从哪个堆场的哪个垛位取货。
若两个所述装船任务之间存在配煤任务约束，则两个所述装船任务的约束条件为同时进行，即两个装船任务均匹配上取料机之后，两个取料机同时开始进行取料。
本实施例为船舶筛选出较优的靠泊泊位并估算靠离泊位时间，目标是使港口作业效率最大和船舶在港时间最短，提供靠泊推荐计划。
对于装船机的存储信息包括装船机的名称、当前位置、左侧装船机位置、右侧装船机位置、维修开始时间、维修结束时间、当前作业任务(装船任务)。
当装船机完成以此装船任务后，更新当前位置信息。
例如：装船任务的位置work.Position是(100,0,0)，假设装船机当前位置是(10,0,0)，那么首先需要判断左侧装船机的位置Left.Position，右侧装船机的位置right.Position，通过获得Left.Position和right.Position建立一个当前装船机的可移动范围range，即：range＝[Left.Position，right.Position]。
依此判断work.Position是多少，是否包含在这个range里面，同时考虑装船任务的开始时间和结束时间与装船机当前现有的工作列表中的时间是否有重叠。如果有，那么任务此装船机无法接受。把装船机制作成动态的节点，包含了响应的函数，动态的判断装船机是否可以接受装船任务。
结合堆场空间，判断任务丢入对应线路后的机器分布，计算机器空闲时间，这种排列次序采用穷举法，自动运算所有可能性。
考虑机器互斥。找到空闲时间最少的组合，应用它。具体思路：以一条线路为例，将任务看做点，一条线上2个机器(取料机)，命名为a1,a2，对应装船任务命名为q1,q2，已知a1！＝a2，并且如果线路是X轴，基于空间分布规则，那么a1的位置小于a2。进一步求得a1,a2与q1,q2的所有可能性。进一步根据空间垛位实际位置分布，堆场空间内，从左至右是1-13垛位，则根据任务场地，和当前a1,a2在X坐标轴上的位置，即可明确q1,q2参与空间要素中场地的时机。进一步得出多组取装计划组合，并计算出最优的第一组数据，结合时间维度中完成时间的不同，后续数据自然根据前面的条件，接续生成推荐组合数据。
进一步根据组合优选，配置对应装船机，船舶进港结合码头实际空间位置，不是优选的船进入等待队列，通过优选结果，把计算完成的船舶，放入完成队列，计算完成的船舶包含泊位信息。
进一步当有泊位空闲时，等待队列里适合该泊位的船舶进入算法逻辑，同时，需把该时间点包含重合的所有任务与新进入的船舶再次比对，以此类推。
本发明构建船舶-泊位-装船机-垛位-取料机多维度集合拓扑的数据处理模型，每种船舶排序集合确定至少一套取装任务分配组合。
本发明一种干散货码头作业调度推演方法分为基础数据单元、模型与算法单元、可视化显示单元等三部分功能。
一、基础数据单元包括生产数据导入、档案管理及其他数据接口，具体功能包括：
1、基础档案管理功能，建立完整的码头空间维度内生产沿线各建筑物(翻车机房、转接塔、堆场、岸基、泊位等)、设备(翻车机、堆料机、取料机、皮带机、装船机等)档案信息，供算法底层基础数据支撑。
2、生产数据导入。算法底层生产实时信息从生产管理系统自动提取，包括：锚地信息、泊位信息、预抵船舶信息等。
3、其他数据接口。系统提供对其他系统设备、环境、能耗数据的计算接口，自动获取设备计划维修、突发故障、润滑保养等信息，天气因素、电耗信息等。
二、模型算法单元设定船舶总在港时间最短、装卸设备利用率最大、流程冲突最小等多目标优化，通过分配不同的目标权重，应用适用性算法计算并推荐优化后的计划及调度排程方案。主要功能包括：
1、靠泊计划推荐。在船舶抵锚和具备进港条件下，兼顾船舶抵锚顺序和港口装船效率，根据港口泊位船舶作业情况、设备(取装流程)情况、场存、航道通行情况，模拟船舶进港靠泊及在泊位上的装船作业情况，为船舶筛选出较优的靠泊泊位并估算靠离泊位时间，目标是使港口作业效率最大和船舶在港时间最短，提供靠泊推荐计划。
把堆场实时堆存、船舶预报、船舶动态、船舶配载图、设备维修计划、装船要求、卸车计划等信息作为输入条件，上述条件有可视界面，能进行调整。
计划员可对泊位上船舶和计划中船舶进行优先级设置，在自动计算推演时，优先安排设置优先级的船舶，如果没有优先级，则将所有船舶进行一次排列组合，根据不同的排列组合，分别计算出流程使用情况。
2、取装计划推荐。由于装船与取垛调度优化目标相对复杂，且涉及大量的专业知识、经验和规则，需构建后台知识库，进行调度规则和约束条件的定性推理。
根据垛位可用取料机信息和泊位可用装船机信息，计算出流程使用数据，结合取料量，可计算出流程使用时长。
把码头实时信息、船舶配载计划、在港船舶信息、设备维修计划、堆场信息等，作为输入条件，上述条件有可视界面，能进行调整。
根据算法计算出调运推荐方案，中控调度可对装船计划、取垛计划推荐及维修计划等进行调整，调整后，算法对上述条件改变后的情况进行重新计算，检验装船计划、取垛计划、流程推荐、维修计划是否能完成，是否存在冲突的情况等。
三、可视化显示单元包括计划推演页面和调度推荐页面，具体包括：
1、计划推荐页面：提供自选时间段内待靠泊船舶顺序，点击可查看计划列表内的船舶配载计划及取垛计划，可视化页面支持修改。
2、调度推荐页面：根据计划推荐，结合船舶配载计划自动给出调运流程推荐，输出方式包括推荐列表与甘特图，其中甘特图提供自选时间维度下的所有资源的任务分配，并可动态调整以满足实际调运的特殊状况及人为需求。
实施例2
如图3所示，本实施例提供了一种干散货码头作业调度推演系统，包括：
船舶集合确定模块201，用于基于各泊位的量级确定设定时间段内停泊到码头上的船舶构成的船舶集合；所述船舶集合包括各船舶进入对应泊位的预计抵达时间以及各船舶的装船任务。
船舶排序集合确定模块202，用于基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举；基于穷举的结果，得到多个船舶排序集合，各船舶排序集合中包括各船舶的装船任务和更新后的预计抵达时间。
装船任务分配模块203，用于对于每个船舶排序集合，基于装船机的移动规则、装船机的接收任务规则以及取料机的移动规则，按照装船任务的排序，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间。
空闲机器和装载率计算模块204，用于对于每个船舶排序集合，根据各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间，计算单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量；所述机器包括装船机和取料机。
船舶排序优化模块205，用于以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标，从多个船舶排序集合中确定一个船舶排序集合作为最终执行的船舶进入码头的顺序。
本实施例一种干散货码头作业调度推演系统的工作流程为：
确定空间机器冲突最小，流程作业时间最大化目标。
定义码头空间要素基本规则。
融合时间维度和空间维度，构建船舶-泊位-装船机-垛位-取料机多维度集合拓扑的数据处理模型。
生成设定时间点内最优排泊推荐方案与取装推荐方案。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，包括：
基于各泊位的量级确定设定时间段内停泊到码头上的船舶构成的船舶集合；所述船舶集合包括各船舶进入对应泊位的预计抵达时间以及各船舶的装船任务；
基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举；基于穷举的结果，得到多个船舶排序集合，各船舶排序集合中包括各船舶的装船任务和更新后的预计抵达时间；
对于每个船舶排序集合，基于装船机的移动规则、装船机的接收任务规则以及取料机的移动规则，按照装船任务的排序，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间；
对于每个船舶排序集合，根据各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间，计算单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量；所述机器包括装船机和取料机；
以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标，从多个船舶排序集合中确定一个船舶排序集合作为最终执行的船舶进入码头的顺序。
2.根据权利要求1所述的干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶，进入码头的顺序进行穷举；基于穷举的结果，得到多个船舶排序集合，各船舶排序集合中包括各船舶的装船任务和更新后的预计抵达时间，具体包括：
基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举，得到第一穷举结果；
对于装船任务顺序没有进行预先设定的船舶，对装船任务进行穷举，得到第二穷举结果；
基于所述第一穷举结果和所述第二穷举结果，得到多个船舶排序集合，且各船舶排序集合中各船舶的装船任务顺序是确定的。
3.根据权利要求1所述的干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，对于每个船舶排序集合，基于装船机的移动规则、装船机的接收任务规则以及取料机的移动规则，按照装船任务的排序，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间，具体包括：
按照装船任务的排序，基于装船机的移动规则和接收任务规则，依次为每个装船任务匹配装船机，确定各装船任务的开始时间；
对于确定了开始时间的装船任务，基于取料机的移动规则和各取料机的位置，为确定了开始时间的装船任务匹配取料机；
根据匹配装船任务的取料机，确定取料机对于当前装船任务的取料开始时间和取料接收时间；
根据取料机对于当前装船任务的取料结束时间，确定当前装船任务的结束时间；
根据各装船任务的结束时间确定各船舶的离开码头的时间。
4.根据权利要求1所述的干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，所述装船机的移动规则为各装船机沿着各泊位依次顺序排列，各装船机之间不能越位运动。
5.根据权利要求1所述的干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，所述装船机的接收任务规则为：
将当前装船机的左侧装船机的位置和右侧装船机的位置之间的范围，作为当前装船机的可移动范围；
若当前装船任务的对应泊位在当前装船机的可移动范围内，且当前装船机空闲，则确定当前装船任务的开始时间，并将当前装船任务与当前装船机绑定。
6.根据权利要求1所述的干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，所述码头上包括多个依次排列的堆场，各堆场包括依次排列的垛位，各堆场的垛位平行排列，每两个堆场之间为取料机的移动线路。
7.根据权利要求6所述的干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，所述取料机的移动规则为：
一个移动线路上设置1个或者2个取料机，若一个移动线路上设有2个取料机，则2个取料机不能越位运动。
8.根据权利要求6所述的干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，所述装船任务包括取货地点、取货品种和取货数量，所述取货地点包括堆场编号和垛位编号。
9.根据权利要求1所述的干散货码头作业调度推演方法，其特征在于，若两个所述装船任务之间存在配煤任务约束，则两个所述装船任务的约束条件为同时进行。
10.一种干散货码头作业调度推演系统，其特征在于，包括：
船舶集合确定模块，用于基于各泊位的量级确定设定时间段内停泊到码头上的船舶构成的船舶集合；所述船舶集合包括各船舶进入对应泊位的预计抵达时间以及各船舶的装船任务；
船舶排序集合确定模块，用于基于各泊位的量级，对各预计抵达时间之差小于设定阈值的船舶进入码头的顺序进行穷举；基于穷举的结果，得到多个船舶排序集合，各船舶排序集合中包括各船舶的装船任务和更新后的预计抵达时间；
装船任务分配模块，用于对于每个船舶排序集合，基于装船机的移动规则、装船机的接收任务规则以及取料机的移动规则，按照装船任务的排序，依次确定各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间；
空闲机器和装载率计算模块，用于对于每个船舶排序集合，根据各装船任务的开始时间和结束时间、各取料机对应的各个装船任务的取料开始时间和取料结束时间、以及各船舶的离开时间，计算单位时间内空闲机器的数量和单位时间内的装载量；所述机器包括装船机和取料机；
船舶排序优化模块，用于以单位时间内机器作业空闲时间最少或者单位时间内的装载量最大为目标，从多个船舶排序集合中确定一个船舶排序集合作为最终执行的船舶进入码头的顺序。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117592703A (zh) * 2023-11-17 2024-02-23 哪吒港航智慧科技(上海)有限公司 一种货主码头的船舶监控与作业方法、系统及设备

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