基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统及方法技术方案

本发明专利技术提供基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统，包括以下模块：锚地申请系统，用于管理本船信息，发送锚地申请请求，接收目前可用锚地资源列表，发送根据目前可用锚地资源列表选择的锚地信息；港口信息库；锚地信息库；岸基锚地资源匹配系统，用于接收锚地申请请求，根据锚地申请请求及锚地信息库的内容，按制定的算法流程，对现有锚地资源进行分配和调度，得出目前可用锚地资源列表，发送给锚地申请系统，接收锚地申请系统从目前可用锚地资源列表选出的锚地信息，并发送给锚地信息库更新。本发明专利技术基于双向匹配的思想，并采用无量纲线性加权和法对提供给待泊船舶的可用锚地进行优化，从而给待泊船舶提供更合适的可用锚地。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到码头管理与泊位分配优化领域，具体涉及一种基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统及方法。
技术介绍
不断增长的航运业务使得锚泊资源严重紧缺、锚泊程序不规范，无序锚泊现象严重，加之锚泊调度不合理，导致锚泊船舶发走锚、占越航道锚泊等现象频发。因此，对船舶锚泊进行有效匹配调度管理与优化十分必要。目前在长江上游港口锚地资源调度方面主要是由船舶事先进行报告，然后再由海事部门负责锚地以及锚位的分配，这种机制程序繁琐，人为因素影响较大，引发锚位冲突的风险较大。根据国际海事组织(IMO)的要求，现行的船舶(500总吨以上)必须安装AIS通讯设备，用于船-船和船-岸通讯。国家海事局也要求国内船舶在2010年以后必须安装AIS、电子航道图和VHF语音通话设备，这些设备为岸基和船舶之间实现控制指挥提供了条件。国内外学者对码头或锚地的泊位分配做了大量的研究，上海海事大学张茂林等提出了建立基于遗传算法的散货码头泊位快速分配系统的方法，并结合天津港煤码头的具体实例对泊位快速分配的方法进行了说明。李璨等(专利：CN103295061A)提出了一种基于自适应蚁群算法的船舶调度方法，并拿该方法与基本蚁群算法和遗传算法进行了比较分析；上海海事大学邬惠国等(专利号：CN102306352A)专利技术了一种船舶调配方案自动化生成方法，建立了相应的调度优化系统能自动生成最优航线并可对其进行验证。这些研究大都是在传统理论方法分基础上的改进优化，理论性较强。目前长江上游锚地泊位申请与分配是通过人工的方式完成。此种方法操作不便，容易发生错误，且不利于事后停泊信息统计查询。海事部门工作人员根据自己的工作经验做出判断完成锚位分配，缺乏成熟和标准化的模型和方法，准确度较低，对锚泊指挥人员的工作经验依赖性较高。此外，船舶锚泊过程优化程度不足，基本是先到先停的原则，对水位变化的影响、锚泊时间、船方需求以及锚泊后续的优化考虑较少。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统及方法，能够给待泊船舶提供更合适的可用锚地。本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统，其特征在于：它包括基于现行的船舶AIS通讯、电子航道图和公众无线数据网络连接的以下模块：设置在各船舶上的锚地申请系统，用于管理本船信息，发送锚地申请请求，接收目前可用锚地资源列表，发送根据目前可用锚地资源列表选择的锚地信息，发送停泊信息、离泊信息；设置在岸基管理方的港口信息库，用于存储已知港口列表及各港口的上游航道里程；各港口的上游航道里程指该港口与上游航道的起点之间的航道里程；设置在岸基管理方的锚地信息库，用于存储和更新港区当前通航水位信息、锚地资源列表、锚地属性以及锚地使用情况；以及设置在岸基管理方的岸基锚地资源匹配系统，用于接收锚地申请请求，根据锚地申请请求及锚地信息库的内容，按制定的算法流程，对现有锚地资源进行分配和调度，得出目前可用锚地资源列表，发送给锚地申请系统，接收锚地申请系统从目前可用锚地资源列表选出的锚地信息，并发送给锚地信息库更新，接收停泊信息、离泊信息并更新锚地信息库；所述的算法流程如下：根据锚地申请请求及锚地信息库的内容选出所有符合要求的可用锚地；对每个可用锚地，分别计算该可用锚地与发送锚地申请请求的船舶的目的港之间的距离，以及发送锚地申请请求的船舶到达该锚地的预计时间；采用无量纲线性加权和法计算每个可用锚地的无量纲变量，按无量纲变量的大小对所有符合要求的可用锚地进行排序，无量纲变量越小，对应的可用锚地的优先级越高；选择优先级最高的若干个可用锚地及其信息生成目前可用锚地资源列表，个数为预设值。按上述系统，所述的锚地申请请求包含本船舶信息、目的港、所需锚地水位、停泊时长、预约停泊时间；本船舶信息包含船舶标识、载货种类、船舶位置信息、当前航速；所述的锚地属性包括锚地名称、适用载货种类、锚地相对上游航道起点的里程、锚地当前水深、锚位信息，每个锚位信息包括锚位名称、锚位适用水位、锚位状态、所停船舶标识、锚位释放时间。利用上述系统实现的船岸间锚地申请与分配方法，其特征在于：它包含以下步骤：S1、提出锚地申请请求：设置在各船舶上的锚地申请系统向设置在岸基管理方的岸基锚地资源匹配系统提出锚地申请请求，锚地申请请求包含本船舶信息、目的港、所需锚地水位、停泊时长、预约停泊时间；本船舶信息包含船舶标识、载货种类、船舶位置信息、当前航速；S2、推送目前可用锚地资源列表：岸基锚地资源匹配系统接收各待泊船舶的锚地申请请求，根据锚地申请请求及锚地信息库的内容，按制定的算法流程，对现有锚地资源进行分配和调度，得出目前可用锚地资源列表，发送给对应的锚地申请系统；所述的算法流程如下：根据锚地申请请求及锚地信息库的内容选出所有符合要求的可用锚地；对每个可用锚地，分别计算该可用锚地与发送锚地申请请求的待泊船舶的目的港之间的距离，以及发送锚地申请请求的待泊船舶到达该锚地的预计时间；采用无量纲线性加权和法计算每个可用锚地的无量纲变量，按无量纲变量的大小对所有符合要求的可用锚地进行排序，无量纲变量越小，对应的可用锚地的优先级越高；选择优先级最高的若干个可用锚地及其信息生成目前可用锚地资源列表，个数为预设值；S3、选择锚地信息：船舶从目前可用锚地资源列表根据偏好选出锚地和锚位，并发送给岸基锚地资源匹配系统；一个锚地包含若干个锚位；所述的偏好包含的因素为：锚地与目的港的距离、能否尽快下锚、水位条件。按上述方法，还包括S4、岸基锚地资源匹配系统接收船舶选出的锚地和锚位信息，发送给锚地信息库更新相应的锚位状态为预定，预定者为发送锚地申请请求的船舶；如果一个锚位的状态为预定，那么在一个预设的固定时间内，只能等待其预定者的回复；如果在这个预设的固定时间内，其预定者到达该锚地并进入锚位，则更新相应的锚地状态为已使用，若未到达则由岸基锚地资源匹配系统向其预定者确认是否放弃此次锚地预定，如果其预定者确认放弃，则该锚位重新变为空闲，若其预定者不放弃预定，则由其预定者重新提出锚地申请请求。按上述方法，所述的S1锚地申请请求在待泊船舶到达预设的报告线时发出；选出所有符合要求的可用锚地时，首先选出符合锚地申请请求要求的空闲锚位，若有则仅将空闲锚位所在的锚地作为符合要求的可用锚地，若无符合要求的空闲锚位，则从处于使用状态的锚位中选取，选取办法如下：计算待泊船舶至各使用状态锚地的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统，其特征在于：它包括基于现行的船舶AIS通讯、电子航道图和公众无线数据网络连接的以下模块：设置在各船舶上的锚地申请系统，用于管理本船信息，发送锚地申请请求，接收目前可用锚地资源列表，发送根据目前可用锚地资源列表选择的锚地信息，发送停泊信息、离泊信息；设置在岸基管理方的港口信息库，用于存储已知港口列表及各港口的上游航道里程；各港口的上游航道里程指该港口与上游航道的起点之间的航道里程；设置在岸基管理方的锚地信息库，用于存储和更新港区当前通航水位信息、锚地资源列表、锚地属性以及锚地使用情况；以及设置在岸基管理方的岸基锚地资源匹配系统，用于接收锚地申请请求，根据锚地申请请求及锚地信息库的内容，按制定的算法流程，对现有锚地资源进行分配和调度，得出目前可用锚地资源列表，发送给锚地申请系统，接收锚地申请系统从目前可用锚地资源列表选出的锚地信息，并发送给锚地信息库更新，接收停泊信息、离泊信息并更新锚地信息库；所述的算法流程如下：根据锚地申请请求及锚地信息库的内容选出所有符合要求的可用锚地；对每个可用锚地，分别计算该可用锚地与发送锚地申请请求的船舶的目的港之间的距离，以及发送锚地申请请求的船舶到达该锚地的预计时间；采用无量纲线性加权和法计算每个可用锚地的无量纲变量，按无量纲变量的大小对所有符合要求的可用锚地进行排序，无量纲变量越小，对应的可用锚地的优先级越高；选择优先级最高的若干个可用锚地及其信息生成目前可用锚地资源列表，个数为预设值。...

【技术特征摘要】
1.一种基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统，其特征在于：它包括基于现行的船
舶AIS通讯、电子航道图和公众无线数据网络连接的以下模块：
设置在各船舶上的锚地申请系统，用于管理本船信息，发送锚地申请请求，接收目前可
用锚地资源列表，发送根据目前可用锚地资源列表选择的锚地信息，发送停泊信息、离泊信
息；
设置在岸基管理方的港口信息库，用于存储已知港口列表及各港口的上游航道里程；各
港口的上游航道里程指该港口与上游航道的起点之间的航道里程；
设置在岸基管理方的锚地信息库，用于存储和更新港区当前通航水位信息、锚地资源列
表、锚地属性以及锚地使用情况；以及
设置在岸基管理方的岸基锚地资源匹配系统，用于接收锚地申请请求，根据锚地申请请
求及锚地信息库的内容，按制定的算法流程，对现有锚地资源进行分配和调度，得出目前可
用锚地资源列表，发送给锚地申请系统，接收锚地申请系统从目前可用锚地资源列表选出的
锚地信息，并发送给锚地信息库更新，接收停泊信息、离泊信息并更新锚地信息库；
所述的算法流程如下：
根据锚地申请请求及锚地信息库的内容选出所有符合要求的可用锚地；
对每个可用锚地，分别计算该可用锚地与发送锚地申请请求的船舶的目的港之间的距离，
以及发送锚地申请请求的船舶到达该锚地的预计时间；
采用无量纲线性加权和法计算每个可用锚地的无量纲变量，按无量纲变量的大小对所有
符合要求的可用锚地进行排序，无量纲变量越小，对应的可用锚地的优先级越高；
选择优先级最高的若干个可用锚地及其信息生成目前可用锚地资源列表，个数为预设值。
2.根据权利要求1所述的基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统，其特征在于：
所述的锚地申请请求包含本船舶信息、目的港、所需锚地水位、停泊时长、预约停泊时
间；本船舶信息包含船舶标识、载货种类、船舶位置信息、当前航速；
所述的锚地属性包括锚地名称、适用载货种类、锚地相对上游航道起点的里程、锚地当
前水深、锚位信息，每个锚位信息包括锚位名称、锚位适用水位、锚位状态、所停船舶标识、
锚位释放时间。
3.利用权利要求1所述的基于双向匹配的船岸间锚地申请与分配系统实现的船岸间锚地
申请与分配方法，其特征在于：它包含以下步骤：
S1、提出锚地申请请求：
设置在各船舶上的锚地申请系统向设置在岸基管理方的岸基锚地资源匹配系统提出锚地

\t申请请求，锚地申请请求包含本船舶信息、目的港、所需锚地水位、停泊时长、预约停泊时
间；本船舶信息包含船舶标识、载货种类、船舶位置信息、当前航速；
S2、推送目前可用锚地资源列表：
岸基锚地资源匹配系统接收各待泊船舶的锚地申请请求，根据锚地申请请求及锚地信息
库的内容，按制定的算法流程，对现有锚地资源进行分配和调度，得出目前可用锚地资源列
表，发送给对应的锚地申请系统；
所述的算法流程如下：
根据锚地申请请求及锚地信息库的内容选出所有符合要求的可用锚地；
对每个可用锚地，分别计算该可用锚地与发送锚地申请请求的待泊船舶的目的港之间的
距离，以及发送锚地申请请求的待泊船舶到达该锚地的预计时间；
采用无量纲线性加权和法计算每个可用锚地的无量纲变量，按无量纲变量的大小对所有
符合要求的可用锚地进行排序，无量纲变量越小，对应的可用锚地的优先级越高；
选择优先级最高的若干个可用锚地及其信息生成目前可用锚地资源列表，个数为预设值；
S3、选择锚地信息：
船舶从目前可用锚地资源列表根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，范贤华，陈仕祥，汪洁，黄仕祥，张笛，吴兵，孙国动，吴康，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42