【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及港口物流系统优化与协同，具体涉及干散货港口资源协同配置优化方法及系统。
技术介绍
1、随着对资源的需求量增加，干散货的需求量也与日俱增，如今大宗干散货港口已经在全球贸易中扮演着重要角色。我国大宗干散货海运市场也发展迅猛，为我国港口事业的发展注入了新的活力。当今大宗干散货的运输主要通过海运，为了达到增加港口机械资源的利用率、减少到港船舶的在港时间、提高港口的效益等目的，因此如何提高大宗干散货港口装卸作业效率、减少船舶在港时间已成为近年来世界大宗干散货港口面临的普遍问题，提高大宗干散货港口装卸作业效率的方法主要有两方面：一是增加港口资源，包括泊位、装卸设备等；二是对港口装卸作业进行科学的资源协同配置。在港口规模的不断扩展下，增加港口装卸资源是提高港口装卸作业效率很有效的方法，但是设备的不断增加不仅提高了港口成本还可能受设备技术参数的影响，不能无限增加，因此在港口装卸资源一定的情况下，如何科学合理的对港口装卸作业进行资源协同配置，从而提高港口货运能力和服务效率成为当下的主要研究。
技术实现思路
1、针对现有方法的不足以及实际应用的需求，为了提高干散货港口货运能力和服务效率，解决通过优化资源协同配置的方式合理、最大化利用港口资源，降低成本问题。一方面，本专利技术提供一种干散货港口资源协同配置优化方法，所述干散货港口资源协同配置优化方法，包括以下步骤：获取干散货港口资源协同配置的基础资料和调度期内的船舶信息；根据所述基础资料和所述船舶信息，获得干散货港口资源协同配置初始计划；设
2、可选地，所述基础资料，包括干散货港口的泊位数、泊位条件、卸船机数量、卸载能力、皮带机能力、皮带机速率、堆料机数量、堆料机能力、堆场距离和堆场消纳能力；所述船舶信息，包括调度期内到港船舶数、到港时间、货物种类及货量、长度、吃水量和最迟离港时间；根据所述基础资料和所述船舶信息，获得的干散货港口资源协同配置初始计划，包括泊位协同配置计划、卸船机协同配置计划、皮带机协同配置计划和堆料机协同配置计划。本专利技术获取的基础资料和船舶信息，能够有效为本专利技术设置的干散货港口资源协同配置约束条件提供有效数据支撑，有利于确保资源的最大化利用，提高本专利技术的优化准确度和可行性。
3、可选地，设置的干散货港口资源协同配置约束条件，包括到港船舶均被服务；每个泊位在同一时间只能服务一艘船舶，且不存在移泊；泊位长度不小于船舶的长度；泊位水深不小于船舶的吃水深；每个卸船机在同一时间只能为一艘船舶服务；到港的每条船舶必须且只被服务一次；卸船机之间不能相互跨越；分配给船舶的卸船机数不能超过船舶允许的最大卸船机数；卸船机的卸载量等于船舶所需要作业的货物量；卸船机服务下一艘船舶的开始时间大于等于卸船机结束服务上一艘船舶的时间；卸船机一旦开始作业，直到它服务的船舶作业结束前不能移泊；卸船机的总作业效率不超过皮带的作业效率。本专利技术设置的干散货港口资源协同配置约束条件，高度符合现实情况，进一步提高了本专利技术的准确性。
4、可选地，构建的干散货港口资源协同配置评价模型，满足以下公式：，其中，表示干散货港口资源协同配置评价指标，表示港口泊位集合，表示调度期内到港船舶集合，表示调度期内到港船舶数量，表示调度期内泊位开始作业时间，表示船舶的到港时间，表示泊位决策变量，表示港口卸船机集合，表示港口泊位数量，表示卸船机服务第艘船舶的开始时间，表示卸船机服务第艘船舶的结束时间，表示卸船机服务第艘船舶的卸货时间，表示卸船机决策变量；所述泊位决策变量，满足以下公式：，所述卸船机决策变量，满足以下公式：。本专利技术以船舶在港时间构建的干散货港口资源协同配置评价模型，能够客观真实地评价干散货港口资源协同配置计划，进一步有利于提高了本专利技术的决策质量。
5、可选地，所述利用多种资源协同配置优化方法，优化所述干散货港口资源协同配置初始计划，并基于所述干散货港口资源协同配置约束条件和所述干散货港口资源协同配置评价模型，验证并评价优化后的干散货港口资源协同配置计划，获得干散货港口资源协同配置最优计划，包括以下步骤：
6、根据所述干散货港口资源协同配置约束条件和所述干散货港口资源协同配置初始计划，获得干散货港口资源协同配置初始计划可行部分；利用所述干散货港口资源协同配置评价模型，评价所述干散货港口资源协同配置初始计划可行部分，并按评价结果排序；对所述干散货港口资源协同配置初始计划可行部分进行二进制转换，并将转换结果作为个体组成第一初始种群；
7、基于所述第一初始种群，根据所述评价结果排序进行随机选择、交叉变异，获得第一迭代种群；对所述第一迭代种群进行逆二进制转换，获得干散货港口资源协同配置第一迭代计划；将所述干散货港口资源协同配置第一迭代计划，作为干散货港口资源协同配置初始计划，重复上述步骤进行迭代，将最后一次迭代时排序第一的评价结果作为干散货港口资源协同配置第一优化计划；
8、将所述干散货港口资源协同配置初始计划可行部分作为个体组成第二初始种群；基于所述第二初始种群，根据所述评价结果排序进行第一寻优搜索和第二寻优搜索，获得第二迭代种群；将所述第二迭代种群，作为干散货港口资源协同配置初始计划，重复上述步骤进行迭代，将最后一次迭代时排序第一的评价结果作为干散货港口资源协同配置第二优化计划；
9、利用所述干散货港口资源协同配置评价模型，评估所述第一优化计划和所述第二优化计划，获得所述干散货港口资源协同配置最优计划。本专利技术通过多种优化方案对干散货港口资源协同配置进行优化，提高了本专利技术的准确度。
10、可选地，所述基于所述第一初始种群，根据所述评价结果排序进行随机选择、交叉变异，获得第一迭代种群，满足以下公式：，其中，表示个体交叉概率，表示个体最大交叉概率，表示第个个体在第次迭代时的评价结果，表示最大迭代次数，表示当前迭代次数；，其中，表示个体变异概率，表示个体最大变异概率。本专利技术通过设置个体交叉概率和个体变异概率，避免第一种优化方法容易局部最优的问题，提高了本专利技术的鲁棒性。
11、可选地，基于所述第二初始种群，根据所述评价结果排序进行第一寻优搜索，满足以下公式：，其中，表示第个个体在第次迭代时进行第一寻优搜索后的第维位置，表示第个个体在第次迭代时的第维位置，表示符合瑞利飞行分布的随机数，表示最大迭代次数，表示当前迭代次数，表示学习率，表示第个个体在前次迭代历史中第维的最优位置。本专利技术设置的第一寻优搜索公式，引入瑞利飞行分布提高了全局搜索能力，避免本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，所述干散货港口资源协同配置优化方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，所述基础资料，包括干散货港口的泊位数、泊位条件、卸船机数量、卸载能力、皮带机能力、皮带机速率、堆料机数量、堆料机能力、堆场距离和堆场消纳能力；
3.根据权利要求1所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，设置的干散货港口资源协同配置约束条件，包括到港船舶均被服务；每个泊位在同一时间只能服务一艘船舶，且不存在移泊；泊位长度不小于船舶的长度；泊位水深不小于船舶的吃水深；每个卸船机在同一时间只能为一艘船舶服务；到港的每条船舶必须且只被服务一次；卸船机之间不能相互跨越；分配给船舶的卸船机数不能超过船舶允许的最大卸船机数；卸船机的卸载量等于船舶所需要作业的货物量；卸船机服务下一艘船舶的开始时间大于等于卸船机结束服务上一艘船舶的时间；卸船机一旦开始作业，直到它服务的船舶作业结束前不能移泊；卸船机的总作业效率不超过皮带的作业效率。
4.根据权利要求1所述的干散货港口资源协同配置优化方法
5.根据权利要求1所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，所述利用多种资源协同配置优化方法，优化所述干散货港口资源协同配置初始计划，并基于所述干散货港口资源协同配置约束条件和所述干散货港口资源协同配置评价模型，验证并评价优化后的干散货港口资源协同配置计划，获得干散货港口资源协同配置最优计划，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，所述基于所述第一初始种群，根据所述评价结果排序进行随机选择、交叉变异，获得第一迭代种群，满足以下公式：
7.根据权利要求5所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，基于所述第二初始种群，根据所述评价结果排序进行第一寻优搜索，满足以下公式：
8.根据权利要求5所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，基于所述第二初始种群，根据所述评价结果排序进行第二寻优搜索，满足以下公式：
9.根据权利要求5所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，根据所述评价结果排序进行第一寻优搜索和第二寻优搜索，满足以下公式：
10.干散货港口资源协同配置优化系统，其特征在于，所述干散货港口资源协同配置优化系统，包括：输入设备、输出设备、处理器、存储器，所述输入设备、输出设备、处理器、存储器相互连接，所述存储器包括程序指令，所述程序指令用于执行权利要求1-9任一项所述干散货港口资源协同配置优化方法。
...【技术特征摘要】
1.干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，所述干散货港口资源协同配置优化方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，所述基础资料，包括干散货港口的泊位数、泊位条件、卸船机数量、卸载能力、皮带机能力、皮带机速率、堆料机数量、堆料机能力、堆场距离和堆场消纳能力；
3.根据权利要求1所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，设置的干散货港口资源协同配置约束条件，包括到港船舶均被服务；每个泊位在同一时间只能服务一艘船舶，且不存在移泊；泊位长度不小于船舶的长度；泊位水深不小于船舶的吃水深；每个卸船机在同一时间只能为一艘船舶服务；到港的每条船舶必须且只被服务一次；卸船机之间不能相互跨越；分配给船舶的卸船机数不能超过船舶允许的最大卸船机数；卸船机的卸载量等于船舶所需要作业的货物量；卸船机服务下一艘船舶的开始时间大于等于卸船机结束服务上一艘船舶的时间；卸船机一旦开始作业，直到它服务的船舶作业结束前不能移泊；卸船机的总作业效率不超过皮带的作业效率。
4.根据权利要求1所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，构建的干散货港口资源协同配置评价模型，满足以下公式：
5.根据权利要求1所述的干散货港口资源协同配置优化方法，其特征在于，所述利用多种资源协同...
【专利技术属性】
技术研发人员：张连钢，赵冰，王衍棣，田振东，陈淑雷，付佳，杨玉刚，刘鹏，张坤，张博涵，
申请(专利权)人：山东港口日照港集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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