[发明专利]一种双向通航港口船舶调度优化方法

权利要求书

1.一种双向通航港口船舶调度优化方法，其特征在于，包括：

根据单/双向通航转换特性建立模式转换约束、根据船舶在港作业的连续性建立连续性约束、根据船舶纵向安全间距和横向安全间距建立安全性约束，

所述模式转换约束为：

其中，所述SD_i表示船舶i通航模式，SD_i＝0表示船舶i双向通航，SD_i＝1表示船舶i单向通航，所述VR为调度期间的能见度，所述VR₁为区分单向/双向通航的参考能见度，所述WS为调度期间的风力，所述WS₁为区分单向/双向通航参考风力，BV_i为船舶i的船宽，所述B₁为区分单向/双向通航的参考单船船宽，所述BV_j为船舶j的船宽，所述B₂为区分单向/双向通航的参考两船船宽之和，所述B₀′为载运危险货物时区分单向/双向通航的参考单船船宽，

所述连续性约束为：

其中，所述ts1_i表示进港船舶i进港开始时刻，所述ta_i表示船舶i申请进港时刻，所述B_ik表示船舶i停靠泊位k，B_ik＝0表示泊位忙，B_ik＝1表示泊位闲，所述(1-B_ik)×M表示只有进港船舶即将停靠的泊位空闲时船舶才可以开始进港，所述M是预设的正值，所述ts0_i表示出港船舶i出港开始时刻，所述td_i表示船舶i申请出港时刻，所述tcs1_i表示进港船舶i上航道时刻，所述DA_i表示船舶i所在锚地到达航道起点的距离，所述v_i表示船舶i的平均航速，所述DB_i表示航道终点到船舶i所在泊位的距离，所述LC表示航道长度，所述tce1_i表示进港船舶i下航道时刻，所述tba_i表示船舶i到达泊位时刻，所述tbe_i表示船舶i靠好泊位时刻，所述tce0_i表示出港船舶i上航道时刻，所述tcs0_i表示出港船舶i下航道时刻，所述tf_i表示船舶i完成调度时刻，所述tb₀表示船舶靠泊所需时间，所述tr_i表示船舶i装卸作业时间，所述IO_i表示船舶i进出港方向，IO_i＝1表示船舶i进港，IO_i＝0表示船舶i出港，所述ts_i为船舶i开始时刻，

所述安全性约束为：

其中，所述t_gap0表示同向安全时间间隔，所述t_gap1表示异向安全时间间隔，所述e表示双向通航的两艘船舶之间保持的横向安全间距，所述BV_ij表示双向通航的船舶i和船舶j之间的横向间距；

根据所述模式转换约束、所述连续性约束以及所述安全性约束建立多目标遗传模型；

初始化所述多目标遗传模型；

所述多目标遗传模型对应的染色体解码后结合连续性约束和安全性约束得到船舶的调度方案，所述调度方案包括船舶调度开始时刻及航行到其他关键位置的时刻、调整后的航速、等待进港或等待出港的时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多目标遗传模型求解所述船舶调度方案，包括：

根据所述船舶通航模式以及所述船舶进出港方向进行染色体三层编码；

修复所述编码为初始种群；

解码所述染色体，根据连续性约束、安全性约束计算得到所述船舶初始船舶调度方案；

根据总调度时间和总等待时间确定目标函数；

根据所述目标函数确定船舶个体的适应度值；

根据所述适应度值计算船舶个体的序值和拥挤距离；

根据所述序值和拥挤距离选择第一前端的船舶个体作为每代的精英个体放入精英种群，选择优秀船舶个体作为父代进行遗传操作及并对遗传操作后的染色体进行修复；

子代和父代重组形成新种群，所述新种群与所述初始种群一致；

判断种群大小是否为终止代数，若是，则终止计算，输出最优解，若否，则种群继续寻优。