[发明专利]煤炭码头卸车生产仿真智能调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种煤炭码头卸车生产仿真智能调度方法及系统。该方法包括：通过数据接口获取列车生产信息及边界条件；采用全港资源约束和卸车作业规则进行建模并采用仿真推演策略解码的遗传算法求解，模拟卸车调度作业过程，确定卸车生产计划；三维仿真推演卸车生产计划的执行情况；基于执行情况，按照卸车生产计划执行卸车调度作业。本发明解决了相关技术中煤炭码头卸车调度作业需要考虑正在作业和计划作业的列车、煤种、堆场、设备、翻堆线和列车作业过程及顺序等因素，具有多车型、多煤种、多条翻堆线交叉和动态实时调度等特点的多约束多目标大型复杂的煤炭码头卸车调度的技术问题。

技术领域

本发明涉及港口生产运营领域，具体而言，涉及一种煤炭码头卸车生产仿真智能调度方法及系统。

背景技术

煤炭码头卸车调度作业是一项复杂的系统工程，其主要内容是对不同车型和煤种的列车，选择合适的翻堆线(包括翻车机、皮带和堆料机)，通过翻堆线将煤炭翻堆(由翻车机翻卸，皮带运输和堆料机堆存)到相应的垛位上。列车从进港到离港的作业过程及顺序是：列车到港→对车作业→放风作业→卸车作业→排空作业→离港，其中，卸车作业过程中煤炭主要经由的关键节点及顺序是：列车→翻车机→堆料机→垛位。

煤炭码头卸车调度问题属于生产调度研究领域，具有复杂、随机、多约束和多目标等特点，是典型的多约束多目标组合优化问题和NP-Hard问题。但由于煤炭码头卸车调度的复杂性，相关研究仍处于起步阶段。而且，煤炭码头调度方面的现有研究考虑的影响因素和目标与实际情况有较大偏差，属于理想状态的理论及算法探讨，问题模型与实际生产脱节，结果实用性低。

目前，我国正处于智能化数字化港口码头建设热潮中，实现卸车调度作业的智能排产是煤炭码头迈向智慧型码头的关键一环。而我国煤炭码头卸车调度作业主要依赖人脑经验，很难站在全局生产的角度科学合理地制定作业计划，而且当生产条件变化时，计划调度人员不能快速制定新的调度计划。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明至少部分实施例提供了一种煤炭码头卸车生产仿真智能调度方法及系统，以至少解决相关技术中煤炭码头卸车调度作业需要考虑正在作业和计划作业的列车、煤种、堆场、设备、翻堆线和列车作业过程及顺序等因素，具有多车型、多煤种、多条翻堆线交叉和动态实时调度等特点的多约束多目标大型复杂的煤炭码头卸车调度的技术问题。

根据本发明其中一实施例，提供了一种煤炭码头卸车生产仿真智能调度方法，包括：

通过数据接口获取列车生产信息及边界条件，其中，列车生产信息及边界条件用于确定卸车调度作业过程中全港资源约束和卸车作业规则；采用全港资源约束和卸车作业规则进行建模，并采用仿真推演策略解码的遗传算法求解，模拟卸车调度作业过程，确定卸车生产计划；三维仿真推演卸车生产计划的执行情况；基于执行情况，按照卸车生产计划执行卸车调度作业。

可选地，采用全港资源约束和卸车作业规则进行建模包括：根据全港资源约束和卸车作业规则确定模型的目标函数为所有列车在港时间最短和卸车速度最快；根据全港资源约束和卸车作业规则确定模型的约束条件包括列车、煤种、堆场、设备、卸车作业过程及顺序、列车煤种载重吨与场存关系、作业唯一性约束、作业工艺限制及设备可达性限制。

可选地，采用仿真推演策略解码的遗传算法包括：组合式编码、染色体生成算法、仿真推演解码方法、采用多种策略的遗传操作及修正。

可选地，组合式编码由作业翻车机序列、作业顺序序列和作业堆料机序列构成。