[发明专利]一种集装箱码头间全自主水上运输调度方法及系统

权利要求书

1.一种集装箱码头间全自主水上运输调度方法，其特征在于包括如下步骤：

1)对集装箱码头间全自主水上运输调度问题进行建模，建立面向wAGV的混合整数规划动态调度模型，求解该混合整数规划问题以得到调度系统最初优化路径；

2)根据移动时间窗框架下上一步计算出而未被完全执行的路径，将新到来的运输任务插入所有wAGV现有路径中可能的位置，计算插入代价，比较并选取最小代价值对应的路径和位置，将该任务插入得到更新后的路径，依次处理所有新到来的运输任务并得到更新后的初始路径；

3)基于更新后的初始路径，采用基于禁忌搜索的启发式算法进一步改进初始路径，求解得到当前时间步下最终的调度方案，最终的调度方案为所有wAGV的路径；所述所有wAGV的路径包括所有wAGV将访问的码头节点序列，对应访问的时间、停留时间、装卸货数量；

4)依据求解得到的所有wAGV的路径对wAGV实施调度，对于每个新的时间步，重复执行步骤2)-4)。

2.根据权利要求1所述的集装箱码头间全自主水上运输调度方法，其特征在于：

所述动态调度模型的性能指标为：

c₁，c₂，c₃为模型中三项性能指标的权重系数，其中，第一项最小化总行驶距离，第二项和第三项分别最小化等待和迟到时间；i,j表示节点，v为wAGV的编号，x_ijv(k)为0-1整数变量，对于所有如果wAGVv从节点i→j,则x_ijv(k)＝1，否则x_ijv(k)＝0，为拥有n_v艘wAGV的船队集合；D_ij为节点i→j间的水路距离；向量其中表示在节点i的等待时间，向量其中表示在节点i的迟到时间，‖·‖₁表示1范数，为码头间调度运输网络的节点集，为码头间调度运输网络的边集；k为离散的时间步序号。

3.根据权利要求2所述的集装箱码头间全自主水上运输调度方法，其特征在于：

所述动态调度模型的约束条件包括：

x_ijv,z_iv∈{0,1}, (18)

其中，z_iv(k)为0-1整数变量，对于所有如果wAGVv访问节点i,则z_iv(k)＝1，否则z_iv(k)＝0；定义为所有wAGVs的起始节点集，为所有wAGVs的终点节点集；其中，为取送运输任务数量，n_d(k)为仅送货任务数量；所有的取货节点定义为对应取货节点的送货节点为仅送货节点为u为wAGV巡航速度，T_s为时间步的步长，k为离散的时间步序号，A_i表示到达节点i的时间，y_i表示到达节点i的wAGV上装载的集装箱数量，s_i为所需码头服务时间，t_i,min,t_i,max分别为最早取货时间、最晚送达时间；Q为wAGV的最大装载量，下标max表示对应物理量的最大允许值，下标min表示对应物理量的最小允许值；D_ij表示节点i和节点j 间的水路距离；w_i表示节点i处的等待时间；d_i表示节点i 处的延迟时间；q_i表示在节点i的取货数量。