[发明专利]一种疏浚工程泥驳选配和初始装驳顺序确定的方法

权利要求书

1.一种疏浚工程泥驳选配和初始装驳顺序确定的方法，其特征在于，该方法根据挖泥主船性能和疏浚工程边界条件建立泥驳系统运行数学模型，以挖泥主船待驳时间和泥驳累积停滞时间为评价指标，根据数学模型计算结果选定最佳的泥驳选配方案和最佳的初始装驳顺序；

根据泥驳系统运行数学模型计算最佳泥驳配置和初始装驳顺序的步骤如下：

S1：泥驳运行横道图

每艘泥驳一个运行周期内要经历装驳时间、离驳与重载航行时间、卸泥及调头时间、轻载航行及靠驳时间；假定泥驳系统共有泥驳n艘，定义i＝1，2...n，且初始装驳按此顺序进行装驳作业，重载运距L_i1，轻载运距L_i2，泥驳重载航速v_i1，轻载航速v_i2；泥驳i一个运行周期各阶段的时间如下：装驳时间t_i1、离驳时间t_i2、重载航行时间卸泥及调头时间t_i4、轻载航行时间靠驳时间t_i6；

每个泥驳运行横道图由首部U_i1、尾部U_i2组成，定义矩阵U：

其中，双面装驳时，各泥驳的装驳时间不能重叠，定义U_i1＝t_i1，U_i2＝t_i2+t_i3+t_i4+t_i5+t_i6；单面装驳时，各泥驳的装驳时间、靠驳时间和离驳时间不能重叠，定义U_i1＝t_i6+t_i1+t_i2，U_i2＝t_i3+t_i4+t_i5；

S2：泥驳系统运行横道图

各艘泥驳的运行横道图共同组成泥驳系统运行横道图，泥驳系统运行横道图的运行规则如下：a)图中各艘泥驳运行横道图的首部不能重叠；b)每艘泥驳一个运行周期结束后才能开始下一个周期的装驳作业；c)等待时间最长的泥驳优先进行下一轮装驳；

S3：数学模型及评价指标

定义三维矩阵Z：

当主船双面靠驳时，Z_ij1表示第i艘泥驳第j次装驳开始时间点，Z_ij2表示结束装驳时间点，Z_ij3表示卸泥结束返航后做好装驳准备的时间点；当主船单面靠驳时，Z_ij1表示第i艘泥驳第j次开始靠驳时间点，Z_ij2表示离驳结束时间点，Z_ij3表示卸泥结束返航后做好靠驳准备的时间点；

令：

Z_ij2＝Z_ij1+U_i1

Z_ij3＝Z_ij1+U_i1+U_i2

系统运行的初始条件为：

定义矩阵d、m：

定义矩阵X、Y：

主船双面靠驳时，X矩阵表示主船非装驳时间，Y矩阵表示泥驳等待装驳时间；主船单面靠驳时，X矩阵表示主船待驳时间，Y矩阵表示泥驳等待靠驳时间；以下统称X矩阵表示主船停滞时间指标，Y矩阵表示泥驳停滞时间指标，此两指标为泥驳系统运行数学模型的评价指标；分以下两种情况判断：

(1)若d(1)≥m(1)，则X(1)＝d(1)-m(1)，Y(1)＝0；若第i艘泥驳Z_i13＝d(1)，则：

(2)若d(1)＜m(1)，定义矩阵S：

X(1)＝0，若第i艘泥驳Z_i13＝d(1)，则：

完成上述判断和计算后，矩阵Z、d、m更新如下：

按照以上步骤，不断判断d(j)与m(j)的大小关系，计算X(j)与Y(j)的数值(j＝2，3...k)，更新Z矩阵，直到数学模型运行时间超过设定的模拟运行时间；则此泥驳系统作业方案在设定的模型运行时间内，主船累积停滞时间指标为泥驳累积停滞时间指标为

S4：最优泥驳选配方案及初始装驳顺序

当泥驳系统中泥驳组成未确定时，假设可用f种不同泥驳，不同泥驳施工周期不同，当从f种泥驳中不放回抽样选取n艘泥驳时，可有fⁿ种不同的泥驳系统配置及初始装驳顺序方案；令w＝1，2，3...fⁿ，泥驳系统运行数学模型经fⁿ次模拟运行后，计算得主船累积停滞时间TX(w)，泥驳累积停滞时间TY(w)；根据计算结果和泥驳数量等限制条件，得出最佳泥驳系统配置及初始装驳方案；

对于既定泥驳船队，泥驳的数量和船舶性能无法改变，可对泥驳装驳的初始顺序进行分析优化；假设船队共有n艘泥驳，则共有n！种不同的初始装驳顺序方案，因此可在n！种方案中进行优选，将主船累积停滞时间降至最低，并取合适的泥驳累积停滞时间；令w＝1，2，3...n！，根据泥驳系统运行数学模型经n！次模拟运行后，计算得主船累积停滞时间TX(w)，泥驳累积停滞时间TY(w)，据此优选最佳泥驳初始装驳方案。

2.根据权利要求1所述的疏浚工程泥驳选配和初始装驳顺序确定的方法，其特征在于，首先在保证挖泥船累积停滞时间TX(w)最低的情况下，适当选取泥驳累积停滞时间TY(w)。