[发明专利]一种基于分解框架的多梯级多线船闸调度方案优化方法

权利要求书

1.一种基于分解框架的多梯级多线船闸调度方案优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤S1、获取船舶信息及船闸的属性信息以及目标函数权重信息k₁、k₂、k₃，所述船舶信息包括船舶尺寸、船舶过闸路线、船舶到达其始发船闸的时间、船舶在船闸间航行时间，所述船闸的属性信息包括船闸尺寸、一次服务运行时间、倒闸时间，k₁+k₂+k₃＝1；

步骤S2、根据步骤S1中得到的船舶过闸路线将船舶分为若干个船舶阶段，并给每个船舶阶段都分配一个单独的闸次，将各个闸次分配到可行的闸室中，在分配过程中计算并平衡各个闸室被分配到的闸次数量，由此得到一个包含了船舶-闸次分配信息的解结构X的初始解X₀，并令当前最优解X^*＝X₀；并计算最优解X^*的初始的目标函数值O_b(X^*)；解结构采用如下公式表示：

Ω为所有船舶的阶段集合，船舶的阶段由船舶过闸路线确定，船舶每过一次闸为一个船舶的阶段，每个Ω_m(Q_n)包含一个闸次所需服务的船舶的阶段，m代表闸室，Q_n代表分配给该闸室的闸次；

步骤S3、根据步骤S2得到的最优解X^*、初始的目标函数值O_b(X^*)、采用基于禁忌表的自适应大规模领域搜索算法对最优的调度方案进行搜索。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，在步骤S2中，采用Bellman-Ford算法计算X^*的闸次开始时间，并根据式计算初始的目标函数值O_b(X^*)，f₁、f₂、f₃分别为最小化船舶在梯级船闸系统停留时间、最小化船闸运行耗水量、最大化服务公平性；分别为初始解X₀中f₁、f₂、f₃的值。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述最小化船舶等待时间采用以下公式计算：

f₁＝∑_i∈Sπ_i(d_i-a_i)，

其中，π_i表示船舶i的权重，代表船舶i的重要程度；d_i表示船舶i离开船闸系统的时间；a_i表示船舶i的到达时间；

所述最小化船闸运行耗水量采用以下公式计算：

f₂＝∑_n∈N∑_m∈Mnσ_mQ_m；

其中，σ_m表示闸室m的权重，Q_m表示在闸室m处理的闸次数量，N为船闸的集合，n为第n个船闸，M为闸室的集合，M_n为M的子集，表示船闸n的闸室集合；

最大化服务公平性采用以下公式计算：

其中，d_i表示船舶i离开船闸系统的时间；a_i表示船舶i的到达时间；t_i表示船舶在船闸系统里的总航行时间；N_i表示船舶i通过的船闸数量。