[发明专利]面向自动化集装箱码头的船次作业计划评价方法

权利要求书

1.一种面向自动化集装箱码头的船次作业计划评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

寻找船次的所有逆序对，形成船次的逆序对集合；

参考逆序对集合，计算船次的所有作业组的岸桥作业时间、等待时间、以及船次的逆序对指标；

寻找船次的所有潜在逆序对，形成船次的潜在逆序对集合；

参考所述潜在逆序对集合，统计各给定顺序的作业组对的潜在逆序对数量，形成调度建议中的顺序避忌；

参考潜在逆序对集合，计算船次的潜在逆序对指标；

寻找船次的所有装船和卸船的岸桥-作业组-箱区对应关系，形成装船对应关系集合和卸船对应关系集合；

根据装船对应关系集合，整理从同一箱区到同一岸桥的装船作业组对列表；根据卸船对应关系集合，整理从同一岸桥卸到同一箱区的卸船作业组对列表，两者结合，形成调度建议的并发避忌；

根据装船对应关系集合，计算船次的装船分散度指标和卸船分散度指标，其中，

逆序对的定义为：偏序是指两个对象之间的顺序关系，若两个装船箱同时存在起箱偏序和装船偏序，且偏序的优先关系正好相反，则这两个装船箱形成一个逆序对；

顺序避忌的定义为：其列出若干对规定顺序的装船箱分组；

并发避忌的定义为：其列出若干对不规定顺序的装船箱分组和卸船箱分组；

逆序对指标的定义为：其为场桥最小翻箱量的体现；

装船分散度指标和卸船分散度指标的定义为船次的不同岸桥的装船箱分组之间、以及不同岸桥的卸船箱分组之间因同时作业而产生相互干扰的可能性。

2.如权利要求1所述的面向自动化集装箱码头的船次作业计划评价方法，其特征在于，所述等待时间由等待率指标表示，其计算方法为：

对所有装船箱分组计算最优场桥发箱顺序；

根据最优场桥发箱顺序计算各装船箱分组的岸桥等待时间和等待率，以及根据卸船箱堆存计划计算各卸船箱分组的岸桥等待时间和等待率；

计算各台岸桥和整个船次的等待时间和等待率。

3.如权利要求2所述的面向自动化集装箱码头的船次作业计划评价方法，其特征在于，最优场桥发箱顺序的计算模型为：

I表示场桥总数，编号为i，1≤i≤I；

T表示节拍总数，编号为t，1≤t≤T；

τ_ci表示作业箱c是否由场桥i作业的0-1变量，如果作业箱c由场桥i从箱区发出，或者由场桥i收进箱区，则有τ_ci＝1，否则τ_ci＝0；

ρ_cc’表示作业箱c与作业箱c’的起箱偏序，如果作业箱c和c’都是装船箱，则作业箱c相对于c’的起箱偏序在前时有ρ_cc’＝1，在后时有ρ_cc’＝-1；其他情况下ρ_cc’＝0；

η_cc’表示作业箱c与作业箱c’的装船偏序，如果作业箱c和c’都是装船箱，则作业箱c相对于c’的装船偏序在前时有η_cc’＝1，在后时有η_cc’＝-1；其他情况下η_cc’＝0；

决策变量如下：

x_ct表示作业箱c是否在t节拍离开堆存位置的0-1变量；

y_ct表示作业箱c是否在t节拍发出箱区的0-1变量；

因变量如下：

o_c表示作业箱c的装卸方向的0-1变量，如果作业箱c是装船箱，则有o_c＝1，否则o_c＝0；

模型的目标函数为：

所述目标函数的含义是，对于任意给定的装船分组g，分组内的装船箱从箱区发出的最大节拍数应最小；模型的约束条件如下：

o_c＝∑_g(b_cg·d_g)

上式是因变量o_c的定义式；若作业箱c的所属分组g是装船箱分组，则认为其为装船箱，否则，认为其为卸船箱；

b_cg表示作业箱c是否属于分组g的0-1变量，如果作业箱c属于分组g，则有b_cg＝1，否则b_cg＝0；

d_g表示分组g装卸方向的0-1变量，如果分组g为装船分组，则有d_g＝1，否则d_g＝0；

ρ_cc′(∑_t(t·x_c′t)-∑_t(t·x_ct))≥0

上式表示，起箱偏序在前的装船箱应该先离开堆存位置；

ρ_cc′(1-o_c·o_c′)＝0

上式是ρ_cc’的约束条件，起箱偏序仅可能存在于两个装船箱之间；

η_cc′(∑_t(t·y_c′t)-∑_t(t·y_ct))≥0

上式表示，装船偏序在前的装船箱应该先从箱区发出；

η_cc′(1-o_co_c′)＝0

上式是η_cc’的约束条件，装船偏序仅可能存在于两个装船箱之间；

上式是自变量x_ct的约束条件，只有装船箱能离开堆存位置，且只能离开一次；

上式是自变量y_ct的约束条件，只有装船箱能从箱区发出，且只能发出一次；

上式是同一作业箱c的两个决策变量x_ct和y_ct之间的约束条件，出口箱c离开堆存位置的节拍数总是不小于其从箱区发箱的节拍数；两个节拍数相同时，该箱直接从堆存位置发出箱区；其他情况下，场桥对该箱进行了翻箱；

上式是场桥的作业能力约束，任意一台场桥在任意一个节拍内，只能进行一个出口箱的翻箱或者发箱作业；

上式是作业箱c和场桥i的对应关系约束。