[发明专利]基于线性回归与混合整数规划模型的ASC协同调度方法

说明书

本发明公开了一种基于线性回归与混合整数规划模型的ASC协同调度方法中，根据多元线性回归算法预估ASC的作业时间，结合设定的时间窗口筛选出要调度的指令，接着采用混合整数规划模型，结合ASC的作业范围和空载距离基于罚分最小将筛选的指令分配给海侧/陆侧ASC，然后对海侧ASC分配的指令进行预排序，并在装船指令的空余时间内插入重进重出任务或按照指令优先级插入其他作业类型的指令，针对陆侧ASC则根据指令的刷卡时间进行指令预排序，并对陆侧重进重出的指令匹配成功时进行插队处理；实现了一种减少ASC空载运行、减少交互延时、减少交互区占用、避免ASC之间的干扰和冲突、提高空闲ASC利用率的轨道吊生产调度系统。

技术领域

本发明属于集装箱码头技术领域，具体地说，是涉及一种基于线性回归与混合整数规划模型的ASC协同调度方法。

背景技术

当前自动化码头的堆场布局大多是配置双ASC(轨道吊)堆场模式：一个堆场配备海侧ASC和陆侧ASC同步作业。

在布局上，堆场与泊位线垂直，两端分别对应港口的海侧(船舶靠泊侧)与陆侧(陆上作业侧)区域。堆场两端设置集装箱交互区TZ(Transfer Zone)，堆放等待装卸的集装箱。ASC安装在轨道上，操作区域仅限于单个场区，陆侧ASC和海侧ASC不可穿越对场区作业。

相对于配置单个ASC的作业工艺，配置双ASC双端作业的工艺有利于提高空间利用率和并行作业速度。但是，同一箱区上作业的两个ASC之间的同步与干涉制约ASC的整体装卸效率。因此，对ASC的调度也就更加复杂。

发明内容

本发明提出一种基于线性回归与混合整数规划模型的ASC协同调度方法，通过不同类型作业的优先级、配合罚分及其他参数实时调度，实现轨道吊重进重出、根据水平运输设备实时调整交互位置、为了尽快释放设备资源而暂时就近放箱、以及根据目标位置的变化实时调整位置等功能，提高堆场作业效率。

本发明采用以下技术方案予以实现：

提出一种基于线性回归与混合整数规划模型的ASC协同调度方法，包括：

1)获取作业队列中备选的作业指令，使用多元线性回归方法预估ASC的预估作业时间，包括：

根据历史数据计算ASC作业时每个集装箱的历史耗时，记为M；

获取每个集装箱对应的历史位置数据，记为X；

在吊桥远程操作司机效率相对稳定的情况下，M和X具有线性关系，采用多元线性回归模型，在通过历史数据样本计算出参数后，根据当前集装箱的位置信息对预估作业耗时进行预测，其最佳拟合直线的表达式为：

其中，y表示ASC的预估作业时间，M为ASC作业时每个集装箱的历史耗时，X为对应集装箱的箱位置，h为该指令的起始位置与目标位置的差值；

2)过滤出要调度的指令，包括：

选择从当前时间开始+时间窗口内的指令，以及时间窗口早于当前时间的指令；

3)基于混合整数规划模型将过滤出的要调度的指令分配给海侧ASC和陆侧ASC，包括：

建立混合整数规划模型

min∑_i∑_jm_ija_ij，s.t.∑_ia_ij≤1，∑_ja_ij≤1，将指令罚分最小的指令分配给海侧ASC和陆侧ASC；