一种散货码头装船作业优化方法技术

本发明专利技术提供一种散货码头装船作业优化方法。本发明专利技术方法，包括：根据散货码头装船方案和装船作业工艺流程，建立散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型；基于建立的混合整数规划模型，并根据船舶需求、装船设备、堆场产品分布信息，设计基于启发式逻辑的Benders分解算法；基于设计的Benders分解算法，对建立的混合整数规划模型进行求解，得到优化后的装船作业调度方案。本发明专利技术的技术方案能够缩短所有船舶的装船作业完成时间，不仅可为每艘船舶分配合理的装船方案，还能避免各装船机之间作业冲突以及避免各取料机之间作业冲突。同时，本发明专利技术的技术方案在一定程度上可为散货码头装船作业提供辅助决策，对提高散货码头装船作业效率和服务水平具有重要价值。率和服务水平具有重要价值。率和服务水平具有重要价值。

【技术实现步骤摘要】
一种散货码头装船作业优化方法


[0001]本专利技术涉及船舶作业
，具体而言，尤其涉及一种散货码头装船作业优化方法。

技术介绍

[0002]随着干散货需求的快速增长，装船作业作为散货码头运营中重要的作业环节，其合理性直接影响散货码头的运营效率。而装船机和取料机作为装船作业工艺流程中主要的装船设备。为了充分利用这些装船设备，通常需要根据每艘船舶的需求和装舱顺序，结合堆场现有产品库存，为每艘船舶制定多个装船方案，即每个方案包括各舱所需产品的堆垛位置。在实际的装船作业过程中，不同的装船方案分配不同的取料机和装船机。在执行装船方案时，由于取料机在不同轨道上存在碰撞或同轨道上交叉等作业冲突以及装船机在同轨道上交叉等作业冲突，会导致装船作业工艺流程频繁中断。尤其是随着船舶需求的增加，以传统的人工经验方法调度装船设备作业，已不能满足当下的需求，如何更加合理有效地调度装船作业已成为当下散货码头运营亟需解决的问题。但现有技术中提出的模型并未考虑不同装船方案情况下取料机与装船机作业调度优化。为了更加贴合散货码头装船作业工艺流程的实际情况，需要同时考虑各取料机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散货码头装船作业优化方法，其特征在于，包括：S1、根据散货码头装船方案和装船作业工艺流程，建立散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型；S2、基于建立的混合整数规划模型，并根据船舶需求、装船设备、堆场产品分布信息，设计基于启发式逻辑的Benders分解算法；S3、基于设计的Benders分解算法，对建立的混合整数规划模型进行求解，得到优化后的装船作业调度方案。2.根据权利要求1所述的散货码头装船作业优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，散货码头装船方案和装船作业工艺流程具体为：所述散货码头装船方案是指码头运营商通常根据每艘船舶的需求和装舱顺序，结合堆场现有产品库存，制定多个装船方案，即每个方案包括各舱所需产品的堆垛位置；所述装船作业工艺流程是指取料机沿轨道行走到对应堆垛位置将产品取出，经皮带式运输系统转运至装船机，再由装船机沿轨道行走到对应的船舱位置进行装载；其中，装船机和取料机作为装船作业工艺流程中主要的装船设备。3.根据权利要求1所述的散货码头装船作业优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：立的散货码头装船作业调度优化的混合整数规划模型，具体为：
其中，公式(1)表示目标函数为最小化最大装船作业完成时间；公式(2)表示确保每艘船舶分配一个装船方案；公式(3)表示同一轨道上多台装船机作业约束，确保所有停靠泊位的船舶分配一台装船机进行装料作业，以避免同一轨道上装船机发生交叉作业冲突；公式(4)表示根据已分配的装船方案和装船机，分配一台取料机进行取料作业；公式(5)表示同一轨道上多台取料机作业约束，确保同一轨道上分配一台取料机取料作业，以避免发生取料机交叉作业冲突；公式(6)表示不同轨道上取料机作业约束，以避免堆垛位置两侧轨道上取料机同时对同一堆垛位置进行取料作业而发生碰撞；公式(7)表示计算每个船舱取料机执行一个作业任务的完成时间，即该作业任务的取料时间加上最后一部分产品到船舶所停靠泊位的运输时间；公式(8)表示每艘船舶装船作业开始时间；公式(9)表示确保同一艘船舶两次作业的顺序与装船方案的任务顺序一致；公式(10)和公式(11)表示确保同一取料机上两个作业之间的优先关系；公式(12)表示计算船舶装船作业完成时间；公式(13)和公式(14)表示定义变量的取值范围。4.根据权利要求1所述的散货码头装船作业优化方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实现过程如下：S21、建立主问题模型，如下：S21、建立主问题模型，如下：S21、建立主问题模型，如下：S21、建立主问题模型，如下：S21、建立主问题模型，如下：S21、建立主问题模型，如下：S21、建立主问题模型，如下：S21、建立主问题模型，如下：
X
i,p
,Y
k
,Z
i,p,j,r
,U
i,l
∈{0,1}
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(24)其中，公式(15)表示确保最大装船...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新宇，李俊杰，郭文强，李润佛，马宝山，马瑞鑫，姜玲玲，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：