一种基于变邻域交叉熵算法的鲁棒泊位岸桥调度方法技术

本发明专利技术公开了一种基于变邻域交叉熵算法的鲁棒泊位岸桥调度方法，考虑到实际作业中可能发生的导致工作时间延长的不确定因素，提出一种通用的加权时间松弛方法在船与船之间插入缓冲区，以降低不确定因素对整体泊位岸桥分配方案的不利影响，进而提高作业效率并减少调度成本，以最小化船舶在港时间为目标，建立鲁棒泊位岸桥分配模型，提出了一种变邻域交叉熵算法，将变邻域搜索算法融入到交叉熵算法中，针对泊位岸桥分配模型和编码特点设计5种邻域结构，采用VNS对搜索过程中精英解的局部及邻域进一步搜索，以增强其局部探索与全局寻优能力，并设计了平滑参数策略使算法跳出局部最优解，最终生成在不确定环境下鲁棒性较强的泊位岸桥分配方案。岸桥分配方案。岸桥分配方案。

A robust berth quay bridge scheduling method based on variable neighborhood cross entropy algorithm

【技术实现步骤摘要】
一种基于变邻域交叉熵算法的鲁棒泊位岸桥调度方法


[0001]本专利技术涉及港口货运
，特别是涉及一种基于变邻域交叉熵算法的鲁棒泊位岸桥调度方法。

技术介绍

[0002]泊位岸桥问题的目的是为所有即将到港的船舶分配停泊的时间、位置和岸桥的数量，由于国际间贸易业务快速发展，对港口码头的作业效率提出了更高的要求。然而在实际调度中，不可避免的会出现恶劣天气、岸桥故障等破坏性事件，导致船舶延迟到港或装卸工作时间延长，因此考虑生成一个鲁棒的泊位岸桥调度方案，即减少计划调度和实际调度之间的偏差就极为重要。
[0003]敖丹等发表于《计算机工程与应用》期刊上的《基于作业链的泊位与岸桥协同调度研究》，针对泊位与岸桥协同调度问题，引入“链式优化”思路的方法分析集装箱的装卸过程，建立泊位岸桥分配和岸桥调度两个模型，设计了嵌套式循环算法来求解，实验证明了所提模型和算法能够有效的解决此问题，但文章并未考虑不确定因素对整体调度的影响且实验部分仅针对计划周期为1天的小规模泊位岸桥调度问题；Guo等发表于《Computers&Industrial本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变邻域交叉熵算法的鲁棒泊位岸桥调度方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，构造离散概率分布矩阵M：p(i,j|t
ce
)的含义是在第t
ce
次迭代时将泊位i分配给船j的概率，p(i,j|t
ce
)初始化(当t
ce
＝0时)的更新公式为公式(2)，满足的约束如公式(3)：＝0时)的更新公式为公式(2)，满足的约束如公式(3)：＝0时)的更新公式为公式(2)，满足的约束如公式(3)：h(i,j)的含义是初始时是否满足将泊位i分配给船舶j的条件，满足则为1，否则为0；S2、生成样本：假设有6艘船舶停泊在4个泊位，其编码方式如下：S2、生成样本：假设有6艘船舶停泊在4个泊位，其编码方式如下：第1行代表船舶的靠泊顺序，1到n之间整数随机排列；第2行代表船舶的靠泊泊位，根据离散概率分布矩阵M生成；第3行代表分配给船舶的岸桥数量，在船舶最少和最多需要的岸桥数之间随机生成；S3、计算样本的靠泊时间：通过加权松弛时间法插入缓冲区，且利用参数ξ
j
表示船舶j的优先级权重，将可能受到影响的船舶数量与在同一泊位靠泊的所有船舶数量之和的比值作为权重的表示；S4、选择H个精英样本：计算所有样本的目标函数值，从中选择最优的H个精英样本X1,...,X
H
，并更新全局最优样本gX；
S5、VNSA对H个精英样本进一步寻优：采用VNSA对搜索过程中找到的H个精英样本的邻近区域进行更深入的搜索，利用cross、icross、2
‑
opt、swap、exchange这5种邻域操作算子N
k
，(k＝1,..,5)生成5个邻域结构；S6、利用H个精英个体更新M矩阵：S6、利用H个精英个体更新M矩阵：利用如下平滑参数策略对p(i,j|t
ce
)进行更新：p(i,j|t
ce
)＝αp(i,j|t
ce
)+(1
‑
α)p(i,j|t
ce
‑1) (7)S7、令t
ce
＝t
ce
+1，判断是否满足迭代次数的终止条件，满足条件则输出全局最优个体，否则返回步骤S2继续迭代。2.根据权利要求1所述的一种基于变邻域交叉熵算法的鲁棒泊位岸桥调度方法，其特征在于：所述S3中，将可能受到影响的船舶数量与在同一泊位靠泊的所有船舶数量之和的比值作为权重的表示方法，包括以下步骤a1、计算最早靠泊时间tb...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴红伟，马金慧，杨玉，戴迎春，王翔，孙靖，贾东宝，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：