本发明专利技术公开了基于集装箱船舶的智能舱内配载方法、系统及计算机介质，包括以下步骤：采用舱内配载蒙特卡洛树搜索的方法不断更新配载结果；建立船舶配载模型，生成目标函数、预设配载约束，根据目标函数、预设配载约束对最终配载结果进行约束；根据最终配载结果将待配载的集装箱与船舶箱位进行配对，生成配载箱位；根据配载箱位将待配载的集装箱置放于匹配箱位内。本发明专利技术能够为复杂工况提供合理的调度方案，降低大规模决策过程中求解空间指数级增长，进而降低求解时间，且提高收敛效率、效果评估准确度。估准确度。估准确度。
【技术实现步骤摘要】
基于集装箱船舶的智能舱内配载方法、系统及计算机介质
[0001]本专利技术属于船舶集装箱配载应用领域，特别涉及基于集装箱船舶的智能舱内配载方法、系统及计算机介质。
技术介绍
[0002]随着智慧型港口概念的提出，以配载员经验为主的人工配载模式成为了现有集装箱码头配载作业的一大瓶颈；目前，越来越多的港口开始采用智能配载，智能配载指的是由人工智能算法模拟集装箱码头配载员的思路与方法，综合考虑设备情况、任务分布、堆存状态等因素，根据预配船图、船舶适航要求以及码头作业要求，自动地把预定装载出口的集装箱配载到目标船箱位上的决策过程。
[0003]然而，现有的智能配载难以自动优化数据特征，在大规模决策过程中，因求解空间指数级增长，而存在求解空间大、收敛效率低、求解时间过长、效果评估准确度差的缺陷。
[0004]因此，目前亟需一种能够降低求解空间、求解时间，且提高收敛效率、效果评估的智能舱内配载方法。
技术实现思路
[0005]专利技术目的：为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供基于集装箱船舶的智能舱内配载方法、系统及计算机介质，其设计合理，自动化程度高，能够为复杂工况提供合理的调度方案，降低大规模决策过程中求解空间指数级增长，进而降低求解时间，且提高收敛效率、效果评估准确度。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了基于集装箱船舶的智能舱内配载方法，包括以下步骤：采用舱内配载蒙特卡洛树搜索的方法不断更新配载结果，包括：生成配载蒙特卡洛搜索树，对当前根节点进行扩展，若判断出需要剪枝，则视需要剪枝的节点为不符合约束的节点，将其剔除，进而进行蒙特卡洛模拟，根据模拟最终状态计算配载结果，对结果进行回溯，当判断出达到预设迭代次数后，选择当前迭代中最优的结果作为最终配载结果；建立船舶配载模型，生成目标函数、预设配载约束，根据目标函数、预设配载约束对最终配载结果进行约束；根据最终配载结果将待配载的集装箱与船舶箱位进行配对，生成配载箱位；根据配载箱位将待配载的集装箱置放于匹配箱位内。
[0007]优选地，采用舱内配载蒙特卡洛树搜索的方法不断更新配载结果的方法为：初始化配载状态，生成蒙特卡洛搜索树；根据预设配载状态对根节点进行扩展，并判断预设配载状态下是否需要剔除某些扩展子节点；若是，则视需要剔除的子节点为不符合约束的子节点，对其进行剔除，不对其进行
蒙特卡洛模拟，若否，则执行下一步骤；对扩展子节点进行模拟，根据模拟最终状态计算配载结果，对结果进行回溯；判断当前是否已达到或超过预设迭代次数；若是，则退出迭代循环，选择当前迭代中最优的结果作为最终配载结果，若否，则更新配载的当前节点和初始状态，重新对根节点进行扩展。
[0008]优选地，对根节点进行扩展的方法为：根据预设配载状态，获得预设配载状态的后续配载状态；根据工作组顺序，选择目前配载的船箱位中符合要求的船箱位；根据选择的船箱位，选择可行的待配箱；将能够选择的船箱位与其匹配的待配箱进行组合，获得预设配载状态所有满足约束的配载状态。
[0009]优选地，对扩展子节点进行模拟的方法为：采用适应性权重方法对问题进行归一化处理：采用适应性权重方法对问题进行归一化处理：其中，表示目标j在当前搜索区间代际的最大目标函数值，表示目标j在当前搜索区间代际的最小目标函数值；随代际模拟扩展：随代际模拟扩展：计算目标k的权重值：进而对目标k进行适应性权重处理：
[0010]优选地，生成目标函数的第一方法为：计算场内翻箱次数：，进而根据所述翻箱次数计算场内总翻箱数量：；
计算船箱位配载的待配箱堆存位置中箱区编号差：，计算船箱位配载待配箱的箱组编号差：，进而计算单列箱区冲突的总次数：；计算场桥跨箱作业总次数：。
[0011]优选地，生成目标函数的第二方法为：计算待配箱之间堆存位置的贝位差：，进而计算场桥大车总移动次数：；计算船箱位总吨差：；进而根据生成总目标函数：。
[0012]优选地，生成预设配载约束的第一方法为：计算待配箱分配的配载顺序和船箱位：，计算配载顺序匹配的待配箱和船箱位：，进而计算船箱位匹配的待配箱和配载顺序：
；限制贝内每列的高箱数量：，进而限制贝内每列的平箱数量：；限制船箱位配载重量：；限制待配箱之间的重量差距：；计算船箱位解封：。
[0013]优选地，生成预设配载约束的第二方法为：限制舱内单列承载重量：；计算垫脚位配载顺序：；计算20ft待配箱的配载顺序差：；限制双20ft配对箱的重量差：；限制待配箱的配载顺序：。
[0014]本专利技术还提供基于集装箱船舶的智能舱内配载系统，使用所述的基于集装箱船舶的智能舱内配载方法对待配箱进行配载，包括：
配载搜索模块，用于采用舱内配载蒙特卡洛树搜索的方法不断更新配载结果，包括：生成配载蒙特卡洛搜索树，对当前根节点进行扩展，若判断出需要剪枝，则视需要剪枝的节点为不符合约束的节点，将其剔除，进而进行蒙特卡洛模拟，根据模拟最终状态计算配载结果，对结果进行回溯，当判断出达到预设迭代次数后，选择当前迭代中最优的结果作为最终配载结果；模型建立模块，用于建立船舶配载模型，生成目标函数、预设配载约束，根据目标函数、预设配载约束对最终配载结果进行约束；配载模块，根据最终配载结果将待配载的集装箱与船舶箱位进行配对，生成配载箱位，进而根据配载箱位将待配载的集装箱置放于匹配箱位内。
[0015]本专利技术还提供一种计算机介质，其特征在于，所述计算机介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现所述的基于集装箱船舶的智能舱内配载方法。
[0016]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：1、本专利技术所述的基于集装箱船舶的智能舱内配载方法、系统及计算机介质，能够为复杂工况提供合理的调度方案，降低大规模决策过程中求解空间指数级增长，进而降低求解时间，且提高收敛效率、效果评估准确度；2、能够减少作业过程中因配载造成的翻箱操作，减少因取箱点箱区冲突造成的作业停滞，减少配载造成的场桥移动，将同一箱区的集装箱配载在船贝中的连续位置，减少场桥作业过程中的移动频率，进而能够降低作业成本，提高作业效率；3、还能够减少岸桥的空载动作和空耗时间，减少拖车的空载次数。
附图说明
[0017]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0018]图1是本专利技术的智能舱内配载方法的流程图。
[0019]图2是本专利技术的采用舱内配载蒙特卡洛树搜索方法的流程图。
[0020]图3是本专利技术的生成目标函数方法的流程图。
[0021]图4是本专利技术的生成预设配载约束方法的流程图。
[0022]图5是本专利技术的对根节点进行扩展方法的流程图。
[0023]图6是本专利技术的对扩展子节点进行模拟方法的流程图。
[0024]图7是本专利技术的智能舱内配载系统的模块连接图。
[0025]图8是本专利技术的岸桥卸箱的示意图。
[0026]图9是本专利技术的岸桥装箱的示意图。
[0027]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于集装箱船舶的智能舱内配载方法，其特征在于，包括以下步骤：采用舱内配载蒙特卡洛树搜索的方法不断更新配载结果，包括：生成配载蒙特卡洛搜索树，对当前根节点进行扩展，若判断出需要剪枝，则视需要剪枝的节点为不符合约束的节点，将其剔除，进而进行蒙特卡洛模拟，根据模拟最终状态计算配载结果，对结果进行回溯，当判断出达到预设迭代次数后，选择当前迭代中最优的结果作为最终配载结果；建立船舶配载模型，生成目标函数、预设配载约束，根据目标函数、预设配载约束对最终配载结果进行约束；根据最终配载结果将待配载的集装箱与船舶箱位进行配对，生成配载箱位；根据配载箱位将待配载的集装箱置放于匹配箱位内。2.根据权利要求1所述的基于集装箱船舶的智能舱内配载方法，其特征在于，采用舱内配载蒙特卡洛树搜索的方法不断更新配载结果的方法为：初始化配载状态，生成蒙特卡洛搜索树；根据预设配载状态对根节点进行扩展，并判断预设配载状态下是否需要剔除某些扩展子节点；若是，则视需要剔除的子节点为不符合约束的子节点，对其进行剔除，不对其进行蒙特卡洛模拟，若否，则执行下一步骤；对扩展子节点进行模拟，根据模拟最终状态计算配载结果，对结果进行回溯；判断当前是否已达到或超过预设迭代次数；若是，则退出迭代循环，选择当前迭代中最优的结果作为最终配载结果，若否，则更新配载的当前节点和初始状态，重新对根节点进行扩展。3.根据权利要求2所述的基于集装箱船舶的智能舱内配载方法，其特征在于，对根节点进行扩展的方法为：根据预设配载状态，获得预设配载状态的后续配载状态；根据工作组顺序，选择目前配载的船箱位中符合要求的船箱位；根据选择的船箱位，选择可行的待配箱；将能够选择的船箱位与其匹配的待配箱进行组合，获得预设配载状态所有满足约束的配载状态。4.根据权利要求2所述的基于集装箱船舶的智能舱内配载方法，其特征在于，对扩展子节点进行模拟的方法为：采用适应性权重方法对问题进行归一化处理：采用适应性权重方法对问题进行归一化处理：，其中，表示目标在当前搜索区间代际的最大目标函数值，表示目标在当前搜索区间代际的最小目标函数值；随代际模拟扩展：
，计算目标的权重值：，进而对目标进行适应性权重处理：。5.根据权利要求1所述的基于集装箱船舶的智能舱内配载方法，其特征在于，生成目标函数的第一方法为：计算场内翻箱...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宁，杜学强，缪华军，王美玲，
申请(专利权)人：苏州诀智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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