铁路港口站平面布局优化方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了铁路港口站平面布局优化方法、系统、设备及存储介质，涉及优化领域，包括获取第一信息、第二信息和第三信息；通过第一信息和第二信息各功能区之间的综合相关性；根据第三信息，计算物流成本；以综合相关性和物流成本为目标函数，建立铁路港口站平面布局的多目标优化模型，以所述物流成本最小和综合相关性最大作为多目标优化模型的优化目标，对所述优化模型进行求解，得到铁路港口站平面布局最优结果。本发明专利技术利用基于改进协方差矩阵自适应进化策略的进化算法对模型进行求解，从而获得铁路港口站的最优平面布局方案，为铁路港口站布局规划提供理论依据，也为港口铁路资源合理、布局分析提供研究方法。布局分析提供研究方法。布局分析提供研究方法。

【技术实现步骤摘要】
铁路港口站平面布局优化方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及优化
，具体而言，涉及铁路港口站平面布局优化方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]由于我国大部分港口建设时间较早，大部分港口在设计和建设时未考虑到港口水铁联运问题，导致已建港口在发展水铁联运时存在着规划、设计等方面的问题，其中港口水铁联运平面布置问题是一类典型问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种铁路港口站平面布局优化方法、系统、设备及存储介质，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0004]第一方面，本申请提供了一种铁路港口站平面布局优化方法，包括：获取铁路港口站对应的第一信息、第二信息和第三信息，所述第一信息包括物流量和各功能区之间的物流频率，所述第二信息包括各功能区之间的生产工艺、辅助工艺流程和工艺流程的重要性程度，所述第三信息包括各功能区之间的集装箱搬运距离、搬运量和单位距离搬运成本；通过采用专家打分法分别对第一信息和第二信息进行相关性打分，得到第一信息对应的物流相关性和第二信息对应的活动相关性；根据预设物流相关性和活动相关性的权重比例，计算综合相关性；根据第三信息，计算物流成本；以综合相关性和物流成本为目标函数，建立铁路港口站平面布局的多目标优化模型，以所述物流成本最小和综合相关性最大作为多目标优化模型的优化目标，对所述优化模型进行求解，得到铁路港口站平面布局最优结果。
[0005]第二方面，本申请还提供了一种铁路港口站平面布局优化系统，包括：获取单元，用于获取铁路港口站对应的第一信息、第二信息和第三信息，所述第一信息包括物流量和各功能区之间的物流频率，所述第二信息包括各功能区之间的生产工艺、辅助工艺流程和工艺流程的重要性程度，所述第三信息包括各功能区之间的集装箱搬运距离、搬运量和单位距离搬运成本；打分单元，用于对第一信息和第二信息进行相关性打分，得到第一信息对应的物流相关性和第二信息对应的活动相关性；计算单元，用于根据预设物流相关性和活动相关性的权重比例计算综合相关性和根据第三信息计算物流成本；建模求解单元，用于根据综合相关性目标函数和物流成本目标函数建立铁路港口站平面布局的多目标优化模型，以所述物流成本最小和综合相关性最大作为多目标优化模型的优化目标，对所述优化模型进行求解，得到铁路港口站平面布局最优结果。
[0006]第三方面，本申请还提供了一种铁路港口站平面布局优化设备，包括：存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述计算机程序时实现所述铁路港口站平面布局优化方法的步骤。
[0007]第四方面，本申请还提供了一种铁路港口站平面布局优化存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于铁路港口站平面布
局优化方法的步骤。
[0008]本专利技术的有益效果为：
[0009]本专利技术通过构建铁路港口站平面布局的多目标规划模型，利用基于改进协方差矩阵自适应进化策略的进化算法对模型进行求解，该算法能高效获取求解结果，从而获得铁路港口站的最优平面布局方案，为铁路港口站布局规划提供理论依据，也为港口铁路资源合理、布局分析提供研究方法。
[0010]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0012]图1为本专利技术实施例中所述铁路港口站平面布局优化方法流程示意图；
[0013]图2为本专利技术实施例中所述功能区布局示意图；
[0014]图3为本专利技术实施例中所述铁路港口站平面布局优化系统结构示意图；
[0015]图4为本专利技术实施例中所述铁路港口站平面布局优化设备结构示意图；
[0016]图5为本专利技术实施例中所述初始化布局示意图；
[0017]图6为本专利技术实施例中所述适应度收敛曲线；
[0018]图7为本专利技术实施例中的最终布局方案。
[0019]图中标记：1、获取单元；2、打分单元；3、计算单元；4、建模单元；5、求解单元；6、存储器；7、处理器、8、数据输入端口；9、I/O接口；10、通信组件；21、第一打分单元；22、第二打分单元；31、第一计算单元；32、第二计算单元；33、第三计算单元。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]实施例1：
[0023]如图1所示，本实施例提供了一种铁路港口站平面布局优化方法，包括
[0024]S100：获取铁路港口站对应的第一信息、第二信息和第三信息，所述第一信息包括物流量和各功能区之间的物流频率，所述第二信息包括各功能区之间的生产工艺、辅助工艺流程和工艺流程的重要性程度，所述第三信息包括各功能区之间的集装箱搬运距离、搬运量和单位距离搬运成本；
[0025]S200：通过采用专家打分法分别对第一信息和第二信息进行相关性打分，得到第一信息对应的物流相关性和第二信息对应的活动相关性；
[0026]S300：根据预设物流相关性和活动相关性的权重比例，计算综合相关性，所述预设权重关系为：物流相关性:活动相关性＝2:1。根据第三信息，计算物流成本；
[0027]S400：以综合相关性和物流成本为目标函数；
[0028]所述物流成本函数：
[0029]minZ1＝∑∑C
mn
f
mn
d
mn
[0030]式中：Z1表示铁路港口站功能区物流成本，单位：元；
[0031]C
mn
表示功能区m，n间的单位距离搬运成本，单位：元/m；
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路港口站平面布局优化方法，其特征在于，包括：获取铁路港口站对应的第一信息、第二信息和第三信息，所述第一信息包括物流量和各功能区之间的物流频率，所述第二信息包括各功能区之间的生产工艺、辅助工艺流程和工艺流程的重要性程度，所述第三信息包括各功能区之间的集装箱搬运距离、搬运量和单位距离搬运成本；通过采用专家打分法分别对第一信息和第二信息进行相关性打分，得到第一信息对应的物流相关性和第二信息对应的活动相关性；根据预设物流相关性和活动相关性的权重比例，计算综合相关性；根据第三信息，计算物流成本；以综合相关性和物流成本为目标函数，建立铁路港口站平面布局的多目标优化模型；以所述物流成本最小和综合相关性最大作为多目标优化模型的优化目标，对所述优化模型进行求解，得到铁路港口站平面布局最优结果。2.根据权利要求1所述的铁路港口站平面布局优化方法，其特征在于，以综合相关性目标函数和物流成本目标函数建立铁路港口站平面布局的多目标优化模型，包括：建立铁路港口站的二维平面；在二维平面内设定每个功能区形状均为矩形，所述矩形的边与所述二维平面坐标轴平行或者垂直；以综合相关性目标函数和物流成本目标函数建立铁路港口站平面布局的多目标优化模型；以各功能区面积和各功能区在二维平面上的位置关系作为所述多目标优化模型的约束条件。3.根据权利要求1所述的铁路港口站平面布局优化方法，其特征在于，对所述优化模型进行求解包括：对各功能区进行初始化布局；随机选取两个功能区进行交叉重组，所述交叉包括离散重组、中值重组和混杂重组；对功能区的交叉操作完成后，对功能区的每个分量增加零均值和预设的标准差的高斯随机变量来实现变异操作，得到新的布局；根据预设适应度计算函数计算各功能区的适应度值，将其按照适应度值的大小进行排序，固定适应度值最大的前三个功能区的位置；通过使用协方差矩阵体现两两功能区之间的依赖关系，通过更新协方差矩阵的均值和控制收敛步长实现协方差矩阵的自适应调整；重复上述步骤得到铁路港口站平面布局最优结果。4.根据权利要求3所述的铁路港口站平面布局优化方法，其特征在于，所述对各功能区进行初始化布局，包括：将某一个功能区与其他功能区综合相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，姚楚峰，牛好振，韩斌，马涛，李冬冬，赵东亮，
申请(专利权)人：中铁工程设计咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：