【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多式联运集装箱码头资源配置，尤其涉及一种集装箱码头多设备配置方法及系统。
技术介绍
1、多式联运是全球货运重要的运输方式。当前，全球集装箱运输量骤增，亟需多式联运作业效率不断提高。集装箱码头是多式联运的重要枢纽，提高码头的作业效率是提高多式联运整体效率的关键所在。为集装箱任务合理分配设备和资源，从而获得高效的调度方案，具有重要的工程价值。
2、岸桥、集卡、场桥、泊位、堆场是集装箱码头作业的重要作业设备和资源。岸桥负责海侧集装箱的装卸，堆场为陆侧集装箱提供存储空间，场桥负责堆场作业，集卡负责集装箱运输。每个阶段的作业效率，均对码头接卸转运总时间产生重要影响。
3、结合港口装卸作业特点，当前港口调度的研究可分为单阶段调度和多阶段调度。单阶段调度问题主要有：港口泊位分配、岸桥作业调度、运输车辆调度、堆场资源的配置与调度等。多阶段调度问题同时考虑多个密切关联的作业环节，大部分是两阶段联合调度。比如，针对岸桥与集卡建立混合整数规划模型，针对集卡与场桥建立二层规划模型，针对泊位-堆场资源进行联合分配，以及岸桥指派与泊位分配的集成调度等。也有针对岸桥、集卡、场桥三阶段作业展开的联合调度优化研究。其中，把三个阶段的作业抽象为混合流水车间调度问题，但没有考虑集卡在场桥的空闲时间，也没有考虑岸桥的特殊作业性质。
4、在对港口调研时发现，岸桥在对船舶装卸作业时，时常出现空闲的情况。这使港口的资源浪费巨大，增加港口作业成本。
技术实现思路
1、本部分的目的
2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术提供了一种集装箱码头多设备配置方法及系统解决岸桥在对船舶装卸作业时，时常出现空闲，码头岸桥有效利用率较低的问题。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
5、第一方面，本专利技术提供了一种集装箱码头多设备配置方法，包括：
6、获取集装箱的排序，集装箱对应的集卡、岸桥、场桥，以及各类设备的开机数量；
7、通过针对集装箱的单链编码和针对岸桥、集卡、场桥的三链解码，求解混合零等待柔性流水车间调度问题，获得集装箱任务的最佳资源配置组合。
8、作为本专利技术所述的集装箱码头多设备配置方法的一种优选方案，其中：
9、还包括以下步骤：
10、构建问题可行解：问题的可行解x由四个部分构成，分别是集装箱作业排序开机集卡数量jw以及对应的集卡分配序列开机岸桥数量和对应的岸桥分配序列开机场桥数量和对应的场桥分配序列用表示一批集装箱在多式联运码头接卸转运的解；
11、针对集装箱的单链编码：采用基于集装箱编号的编码方式获得随机生成h维的向量元素为一个集装箱的编号，中元素不重复，且h∈ω，
12、针对岸桥、集卡、场桥的三链解码：jw构成当前作业设备的数量组合
13、作为本专利技术所述的集装箱码头多设备配置方法的一种优选方案，其中：
14、所述针对岸桥、集卡、场桥的三链解码，包括每个集装箱都有种岸桥分配方案，基于最快完工时间规则并考虑岸桥零空闲的约束，选取能使c1,max最小的分配方案作为该集装箱的岸桥配置，c1,max表示为：
15、
16、
17、最终获得长度为h的向量
18、其中，c1,max表示当前集装箱岸桥阶段完工的最大完工时刻，oi,h表示卸载集装箱h的第i道工序，表示岸桥qb完成o1,h的结束时刻，表示岸桥qb完成集装箱h作业所花时间，元素取值为岸桥编号，取值范围为向量中可出现重复元素，表示分配给集装箱的岸桥。
19、作为本专利技术所述的集装箱码头多设备配置方法的一种优选方案，其中：
20、所述针对岸桥、集卡、场桥的三链解码，包括仍然采用etc规则，依次获得号集装箱的分配方案，表示分配给号集装箱的集卡，表示分配给集装箱的岸桥，每个集装箱都有种联合分配方案，选择满足的集卡，从这些集卡与场桥的组合中，选取能使c3,max最小的分配方案作为该集装箱的配置，从选择条件看，集卡和场桥的分配互相影响，因此和的解码同时进行。
21、作为本专利技术所述的集装箱码头多设备配置方法的一种优选方案，其中：
22、所述集卡分配序列和场桥分配序列的解码过程如下：
23、的计算表示为：
24、
25、c3,max的计算表示为：
26、
27、
28、arh,j、ath,j的计算表示为：
29、
30、
31、当所有集装箱的集卡和场桥分配完成，获得长度均为h的向量和取值范围为[1,jw]，取值范围为
32、其中，表示集卡j完成o2,h的结束时刻，c3,max表示当前集装箱场桥阶段完工的最大完工时刻，arh,j表示集卡j负载集装箱h到达堆场的时刻，ath,j表示集卡j负载集装箱h在堆场的等待时间。
33、作为本专利技术所述的集装箱码头多设备配置方法的一种优选方案，其中：
34、通过针对岸桥、集卡、场桥的三链解码的解码规则，获得集装箱作业排序以及每个集装箱被分配的岸桥集卡岸桥
35、作为本专利技术所述的集装箱码头多设备配置方法的一种优选方案，其中：
36、所述当前作业设备的数量组合的可行解具体表示为：
37、
38、第二方面，本专利技术提供了一种集装箱码头多设备配置系统，包括：
39、获取模块，获取集装箱的排序，集装箱对应的集卡、岸桥、场桥，以及各类设备的开机数量；
40、求解模块，通过针对集装箱的单链编码和针对岸桥、集卡、场桥的三链解码，求解混合零等待柔性流水车间调度问题，获得集装箱任务的最佳资源配置组合。
41、第三方面，本专利技术提供了一种计算设备，包括：
42、存储器，用于存储程序；
43、处理器，用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述集装箱码头多设备配置方法的步骤。
44、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述程序被处理器执行时，实现所述的集装箱码头多设备配置方法的步骤。
45、本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种集装箱码头混合零空闲柔性流水作业多设备配置方法，求解混合零等待柔性流水车间调度问题，获得集装箱任务的最佳资源配置组合，提高码头岸桥有效利用率，降低了码头作业成本。
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1.一种集装箱码头多设备配置方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的集装箱码头多设备配置方法，其特征在于，还包括以下步骤：
3.如权利要求1或2所述的集装箱码头多设备配置方法，其特征在于：所述针对岸桥、集卡、场桥的三链解码，包括每个集装箱都有种岸桥分配方案，基于最快完工时间规则并考虑岸桥零空闲的约束，选取能使C1,max最小的分配方案作为该集装箱的岸桥配置，C1,max表示为：
4.如权利要求3所述的集装箱码头多设备配置方法，其特征在于：所述针对岸桥、集卡、场桥的三链解码，包括仍然采用ETC规则，依次获得号集装箱的分配方案，表示分配给号集装箱的集卡，表示分配给集装箱的岸桥，每个集装箱都有种联合分配方案，选择满足的集卡，从这些集卡与场桥的组合中，选取能使C3,max最小的分配方案作为该集装箱的配置，从选择条件看，集卡和场桥的分配互相影响，因此和的解码同时进行。
5.如权利要求4所述的集装箱码头多设备配置方法，其特征在于：所述集卡分配序列和场桥分配序列的解码过程如下：
6.如权利要求5所述的集装箱码头多设备配置方法，
7.如权利要求6所述的集装箱码头多设备配置方法，其特征在于：所述当前作业设备的数量组合的可行解具体表示为：
8.一种基于权利要求1～7任一所述的集装箱码头多设备配置方法的配置系统，其特征在于：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的集装箱码头多设备配置方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种集装箱码头多设备配置方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的集装箱码头多设备配置方法，其特征在于，还包括以下步骤：
3.如权利要求1或2所述的集装箱码头多设备配置方法，其特征在于：所述针对岸桥、集卡、场桥的三链解码，包括每个集装箱都有种岸桥分配方案，基于最快完工时间规则并考虑岸桥零空闲的约束，选取能使c1,max最小的分配方案作为该集装箱的岸桥配置，c1,max表示为：
4.如权利要求3所述的集装箱码头多设备配置方法，其特征在于：所述针对岸桥、集卡、场桥的三链解码，包括仍然采用etc规则，依次获得号集装箱的分配方案，表示分配给号集装箱的集卡，表示分配给集装箱的岸桥，每个集装箱都有种联合分配方案，选择满足的集卡，从这些集卡与场桥的组合中，选取能使c3,max最小的分配方案作为该集装箱的配置，从选择条件看，集...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文锋，钟祾充，贺利军，郭文静，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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