一种粮食集装箱运输调度方法及系统与流程

本发明属于粮食集装箱运输调度，更具体地，涉及一种粮食集装箱运输调度方法及系统。

背景技术：

1、粮食的运输是粮食物流体系中的重要环节，由于粮食品种和质量的多样性,粮食物流具有数量大、覆盖区域广、储藏要求高等特点。粮食的集装箱运输是指将集装箱作为粮食运输的载体和工具的一种运输方式。由于近几年我国的粮、棉、油生产已逐渐表现出向优势产区集中的趋势，品种和质量也呈多元化发展趋势，总体上表现出量大、点多、面广、生化特性强的特点。而我国的粮食流通仍处于低水平发展阶段， 因此，有必要研究粮食集装箱装卸技术，解决集装箱运输技术中的不足。

2、装卸作业是码头作业的基础环节，其生产作业进度直接影响集装箱船舶的进出港时间，生产作业开始前需要制定合理的调度计划，这样能够保证码头以较为高效的装卸效率进行工作。码头装卸系统内部之间存在复杂的关联关系，这给码头集装箱装卸调度优化带来了难度。因此，如何合理的对码头装卸设备进行优化配置，从而保证装卸作业有序、合理的进行，是码头管理亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提出一种粮食集装箱运输调度方法，包括：

2、获取港口集装箱信息和运输车辆信息，并建立最小化运输车辆模型，计算运输港口集装箱所需的最少运输车辆的数量，其中，港口集装箱信息包括：集装箱的数量、集装箱的容量，运输车辆信息包括：集装箱的运输时间、集装箱的发货地点、每辆运输车辆的载重量、每个集装箱的目的地；

3、获取港口内运输粮食的设备工作成本，并设置最小成本模型，计算运输粮食的设备工作的最小成本，其中，设备工作成本包括：港口装卸运输运营成本、皮带机设备启动成本、斗提机设备启动成本、转接塔中设备启动成本、闲置成本；

4、将设备工作的最小成本和最少运输车辆的数量相结合，对港口内粮食集装箱进行调度。

5、进一步的，最小成本模型为：

6、，

7、其中，w为港口装卸运输运营成本，u为决策变量，取值为0或者1，表示能否进入筒仓中，能进筒仓表示1，若不能则u为0；b表示某一时刻可用筒仓的集合；s表示某一时刻可用皮带机设备的集合；e表示某一时刻可用斗提机设备的集合；g表示某一时刻可用转接塔设备的集合；表示皮带机设备启动成本；表示斗提机设备启动成本；表示转接塔中设备启动成本；表示是否选择皮带机设备，若选择，则=1，否则=0；t表示装卸作业时间；表示是否选择斗提机设备，若选择，则=1否则=0；表示是否选择转接塔中设备，若选择，则=1，否则=0；表示设备的单次占用成本，表示闲置成本，、表示时间投入系数。

8、进一步的，最小化运输车辆模型为：

9、，

10、其中，n为集装箱的数量，为第i个集装箱的容量，为第i个集装箱的目的地，为第i个集装箱的运输时间，为第i个集装箱的发货地点，为每辆运输车辆的载重量。

11、进一步的，为最小化运输车辆模型设置约束条件，约束条件为：

12、每个集装箱的容量不能超过每辆运输车辆的载重量；

13、每个集装箱必须被分配到一辆运输车辆上并运输到集装箱的目的地；

14、每辆运输车辆的总容量不能超过其载重量。

15、进一步的，将设备工作的最小成本和最少运输车辆的数量相结合，对港口内粮食集装箱进行调度，包括：优先计算设备工作的最小成本，确定最小成本之后，再结合最少运输车辆的数量，对对港口内粮食集装箱进行调度。

16、本发明还提出一种粮食集装箱运输调度系统，包括：

17、建立最小化运输车辆模型模块，用于获取港口集装箱信息和运输车辆信息，并建立最小化运输车辆模型，计算运输港口集装箱所需的最少运输车辆的数量，其中，港口集装箱信息包括：集装箱的数量、集装箱的容量，运输车辆信息包括：集装箱的运输时间、集装箱的发货地点、每辆运输车辆的载重量、每个集装箱的目的地；

18、设置最小成本模型模块，用于获取港口内运输粮食的设备工作成本，并设置最小成本模型，计算运输粮食的设备工作的最小成本，其中，设备工作成本包括：港口装卸运输运营成本、皮带机设备启动成本、斗提机设备启动成本、转接塔中设备启动成本、闲置成本；

19、调度模块，用于将设备工作的最小成本和最少运输车辆的数量相结合，对港口内粮食集装箱进行调度。

20、进一步的，最小成本模型为：

21、，

22、其中，w为港口装卸运输运营成本，u为决策变量，取值为0或者1，表示能否进入筒仓中，能进筒仓表示1，若不能则u为0；b表示某一时刻可用筒仓的集合；s表示某一时刻可用皮带机设备的集合；e表示某一时刻可用斗提机设备的集合；g表示某一时刻可用转接塔设备的集合；表示皮带机设备启动成本；表示斗提机设备启动成本；表示转接塔中设备启动成本；表示是否选择皮带机设备，若选择，则=1，否则=0；t表示装卸作业时间；表示是否选择斗提机设备，若选择，则=1否则=0；表示是否选择转接塔中设备，若选择，则=1，否则=0；表示设备的单次占用成本，表示闲置成本，、表示时间投入系数。

23、进一步的，最小化运输车辆模型为：

24、，

25、其中， n为集装箱的数量，为第i个集装箱的容量，为第i个集装箱的目的地，为第i个集装箱的运输时间，为第i个集装箱的发货地点，为每辆运输车辆的载重量。

26、进一步的，为最小化运输车辆模型设置约束条件，约束条件为：

27、每个集装箱的容量不能超过每辆运输车辆的载重量；

28、每个集装箱必须被分配到一辆运输车辆上并运输到集装箱的目的地；

29、每辆运输车辆的总容量不能超过其载重量。

30、进一步的，将设备工作的最小成本和最少运输车辆的数量相结合，对港口内粮食集装箱进行调度，包括：优先计算设备工作的最小成本，确定最小成本之后，再结合最少运输车辆的数量，对对港口内粮食集装箱进行调度。

31、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

32、建立了集装箱装卸运输运营成本最低的模型，提高了装卸及作业效率，与粮食的散运相比,散粮集装箱可以不受气候及环境变化影响，随时随地进行作业，同时还可以减少粮食和外界的接触,有效避免虫害对粮食的干扰,减少输送过程中的损耗和经济损失,保障粮食品质及数量安全。

技术特征：

1.一种粮食集装箱运输调度方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种粮食集装箱运输调度方法，其特征在于，最小成本模型为：

3.如权利要求1所述的一种粮食集装箱运输调度方法，其特征在于，最小化运输车辆模型为：

4.如权利要求3所述的一种粮食集装箱运输调度方法，其特征在于，为最小化运输车辆模型设置约束条件，约束条件为：

5.如权利要求1所述的一种粮食集装箱运输调度方法，其特征在于，将设备工作的最小成本和最少运输车辆的数量相结合，对港口内粮食集装箱进行调度，包括：优先计算设备工作的最小成本，确定最小成本之后，再结合最少运输车辆的数量，对对港口内粮食集装箱进行调度。

6.一种粮食集装箱运输调度系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的一种粮食集装箱运输调度系统，其特征在于，最小成本模型为：

8.如权利要求6所述的一种粮食集装箱运输调度系统，其特征在于，最小化运输车辆模型为：

9.如权利要求8所述的一种粮食集装箱运输调度系统，其特征在于，为最小化运输车辆模型设置约束条件，约束条件为：

10.如权利要求6所述的一种粮食集装箱运输调度系统，其特征在于，将设备工作的最小成本和最少运输车辆的数量相结合，对港口内粮食集装箱进行调度，包括：优先计算设备工作的最小成本，确定最小成本之后，再结合最少运输车辆的数量，对对港口内粮食集装箱进行调度。

技术总结
本发明公开了一种粮食集装箱运输调度方法及系统，该方法包括：获取港口集装箱信息和运输车辆信息，并建立最小化运输车辆模型，计算运输港口集装箱所需的最少运输车辆的数量，其中，港口集装箱信息包括：集装箱的数量、集装箱的容量，运输车辆信息包括：集装箱的运输时间、集装箱的发货地点、每辆运输车辆的载重量、每个集装箱的目的地；获取港口内运输粮食的设备工作成本，并设置最小成本模型，计算运输粮食的设备工作的最小成本，其中，设备工作成本包括：港口装卸运输运营成本、皮带机设备启动成本、斗提机设备启动成本、转接塔中设备启动成本、闲置成本；将设备工作的最小成本和最少运输车辆的数量相结合，对港口内粮食集装箱进行调度。

技术研发人员：原向东,范垂荣,王雪琳,任勤雷,边卫民
受保护的技术使用者：交通运输部水运科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13