一种基于数字化智能算法的港口管理方法、系统及设备与流程

本发明属于智慧港口领域，具体涉及一种基于数字化智能算法的港口管理方法、系统及设备。

背景技术：

1、在当今信息爆炸的时代，数字化、网络化和智能化已经深入至各行各业中，在全球化贸易的浪潮中，港口作为物流链重要节点，其运营效率和管理水平对于整个供应链顺畅运转至关重要，随着数字化和智能化的发展，港口行业正经历一场前所未有的变革。

2、然而，随着国际贸易量的不断增加，港口管理所面临的挑战日益严峻，货物堆积、调度复杂和环境污染等问题层出不穷。传统的港口管理模式数据采集不全面、资源配置不合理和装卸效率低下，无法实现港口的动态管理，且不能港口的实时变化，因此传统的港口管理模式已经无法满足现代社会对于港口的效率、安全和环保等方面的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于数字化智能算法的港口管理方法、系统及设备，以解决现有技术无法实现港口动态管理的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，一种基于数字化智能算法的港口管理方法，包括以下步骤：

4、采集货物信息、船舶信息、车辆信息并进行预处理；

5、根据预处理后的船舶信息进行智能泊位计划，得到泊位信息，然后根据预处理后的货物信息、预处理后的车辆信息和所述泊位信息进行智能配载计划，获得配载信息；采集港口储存信息，所述配载信息结合所述港口储存信息进行智能堆存计划，得到堆存信息；

6、根据所述泊位信息、配载信息和堆存信息进行智能选位，获得选位参数和选位任务，根据所述选位参数和选位任务进行自动发箱实现港口实时调度。

7、在一些实施方式中，还包括以下步骤：

8、采集港口运营信息，通过所述港口运营信息查询得到货物位置信息；

9、根据所述货物位置信息，输入对应货物的装卸时间，完成货物预约装卸。

10、在一些实施方式中，还包括以下步骤：

11、采集环境参数信息，所述环境参数信息包括温度信息和湿度信息，若所述环境参数信息出现异常值，则输出报警信号；

12、采集实时图像信息，根据所述实时图像信息进行港口监控。

13、在一些实施方式中，所述智能泊位计划、智能配载计划和智能堆存计划基于反向传播神经网络模型实现；

14、所述泊位信息、配载信息和堆存信息通过反向传播神经网络模型进行智能选位；

15、所述bp神经网络模型的建立步骤如下：

16、采集港口吞吐量的预测值和真实值，根据所述预测值和真实值进行差分运算得到港口吞吐量预测残差数据；

17、根据所述港口吞吐量的预测值，进行arima平稳性判断后建立arima模型；

18、根据所述港口吞吐量预测残差数据、货物信息、船舶信息和车辆信息，并通过arima模型优化后，构建bp神经网络模型。

19、在一些实施方式中，所述根据所述选位参数和选位任务进行自动发箱实现港口实时调度的步骤，具体包括：

20、根据所述选位参数和选位任务进行箱位选择，更新对应箱位的历史状态信息，得到对应箱位的当前状态信息；

21、根据对应箱位的当前状态信息进行自动发箱，实现港口实时调度；

22、所述箱位选择包括：出口箱选位、中转箱选位、进口箱选位、转堆选位、卸船箱选位、进场箱选位和提箱选位；

23、所述当前状态信息包括箱位锁定、箱位确认和箱位更新。

24、在一些实施方式中，所述智能堆存计划包括货物储存，所述货物存储通过brp策略和bss-brp策略实现的步骤包括：

25、采集入场卸货顺序和提货检索顺序，根据所述入场卸货顺序通过brp策略进行存储，得到初始存储位置，然后根据所述提货检索顺序通过bss-brp策略优化所述初始存储位置，获得优化后的存储位置。

26、第二方面，一种基于数字化智能算法的港口管理系统，包括

27、数据采集模块，用于采集货物信息、船舶信息、车辆信息并进行预处理；

28、智能决策模块，用于根据预处理后的船舶信息进行智能泊位计划，得到泊位信息，然后根据预处理后的货物信息、预处理后的车辆信息和所述泊位信息进行智能配载计划，获得配载信息；采集港口储存信息，所述配载信息结合所述港口储存信息进行智能堆存计划，得到堆存信息；

29、实时调度模块，用于根据所述泊位信息、配载信息和堆存信息进行智能选位，获得选位参数和选位任务，根据所述选位参数和选位任务进行自动发箱实现港口实时调度。

30、在一些实施方式中，还包括：

31、货物查询模块，用于采集港口运营信息，通过所述港口运营信息查询得到货物位置信息；

32、装卸预约模块，用于根据所述货物位置信息，输入对应货物的装卸时间，完成货物预约装卸。

33、在一些实施方式中，还包括：

34、实时报警模块，用于采集环境参数信息，所述环境参数信息包括温度信息和湿度信息，若所述环境参数信息出现异常值，则输出报警信号；

35、视频监控模块，用于采集实时图像信息，根据所述实时图像信息进行港口监控。

36、第三方面，一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种基于数字化智能算法的港口管理方法的步骤。

37、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

38、本发明提供一种基于数字化智能算法的港口管理方法，通过预处理后的船舶信息进行智能泊位计划获得泊位信息，然后根据预处理后的货物信息、预处理后的车辆信息和所述泊位信息进行智能配载计划获得配载信息；采集港口储存信息，所述配载信息结合所述港口储存信息进行智能堆存计划，得到堆存信息，最后根据泊位信息、配载信息和堆存信息进行智能选位，获得选位参数和选位任务，根据选位参数和选位任务进行自动发箱实现港口实时调度。本发明能够根据采集的信息实时响应港口的各种变化，动态调整操作策略，最大限度提高港口运营效率，降低人为管理中出现错误的可能性，提高港口服务质量。此外，能够实时采集货物信息、船舶信息和车辆信息，能提供准确的港口实时报告，以便后续人工对港口当前情况进行基于专家经验的战略决策，解决现有技术无法实现港口动态管理的问题。

39、进一步地，本发明中智能泊位计划、智能配载计划和智能堆存计划基于反向传播神经网络算法实现，泊位信息、配载信息和堆存信息通过反向传播神经网络算法(backpropagation neural network algorithm，bp神经网络算法)进行智能选位，能够实现高度智能化的决策过程，减少人工干预和错误，提高工作效率和准确性，此外能够处理大量港口实时采集数据，并通过学习迭代优化，实现泊位、配载和堆存资源的合理配置，减少资源浪费，提高资源利用率，降低运营成本，本发明在港口管理中采用bp神经网络算法能够快速响应需求变化，灵活调整泊位、配载和堆存计划。

40、进一步地，本发明在货物存储中结合brp(based on receive priority)策略和bss-brp(best storage sequence based on retrieval priority)策略进行存储，通过入场卸货顺序和提货检索顺序，能够确保高优先级的货物优先入库存储，减少因等待低优先级货物入库而导致存储时间浪费的情况，同时能够优化存储序列，确保高优先级货物能够迅速找到取出，减少货物在存储和取货过程中搬运次数和距离，降低货物损耗，提升物流效率。