集卡动态调度路径优化算法

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1、第１２卷第３期交通运输工程学报Ｖｏｌ．１２Ｎｏ．３２０１２年６月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｕｎ．２０１２文章编号：１６７１１６３７（２０１２）０３００８６０６集卡动态调度路径优化算法李广儒１，杨大奔１，任大伟２（１．大连海事大学航海学院，辽宁大连１１６０２６；２．中国海事局船舶检验处，北京１０００２３）摘要：从整体调度的角度出发，分析了整个码头作业面的动态调度方案，提出了一种新的集装箱卡车（集卡）动态调度路径的自适应蚁群算法。运用码头ＧＰＲＳ系统，以集卡速

2、度、流量、位置等相关数据建立了感知链。通过判断阻塞状况和调整可行点集，确定了信息素浓度更新策略与转移概率计算方法。针对码头路网的复杂性和蚁群算法的实时计算效率，设计了蚁群算法的步骤。将信息熵引入到蚁群算法中，运用ＭＡＴＬＡＢ软件，对集卡的动态调度方案进行了仿真计算。计算结果表明：当初始集卡速度分别为５０、７５ｋｍ·ｈ－１，初始集卡流量分别为８００、１０００ｖｅｈ·ｈ－１时，集卡行驶的最短路径为４．３ｋｍ，行驶时间为０．０５７ｈ；集卡行驶的最优路径为８．３ｋｍ，行驶时间为０．１１１ｈ。可见，该算法能有效缓解码头阻塞问题，提高集

3、卡利用率和码头作业效率。关键词：港口运输；码头调度；集卡分配；最优路径；蚁群算法；信息熵中图分类号：Ｕ６９１．３文献标志码：Ａ犘犪狋犺狅狆狋犻犿犻狕犪狋犻狅狀犪犾犵狅狉犻狋犺犿狅犳犱狔狀犪犿犻犮狊犮犺犲犱狌犾犻狀犵犳狅狉犮狅狀狋犪犻狀犲狉狋狉狌犮犽１，ＹＡＮＧＤａｂｅｎ１，ＲＥＮＤａｗｅｉ２ＬＩＧｕａｎｇｒｕ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＮａｖｉｇａｔｉｏｎ，ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２６，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈｉｐＳｕｒｖｅｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＭａｒｉｔｉｍｅＳ

4、ａｆｅｔｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰｅｏｐｌｅｓＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２３，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｆｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｗｈｏｌｅｔｅｒｍｉｎａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｉｅｌｄｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄａｎｅｗａｄａｐｔｉｖｅａｎｔｃｏｌｏｎｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｆｏｒｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｒｕｃｋｗａｓｐｕｔｏｕｔ．ＴｈｅＧ

5、ＰＲＳｓｙｓｔｅｍｏｆｔｅｒｍｉｎａｌｗａｓｕｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎｃｈａｉｎｗａｓｓｅｔｕｐｂｙｕｓｉｎｇｒｅｌａｔｅｄｄａｔａｓｕｃｈａｓｔｈｅｓｐｅｅｄ，ｆｌｏｗａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｒｕｃｋ．Ｔｈｒｏｕｇｈｊｕｄｇｉｎｇｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｔｕｓａｎｄａｄｊｕｓｔｉｎｇｆｅａｓｉｂｌｅｐｏｉｎｔｓｅｔ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｕｐｄａｔｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｐｈｅｒｏｍｏｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａ

6、ｔｉｏｎｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｔｅｒｍｉｎａｌｒｏａｄｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａｎｔｃｏｌｏｎｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｔｅｐｓｏｆａｎｔｃｏｌｏｎｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｎｔｒｏｐｙｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｏａｎｔｃｏｌｏｎｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅＭＡＴＬＡＢｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏ

7、ｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｒｕｃｋｗａｓｃａｒｒｉｅｄ－１ｏｕｔ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｐｅｅｄｓｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｒｕｃｋｓａｒｅ５０，７５ｋｍ·ｈ－１ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｓｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｒｕｃｋｓａｒｅ８００，１０００ｖｅｈ·ｈｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｓｈｏｒｔｅｓｔｄｒｉｖｉｎｇｐａｔｈｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｒｕｃｋｉｓ４．３

8、ｋｍ，ａｎｄｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｔｉｍｅｉｓ０．０５７ｈ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｒｉｖｉｎｇｐａｔｈｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｒｕｃｋｉｓ８．３ｋｍ，ａｎｄｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｔｉｍｅｉｓ０．１１１ｈ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏ