一种闸室排挡方法及系统、存储介质和终端

技术领域

本发明涉及船闸调度技术领域，尤其涉及一种闸室排挡方法及系统、存储介质和终端。

背景技术

国内大多数船闸调度流程大体相同，船舶调度时，为了提高船舶的过闸效率减少船舶的等待时间，必须提高闸室的利用率，因此，需要对船舶进行合理的排档，排档后再进行调度。

目前，多数船闸闸室的排档，还停留在人工来排档上，对于闸室不大的船闸（160m×12m），有经验的调度人员（工作年限比较长），排档的方案，闸室利用率比较好，没有经验的，闸室利用率可能会低一点。但是，对于闸室达到230m×23m甚至更大的船闸，就算是再有经验的调度人员，排档不仅困难，而且利用率无法保证是最优的，从而影响船舶过闸效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种闸室排挡方法及系统、存储介质和终端。

本发明采用以下技术方案：一种闸室排档方法，所述方法包括：

步骤一、获取待过闸船舶的基础信息，并生成待过闸船舶集；

步骤二、基于所述待过闸船舶集选择策略模式，所述策略模式分为普通模式和空重载分离模式；

步骤三、若所述策略模式为普通模式，则无需对所述待过闸船舶集进行处理，直接进入下一步；

步骤四、基于大小船匹配法将所述待过闸船舶集分为大船集、小船集和临时集；

步骤五、将所述临时集内的船舶进行双线组合，并得到临时组合集，基于启发式算法对所述临时组合集进行寻优，得到目标组合；

步骤六、将所述大船集和所述小船集进行双线排档，并将所述目标组合排至所述大船集和所述小船集之后，从而生成目标档位图；

步骤七、若所述策略模式为空重载分离模式，则将所述待过闸船舶集分为空载集和重载集，并依次对所述空载集和所述重载集执行步骤四至步骤六，分别生成空载档位图和重载档位图；

步骤八、将所述空载档位图排在所述重载档位图之前，以生成所述目标档位图。

本发明一实施例的闸室排档方法，通过生成待过闸船舶集，分批次对待过闸船舶进行排档，通过选择策略模式，可以灵活的根据待过闸船舶的载重状态分配进闸顺序，使得空船先进闸，重船后进闸，保证船舶停靠的有效性与安全性；再根据大船小船匹配原则，分别按照大船集和小船集内部次序进行快速排档，再将临时集内的船舶进行启发式编排寻优，获得目标组合，并将目标组合排在大船集和小船集之后，从而快速生成目标档位图，保证了闸室的利用率和算法效率，提高了船舶过闸效率。

进一步的，获取待过闸船舶的基础信息，并生成待过闸船舶集的步骤具体包括：

获取待过闸船舶的基础信息，其中，所述基础信息包括船舶的过闸登记时间、长度、宽度及载重状态；

以过闸登记时间排序，累计待过闸船舶的数量以及长度之和，记待过闸船舶的数量为N，若N+1艘待过闸船舶的长度之和大于等于闸室长度的两倍，且N艘待过闸船舶的长度之和小于闸室长度的两倍，则将N艘待过闸船舶生成所述待过闸船舶集，如此重复。

进一步的，基于所述待过闸船舶集选择策略模式的步骤具体包括：

基于船舶的载重状态，将所述待过闸船舶集中的船舶分为空载船舶和重载船舶；

若所述空载船舶的数量与所述待过闸船舶集中的船舶总量的比值大于等于预设的模式阈值，则将所述策略模式设为空重载分离模式；

若所述空载船舶的数量与所述待过闸船舶集中的船舶总量的比值小于预设的模式阈值，则将所述策略模式设为普通模式。

进一步的，基于大小船匹配法将所述待过闸船舶集分为大船集、小船集和临时集的步骤具体包括：

将所述待过闸船舶集内宽度大于闸室宽度二分之一的船舶定义为大船，根据所述大船的宽度由大到小进行排序，得到大船集；

遍历所述大船集，将所述待过闸船舶集内宽度与所述大船的宽度之和小于闸室宽度的船舶定义为小船，根据所述小船的宽度由小到大进行排序，得到小船集；

将所述待过闸船舶集内已被定义为所述大船和所述小船的船舶剔除，将余下的船舶定义为临时集。

进一步的，所述小船集内的船舶长度之和小于等于所述大船集内的船舶长度之和；

若所述小船集内的船舶长度之和大于所述大船集内的船舶长度之和，则将所述小船集内的所述小船按长度由小到大迁移至所述临时集，直至所述小船集内的船舶长度之和小于等于所述大船集内的船舶长度之和。

进一步的，将所述临时集内的船舶进行双线组合，并得到临时组合集的步骤具体包括：

将所述临时集内的船舶随机进行双线组合，得到

将左右任一单线所含船舶的长度之和大于闸室剩余长度的所述随机组合剔除，并将剩下的所述随机组合定义为临时组合，并得到临时组合集；

其中，所述闸室剩余长度为闸室长度减去所述大船集内的船舶长度之和。

进一步的，基于启发式算法对所述临时组合集进行寻优，得到目标组合的步骤具体包括：

基于启发式算法循环遍历所述临时组合集中的所述临时组合，将左线所含船舶长度之和与右线所含船舶长度之和作差且绝对值最小的所述临时组合定义为目标组合。

本发明还提出一种闸室排档系统，所述系统包括：

获取模块，用于获取待过闸船舶的基础信息，并生成待过闸船舶集；

选择模块，用于基于所述待过闸船舶集选择策略模式，所述策略模式分为普通模式和空重载分离模式；

第一排档模块，用于若所述策略模式为普通模式，则无需对所述待过闸船舶集进行处理，直接进入下一步；

基于大小船匹配法将所述待过闸船舶集分为大船集、小船集和临时集；

将所述临时集内的船舶进行双线组合，并得到临时组合集，基于启发式算法对所述临时组合集进行寻优，得到目标组合；

将所述大船集和所述小船集进行双线排档，并将所述目标组合排至所述大船集和所述小船集之后，从而生成目标档位图；

第二排档模块，用于若所述策略模式为空重载分离模式，则将所述待过闸船舶集分为空载集和重载集，并依次对所述空载集和所述重载集执行步骤四至步骤六，分别生成空载档位图和重载档位图；

将所述空载档位图排在所述重载档位图之前，以生成所述目标档位图。

本发明一实施例的闸室排档系统，通过生成待过闸船舶集，分批次对待过闸船舶进行排档，通过选择策略模式，可以灵活的根据待过闸船舶的载重状态分配进闸顺序，使得空船先进闸，重船后进闸，保证船舶停靠的有效性与安全性；再根据大船小船匹配原则，分别按照大船集和小船集内部次序进行快速排档，再将临时集内的船舶进行启发式编排寻优，获得目标组合，并将目标组合排在大船集和小船集之后，从而快速生成目标档位图，保证了闸室的利用率和算法效率，提高了船舶过闸效率。

一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的方法。

一种终端，所述终端包括：处理器，存储器；所述处理器、所述存储器进行相互的通信；

所述存储器用于存储指令；

所述处理器用于执行所述存储器中的所述指令，执行如上所述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的闸室排档方法的流程图；

图2为本发明的闸室排档方法中步骤S4的流程图；

图3为本发明的闸室排档系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

实施例一

本发明第一实施例，参照图1至图2，本发明一实施例，一种闸室排档方法，方法包括：

S1：获取待过闸船舶的基础信息，并生成待过闸船舶集；进一步的，步骤具体包括：

获取待过闸船舶的基础信息，其中，基础信息包括船舶的过闸登记时间、长度、宽度及载重状态；

以过闸登记时间排序，累计待过闸船舶的数量以及长度之和，记待过闸船舶的数量为N，若N+1艘待过闸船舶的长度之和大于等于闸室长度的两倍，且N艘待过闸船舶的长度之和小于闸室长度的两倍，则将N艘待过闸船舶生成待过闸船舶集，如此重复。

S2：基于待过闸船舶集选择策略模式，策略模式分为普通模式和空重载分离模式；进一步的，步骤具体包括：

基于船舶的载重状态，将待过闸船舶集中的船舶分为空载船舶和重载船舶；

若空载船舶的数量与待过闸船舶集中的船舶总量的比值大于等于预设的模式阈值，则将策略模式设为空重载分离模式；

若空载船舶的数量与待过闸船舶集中的船舶总量的比值小于预设的模式阈值，则将策略模式设为普通模式。

S3：若策略模式为普通模式，则无需对待过闸船舶集进行处理，直接进入下一步。

S4：基于大小船匹配法将待过闸船舶集分为大船集、小船集和临时集；进一步的，步骤具体包括：

S4.1：将待过闸船舶集内宽度大于闸室宽度二分之一的船舶定义为大船，根据大船的宽度由大到小进行排序，得到大船集；

S4.2：遍历大船集，将待过闸船舶集内宽度与大船的宽度之和小于闸室宽度的船舶定义为小船，根据小船的宽度由小到大进行排序，得到小船集；

S4.3：将待过闸船舶集内已被定义为大船和小船的船舶剔除，将余下的船舶定义为临时集。

进一步的，小船集内的船舶长度之和小于等于大船集内的船舶长度之和；

若小船集内的船舶长度之和大于大船集内的船舶长度之和，则将小船集内的小船按长度由小到大迁移至临时集，直至小船集内的船舶长度之和小于等于大船集内的船舶长度之和。

本实施例中，设待过闸船舶集为SHIP_ARR，闸室宽度为W，

遍历SHIP_ARR，将待过闸船舶集内满足

遍历BIG_ARR，从待过闸船舶集内选择满足

将待过闸船舶集内剩余的船舶添加至TEMP_ARR。

S5：将临时集内的船舶进行双线组合，并得到临时组合集，基于启发式算法对临时组合集进行寻优，得到目标组合；

进一步的，将临时集内的船舶进行双线组合，并得到临时组合集的步骤具体包括：

将临时集内的船舶随机进行双线组合，得到

在将临时集内的船舶随机进行双线组合之前，若临时集内的船舶长度之和大于等于闸室剩余长度的两倍，则根据临时集内的船舶过闸登记时间的先后顺序，将靠后登记的船舶从临时集剔除，直至临时集内的船舶长度之和小于闸室剩余长度的两倍为止；确保存在符合临时组合条件的随机组合；

将左右任一单线所含船舶的长度之和大于闸室剩余长度的随机组合剔除，并将剩下的随机组合定义为临时组合，并得到临时组合集；

其中，闸室剩余长度为闸室长度减去大船集内的船舶长度之和。

进一步的，基于启发式算法对临时组合集进行寻优，得到目标组合的步骤具体包括：

基于启发式算法循环遍历临时组合集中的临时组合，将左线所含船舶长度之和与右线所含船舶长度之和作差且绝对值最小的临时组合定义为目标组合。

S6：将大船集和小船集进行双线排档，并将目标组合排至大船集和小船集之后，从而生成目标档位图；

具体实施时，将大船集按其内部顺序在闸室左线或右线排档，将小船集按其内部顺序在闸室右线或左线排档，而后将目标组合的左线或右线排在大船集之后，将目标组合的右线或左线排在小船集之后，最终生成目标档位图，然后按照航向、引航桥位置来设置船舶的里外档及对应的靠左靠右进闸。

S7：若策略模式为空重载分离模式，则将待过闸船舶集分为空载集和重载集，并依次对空载集和重载集执行S4至S6，分别生成空载档位图和重载档位图；

具体的，若策略模式为空重载分离模式，首先根据待过闸船舶集内船舶的载重状态将其分为空载集和重载集，空载集内的船舶为空载状态，重载集内的船舶为存在载重状态，由于空载状态的船舶响应速度及行驶速度更快，所以后续将空载集生成的空载档位图排在前面，从而提高过闸效率；

然后基于大小船匹配法将空载集分为空载大船集、空载小船集和空载临时集；

并将空载临时集内的船舶进行双线组合，并得到空载临时组合集，基于启发式算法对空载临时组合集进行寻优，得到空载目标组合；

最后将空载大船集和空载小船集进行双线排档，并将空载目标组合排至空载大船集和空载小船集之后，从而生成空载档位图；

而后基于大小船匹配法将重载集分为重载大船集、重载小船集和重载临时集；

并将重载临时集内的船舶进行双线组合，并得到重载临时组合集，基于启发式算法对重载临时组合集进行寻优，得到重载目标组合；

最后将重载大船集和重载小船集进行双线排档，并将重载目标组合排至重载大船集和重载小船集之后，从而生成重载档位图。

S8：将空载档位图排在重载档位图之前，以生成目标档位图；由于空载状态的船舶响应速度及行驶速度更快，所以将空载档位图排在重载档位图前面，可以使闸室内的船舶前期有一个快速出闸的阶段，相对于空载状态的船舶与重载状态的船舶次序打乱出闸的效率更高，从而提高过闸效率。

本发明一实施例的闸室排档方法，通过生成待过闸船舶集，分批次对待过闸船舶进行排档，通过选择策略模式，可以灵活的根据待过闸船舶的载重状态分配进闸顺序，使得空船先进闸，重船后进闸，保证船舶停靠的有效性与安全性；再根据大船小船匹配原则，分别按照大船集和小船集内部次序进行快速排档，再将临时集内的船舶进行启发式编排寻优，获得目标组合，并将目标组合排在大船集和小船集之后，从而快速生成目标档位图，保证了闸室的利用率和算法效率，提高了船舶过闸效率。

实施例二

参照图3，本发明第二实施例，提出一种闸室排档系统，系统包括：

获取模块，用于获取待过闸船舶的基础信息，并生成待过闸船舶集；

选择模块，用于基于待过闸船舶集选择策略模式，策略模式分为普通模式和空重载分离模式；

第一排档模块，用于若策略模式为普通模式，则无需对待过闸船舶集进行处理，直接进入下一步；

基于大小船匹配法将待过闸船舶集分为大船集、小船集和临时集；

将临时集内的船舶进行双线组合，并得到临时组合集，基于启发式算法对临时组合集进行寻优，得到目标组合；

将大船集和小船集进行双线排档，并将目标组合排至大船集和小船集之后，从而生成目标档位图；

第二排档模块，用于若策略模式为空重载分离模式，则将待过闸船舶集分为空载集和重载集，并依次对空载集和重载集执行步骤四至步骤六，分别生成空载档位图和重载档位图；

将空载档位图排在重载档位图之前，以生成目标档位图。

进一步的，所述获取模块具体用于：

获取待过闸船舶的基础信息，其中，所述基础信息包括船舶的过闸登记时间、长度、宽度及载重状态；

以过闸登记时间排序，累计待过闸船舶的数量以及长度之和，记待过闸船舶的数量为N，若N+1艘待过闸船舶的长度之和大于等于闸室长度的两倍，且N艘待过闸船舶的长度之和小于闸室长度的两倍，则将N艘待过闸船舶生成所述待过闸船舶集，如此重复。

进一步的，所述选择模块具体用于：

基于船舶的载重状态，将所述待过闸船舶集中的船舶分为空载船舶和重载船舶；

若所述空载船舶的数量与所述待过闸船舶集中的船舶总量的比值大于等于预设的模式阈值，则将所述策略模式设为空重载分离模式；

若所述空载船舶的数量与所述待过闸船舶集中的船舶总量的比值小于预设的模式阈值，则将所述策略模式设为普通模式。

进一步的，所述第一排档模块具体用于：

将所述待过闸船舶集内宽度大于闸室宽度二分之一的船舶定义为大船，根据所述大船的宽度由大到小进行排序，得到大船集；

遍历大船集，将所述待过闸船舶集内宽度与所述大船的宽度之和小于闸室宽度的船舶定义为小船，根据所述小船的宽度由小到大进行排序，得到小船集；

将所述待过闸船舶集内已被定义为所述大船和所述小船的船舶剔除，将余下的船舶定义为临时集；

进一步的，所述小船集内的船舶长度之和小于等于所述大船集内的船舶长度之和；

若所述小船集内的船舶长度之和大于所述大船集内的船舶长度之和，则将所述小船集内的所述小船按长度由小到大迁移至所述临时集，直至所述小船集内的船舶长度之和小于等于所述大船集内的船舶长度之和；

进一步的， 将所述临时集内的船舶随机进行双线组合，得到

在将临时集内的船舶随机进行双线组合之前，若临时集内的船舶长度之和大于等于闸室剩余长度的两倍，则根据临时集内的船舶过闸登记时间的先后顺序，将靠后登记的船舶从临时集剔除，直至临时集内的船舶长度之和小于闸室剩余长度的两倍为止；确保存在符合临时组合条件的随机组合；

将左右任一单线所含船舶的长度之和大于闸室剩余长度的所述随机组合剔除，并将剩下的所述随机组合定义为临时组合，并得到临时组合集；

其中，闸室剩余长度为闸室长度减去大船集内的船舶长度之和。

进一步的，基于启发式算法循环遍历所述临时组合集中的所述临时组合，将左线所含船舶长度之和与右线所含船舶长度之和作差且绝对值最小的所述临时组合定义为目标组合。

本发明一实施例的闸室排档系统，通过生成待过闸船舶集，分批次对待过闸船舶进行排档，通过选择策略模式，可以灵活的根据待过闸船舶的载重状态分配进闸顺序，使得空船先进闸，重船后进闸，保证船舶停靠的有效性与安全性；再根据大船小船匹配原则，分别按照大船集和小船集内部次序进行快速排档，再将临时集内的船舶进行启发式编排寻优，获得目标组合，并将目标组合排在大船集和小船集之后，从而快速生成目标档位图，保证了闸室的利用率和算法效率，提高了船舶过闸效率。

实施例三

本发明第三实施例，基于同一发明构思，本发明提出的一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例的闸室排档方法的步骤。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何包含存储、通讯、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

其中，存储器可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器可包括硬盘驱动器（Hard Disk Drive，简称为HDD）、软盘驱动器、固态驱动器（SolidState Drive，简称为SSD）、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线（Universal SerialBus，简称为USB）驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器可包括可移除或不可移除（或固定）的介质。在合适的情况下，存储器可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器是非易失性（Non-Volatile）存储器。在特定实施例中，存储器包括只读存储器（Read-Only Memory，简称为ROM）和随机存取存储器（Random AccessMemory，简称为RAM）。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM（Programmable Read-Only Memory，简称为PROM）、可擦除PROM（Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称为EPROM）、电可擦除PROM（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称为EEPROM）、电可改写ROM（Electrically Alterable Read-OnlyMemory，简称为EAROM）或闪存（FLASH）或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory，简称为SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，简称为DRAM），其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存储器（Fast Page Mode Dynamic Random Access Memory，简称为FPMDRAM）、扩展数据输出动态随机存取存储器（Extended Date Out Dynamic RandomAccess Memory，简称为EDODRAM）、同步动态随机存取内存（Synchronous Dynamic Random-Access Memory，简称SDRAM）等。

实施例四

本发明第四实施例，基于同一发明构思，本发明提出的一种终端，终端包括：处理器，存储器；所述处理器、所述存储器进行相互的通信；存储器用于存储指令；处理器用于执行存储器中的指令，执行上述实施例的闸室排档方法。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。