基于多Agent和本體的散雜貨港口集團船舶調(diào)度系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展和港口吞吐量的節(jié)節(jié)攀升,貿(mào)易需求國際化在給港口企業(yè)帶來機遇的同時也對港口各方面服務(wù)質(zhì)量提出了極大的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的船舶調(diào)度和生產(chǎn)資源調(diào)配方式已經(jīng)無法滿足頻繁的船舶進出港和裝卸貨需求；貿(mào)易多樣化的需求使得港口不得不在兼顧自身利益的同時,滿足客戶對貨運質(zhì)量的不斷提升的要求。因此,如何實現(xiàn)一種適應(yīng)于散雜貨港口集團的船舶調(diào)度系統(tǒng),使其能夠在提升港口散雜貨船舶作業(yè)效率的基礎(chǔ)上,提高港口集團的生產(chǎn)調(diào)度整體水平,是實現(xiàn)我國散雜貨港口

2、集團船舶調(diào)度的信息化、智能化的關(guān)鍵。
　　 本文通過對散雜貨港口集團船舶調(diào)度問題的研究,深入分析了散雜貨港口集團的生產(chǎn)運營狀況,借助多Agent的結(jié)構(gòu)模式和本體知識推理構(gòu)建了基于多Agent和本體的散雜貨港口集團船舶調(diào)度系統(tǒng)原型,主要內(nèi)容和成果如下:
　　 (1)提出了基于多Agent的散雜貨港口集團船舶調(diào)度雙層體系
　　 散雜貨港口集團船舶調(diào)度是一個多環(huán)節(jié)相互作用、多因素相互影響的動態(tài)、開放式生產(chǎn)過程,該過程由

3、集團層調(diào)度和港務(wù)公司調(diào)度兩階段組成。本文根據(jù)這一特點,充分發(fā)揮多Agent系統(tǒng)在分布式計算和協(xié)作方面的優(yōu)勢,提出了基于多Agent的散雜貨港口集團船舶調(diào)度雙層體系。
　　 雙層體系由港務(wù)公司調(diào)度計劃編制和集團調(diào)度計劃審核兩部分構(gòu)成,并構(gòu)建了6類分別具有外部環(huán)境感知、本體知識推理和算法模型計算等能力的Agent完成雙層體系的整體功能。
　　 (2)構(gòu)建了多Agent系統(tǒng)的協(xié)調(diào)機制
　　 本文在處理多Agent之間的

4、協(xié)調(diào)機制過程中,引入了基于集團-港務(wù)公司組織結(jié)構(gòu)模式的協(xié)作機制和基于沖突消解的協(xié)商機制。在沖突消解機制中,提出了基于沖突消解的動態(tài)補償策略,該策略為參與協(xié)商的各Agent提供一個相對公平的環(huán)境,以實現(xiàn)港口集團船舶調(diào)度全局目標和局部目標之間的均衡。
　　 (3)提出了散雜貨港口船舶調(diào)度領(lǐng)域本體的構(gòu)建方法
　　 合理的應(yīng)用船舶調(diào)度規(guī)則和知識經(jīng)驗積累是提高散雜貨港口船舶調(diào)度質(zhì)量的有效手段。本文為實現(xiàn)對散雜貨港口船舶調(diào)度領(lǐng)域知識

5、推理問題的求解,提出了散雜貨港口船舶調(diào)度領(lǐng)域本體的構(gòu)建方法。
　　 構(gòu)建方法根據(jù)散雜貨港口船舶調(diào)度領(lǐng)域多專業(yè)交叉的特點,又進一步提出了領(lǐng)域相關(guān)度(Domain Correlation)的概念,詳細闡述了多專業(yè)本體集成的方法與模型,并針對知識推理構(gòu)建了本體集成推理體系。
　　 (4)建立了基于改進蟻群算法和本體推理相結(jié)合的動態(tài)泊位指派模型
　　 泊位指派問題是港口船舶調(diào)度中的核心,如何確定船舶的作業(yè)順序、船舶-泊位

6、的靠泊匹配是泊位指派問題的關(guān)鍵。在研究泊位指派問題的過程中,本文將船舶在港時間最小化作為優(yōu)化的主要指標,基于船舶重要程度的考慮提出了船舶資源使用優(yōu)先級模型,對傳統(tǒng)蟻群算法進行了改進,并將船舶-泊位匹配關(guān)系通過本體推理形成約束矩陣。最后,將基于改進蟻群算法和本體推理相結(jié)合的模型應(yīng)用于動態(tài)泊位指派問題的求解過程中。
　　 (5)構(gòu)建了基于多Agent和本體的散雜貨港口集團船舶調(diào)度系統(tǒng)原型
　　 本文提出了基于多Agent和本

7、體的散雜貨港口集團船舶調(diào)度系統(tǒng)原型的集成體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)體系架構(gòu),集成體系結(jié)構(gòu)方面主要描述了船舶調(diào)度系統(tǒng)與港口生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的集成方式和數(shù)據(jù)交互方式；技術(shù)體系架構(gòu)描述了實現(xiàn)船舶調(diào)度系統(tǒng)原型的各類相關(guān)技術(shù)組合。
　　 最后,描述了如何采用J2EE框架,借助JADE、Jess和Protégé等技術(shù),實現(xiàn)基于多Agent和本體的散雜貨港口集團船舶調(diào)度系統(tǒng)(Multi-Agent and OntologyPort-group Ship—