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

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)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(guó)際化在給港口企業(yè)帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)也對(duì)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(wú)法滿足頻繁的船舶進(jìn)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(shí),滿足客戶(hù)對(duì)貨運(yùn)質(zhì)量的不斷提升的要求。因此,如何實(shí)現(xiàn)一種適應(yīng)于散雜貨港口集團(tuán)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(tuán)的生產(chǎn)調(diào)度整體水平,是實(shí)現(xiàn)我國(guó)散雜貨港口

2、集團(tuán)船舶調(diào)度的信息化、智能化的關(guān)鍵。
　　 本文通過(guò)對(duì)散雜貨港口集團(tuán)船舶調(diào)度問(wèn)題的研究,深入分析了散雜貨港口集團(tuán)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)狀況,借助多Agent的結(jié)構(gòu)模式和本體知識(shí)推理構(gòu)建了基于多Agent和本體的散雜貨港口集團(tuán)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(tuán)船舶調(diào)度雙層體系
　　 散雜貨港口集團(tuán)船舶調(diào)度是一個(gè)多環(huán)節(jié)相互作用、多因素相互影響的動(dòng)態(tài)、開(kāi)放式生產(chǎn)過(guò)程,該過(guò)程由

3、集團(tuán)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(diǎn),充分發(fā)揮多Agent系統(tǒng)在分布式計(jì)算和協(xié)作方面的優(yōu)勢(shì),提出了基于多Agent的散雜貨港口集團(tuán)船舶調(diào)度雙層體系。
　　 雙層體系由港務(wù)公司調(diào)度計(jì)劃編制和集團(tuán)調(diào)度計(jì)劃審核兩部分構(gòu)成,并構(gòu)建了6類(lèi)分別具有外部環(huán)境感知、本體知識(shí)推理和算法模型計(jì)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(jī)制
　　 本文在處理多Agent之間的

4、協(xié)調(diào)機(jī)制過(guò)程中,引入了基于集團(tuán)-港務(wù)公司組織結(jié)構(gòu)模式的協(xié)作機(jī)制和基于沖突消解的協(xié)商機(jī)制。在沖突消解機(jī)制中,提出了基于沖突消解的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償策略,該策略為參與協(xié)商的各Agent提供一個(gè)相對(duì)公平的環(huán)境,以實(shí)現(xiàn)港口集團(tuán)船舶調(diào)度全局目標(biāo)和局部目標(biāo)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(shí)經(jīng)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)對(duì)散雜貨港口船舶調(diào)度領(lǐng)域知識(shí)

5、推理問(wèn)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(zhuān)業(yè)交叉的特點(diǎn),又進(jìn)一步提出了領(lǐng)域相關(guān)度(Domain Correlation)的概念,詳細(xì)闡述了多專(zhuān)業(yè)本體集成的方法與模型,并針對(duì)知識(shí)推理構(gòu)建了本體集成推理體系。
　　 (4)建立了基于改進(jìn)蟻群算法和本體推理相結(jié)合的動(dòng)態(tài)泊位指派模型
　　 泊位指派問(wèn)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(wèn)題的關(guān)鍵。在研究泊位指派問(wèn)題的過(guò)程中,本文將船舶在港時(shí)間最小化作為優(yōu)化的主要指標(biāo),基于船舶重要程度的考慮提出了船舶資源使用優(yōu)先級(jí)模型,對(duì)傳統(tǒng)蟻群算法進(jìn)行了改進(jìn),并將船舶-泊位匹配關(guān)系通過(guò)本體推理形成約束矩陣。最后,將基于改進(jìn)蟻群算法和本體推理相結(jié)合的模型應(yīng)用于動(dòng)態(tài)泊位指派問(wèn)題的求解過(guò)程中。
　　 (5)構(gòu)建了基于多Agent和本體的散雜貨港口集團(tuán)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(tuán)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(shí)現(xiàn)船舶調(diào)度系統(tǒng)原型的各類(lèi)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(shí)現(xiàn)基于多Agent和本體的散雜貨港口集團(tuán)船舶調(diào)度系統(tǒng)(Multi-Agent and OntologyPort-group Ship—