基于多Agent和本體的散雜貨港口集團船舶調度系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著全球經濟的不斷發(fā)展和港口吞吐量的節(jié)節(jié)攀升,貿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質量提出了極大的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的船舶調度和生產資源調配方式已經無法滿足頻繁的船舶進出港和裝卸貨需求；貿易多樣化的需求使得港口不得不在兼顧自身利益的同時,滿足客戶對貨運質量的不斷提升的要求。因此,如何實現(xiàn)一種適應于散雜貨港口集團的船舶調度系統(tǒng),使其能夠在提升港口散雜貨船舶作業(yè)效率的基礎上,提高港口集團的生產調度整體水平,是實現(xiàn)我國散雜貨港口

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

3、集團層調度和港務公司調度兩階段組成。本文根據這一特點,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度雙層體系。
　　 雙層體系由港務公司調度計劃編制和集團調度計劃審核兩部分構成,并構建了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)構建了多Agent系統(tǒng)的協(xié)調機制
　　 本文在處理多Agent之間的

4、協(xié)調機制過程中,引入了基于集團-港務公司組織結構模式的協(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度領域本體的構建方法
　　 合理的應用船舶調度規(guī)則和知識經驗積累是提高散雜貨港口船舶調度質量的有效手段。本文為實現(xiàn)對散雜貨港口船舶調度領域知識

5、推理問題的求解,提出了散雜貨港口船舶調度領域本體的構建方法。
　　 構建方法根據散雜貨港口船舶調度領域多專業(yè)交叉的特點,又進一步提出了領域相關度(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合的動態(tài)泊位指派模型
　　 泊位指派問題是港口船舶調度中的核心,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合的模型應用于動態(tài)泊位指派問題的求解過程中。
　　 (5)構建了基于多Agent和本體的散雜貨港口集團船舶調度系統(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度系統(tǒng)原型的集成體系結構和技術體系架構,集成體系結構方面主要描述了船舶調度系統(tǒng)與港口生產業(yè)務管理系統(tǒng)的集成方式和數(shù)據交互方式；技術體系架構描述了實現(xiàn)船舶調度系統(tǒng)原型的各類相關技術組合。
　　 最后,描述了如何采用J2EE框架,借助JADE、Jess和Protégé等技術,實現(xiàn)基于多Agent和本體的散雜貨港口集團船舶調度系統(tǒng)(Multi-Agent and OntologyPort-group Ship—