一种引航员指派模型建立及其求解方法

摘要

本发明公开了一种引航员指派模型建立及其求解方法，分别对船舶、引航员及引航员疲劳程度进行等级划分，根据引航员指派过程中等级分配情况，建立引航员等级分配过高费用函数与等级分配过低费用函数；根据引航员指派过程中引航员的疲劳程度，建立引航员的疲劳程度费用函数；根据引航员指派过程中引航员工作时间差异，建立引航员工作时间均衡程度费用函数；最后建立引航员指派模型的费用函数。本发明较好地解决了引航员指派问题，具有求解精度高、求解时间短、资源分配合理、利用率高的优点；在求解最优引航员指派模型的算法选择上采用了基于动态子种群改进遗传算法，在引航任务数较多，引航员情况较复杂的情况下，相比一般算法具有更优的寻优能力。

主权项

一种引航员指派模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1a)：对船舶、引航员分别进行等级划分；步骤(1b)：根据船舶等级，确定每个引航任务所需引航员的最低等级及人数，统计当天各引航任务所需引航员总人数Pilot_Need；步骤(1c)：根据引航员前一天的作息情况对其疲劳程度进行等级划分；步骤(1d)：统计当月引航员已工作时间及可参与指派的引航员总人数Pilot_No；步骤(1e)：根据引航员指派过程中等级分配情况，建立引航员等级分配过高费用函数cost_od数学模型与引航员等级分配过低费用函数cost_ud数学模型；步骤(1f)：根据引航员指派过程中引航员的疲劳程度，建立引航员的疲劳程度费用函数cost_td数学模型；步骤(1g)：根据引航员指派过程中引航员工作时间差异，建立引航员工作时间均衡程度费用函数cost_wd数学模型；步骤(1h)：根据步骤(1e)、(1f)、(1g)，建立引航员指派模型的费用函数：P＝w_o*cost_o+w_u*cost_u+w_t*cost_t+w_wd*cost_wd       (7)cost_o为等级分配过高费用，cost_o计算公式如下：${\cos t}_o=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Pilot}\_\mathrm{Need}}{\Sigma }}{\cos t}_{\mathrm{odi}}---\left(8\right)$其中：cost_odi为被选中编号为i的引航员等级分配过高产生的花费；cost_u为等级分配过低费用，cost_u计算公式如下：${\cos t}_u=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Pilot}\_\mathrm{Need}}{\Sigma }}{\cos t}_{\mathrm{udi}}---\left(9\right)$其中：cost_udi为被选中编号为i的引航员等级分配过低产生的花费；cost_t为疲劳程度产生的费用，cost_t计算公式如下：${\cos t}_t=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Pilot}\_\mathrm{Need}}{\Sigma }}{\cos t}_{\mathrm{tdi}}---\left(10\right)$其中：cost_tdi为被选中编号为i的引航员的疲劳程度产生的费用；cost_wd为引航员工作时间均衡程度费用，cost_wd计算公式如下：${\cos t}_{\mathrm{wd}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Pilot}\_\mathrm{No}}{\Sigma }}{(T_i-{\bar{T}}_i)}^2}{\mathrm{Pilot}\_\mathrm{No}}---\left(4\right)$其中：T_i为被指派引航员的工作时间，为可参与指派引航员工作时间的平均值；T_i计算方法如下：T_i＝T_i‑1+t_i         (5)T_i‑1为当日引航员指派之前当月已工作时间之和，t_i为当日工作所需时间；计算方法如下：${\bar{T}}_i=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Pilot}\_\mathrm{No}}{\Sigma }}{T}_i}{\mathrm{Pilot}\_\mathrm{No}}---\left(6\right)$w_o、w_u、w_t、w_wd为权值。