本发明涉及船闸过闸船舶排挡，尤其是涉及一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法、系统及装置。
背景技术：
1、随着航运业的发展,内河通航船舶数量也越来越多，且船舶越来越大型化，吨位越来越大，很多内河枢纽已建设好的船闸，因原船闸设计吨位等级较低，已无法满足船舶通航需求，导致船舶过闸发生拥堵。故很多内河枢纽，都会在建成已有船闸后，新建一线或多线尺寸更大、等级更高的船闸以适应航运发展的需要，这就导致了一种内河同断面存在不同等级船闸的情况。新旧船闸之间存在差异，彼此可服务的船舶必然存在服务范围的不同，如何进行不同等级船闸之间的调度以提高船舶过闸效率，成了一项船闸调度人员和管理人员面临的具有挑战性和紧迫性的工作。
2、申请号为202011603741.0的专利公开了一种多线船闸自动调度方法，该方法主要是在使用多线船闸调度时，对完成过闸登记的船舶按照船舶尺度分等级各自排入指定船闸。该方法只是单纯的对船舶按照尺寸进行分类，再依据分类结构分别排入相应尺寸的船闸，并未考虑单个船闸面积的最大利用率或者整体船闸面积的最大利用率。
3、申请号为201310576938.3的专利也公开了一种多线并列船闸联合调度模拟及分析方法。该方法将船舶过闸调度视为船闸和船舶两个对象的运行问题，并以此来构建船闸运行状态数学模型和船队运动数学模型，两个模型利用调度条件来进行相互约束，用于多线并列船闸运行状态和航行冲突区交通状况分析时，可以计算分析多线并列船闸联合调度过程中，船闸与船闸、船闸与船舶、船舶与船舶间的相互影响。该方法主要研究分析多线并列船闸过闸船舶进闸前和出闸后的船舶航行情况，主要是为多线并列船闸联合调度过程中的交通组织提供参考。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法、系统及装置。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、作为本发明的第一方面，提供一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，所述方法用于进行断面存在多个不同等级船闸的调度排挡工作，步骤包括：
4、按报闸先后顺序，依次将申报过闸船舶安排到各船闸闸室内，直到船闸无法容纳更多船舶，得到原始排挡方案；
5、按照船舶报到过闸顺序，添加报闸船舶到原始排挡方案；
6、每次添加报闸船舶时，对于各个船闸，基于船闸与船舶的宽度依次对船闸的各排进行船舶排挡，直至船闸剩余长度无法容纳当前最大船舶；按船闸剩余长度与船舶长度对船闸的最后一排进行排挡，形成过闸预方案；
7、重复上述添加报闸船舶并进行的船舶排挡形成过闸预方案的过程，直至各船闸无法完全容纳过闸预方案的所有船舶；以能够容纳最多数量船舶的过闸预方案作为过闸调度最终方案。
8、作为优选技术方案，所述基于船闸与船舶的宽度依次对船闸的各排进行船舶排挡，具体如下：
9、对于船闸的每一排，选取当前尺寸最大船舶进行放置；
10、按照闸室宽度，基于放置最大船舶后闸室剩余宽度能否并排放置最小的两艘船舶，在船闸剩余宽度内放置宽度合适的船舶。
11、作为优选技术方案，若放置最大船舶后闸室剩余宽度大于并排放置最小的两艘船舶的宽度之和，则先放置尺寸最小的船舶，再计算放置最大船舶与最小船舶后闸室的剩余宽度；
12、按照放置最大船舶与最小船舶后闸室的剩余宽度，从剩余船舶中选择一艘船舶放置，使放置其之后闸室剩余宽度最小。
13、作为优选技术方案，若放置最大船舶后闸室剩余宽度小于并排放置最小的两艘船舶的宽度之和，则按照放置最大船舶后闸室剩余宽度，从剩余船舶中选择一艘船舶单独放置，使放置其之后闸室剩余宽度最小。
14、作为优选技术方案，所述按船闸剩余长度与船舶长度对船闸的最后一排进行排挡，具体如下：
15、计算最小一艘船舶的尺寸是否可以放置于船闸剩余空间；
16、若船闸剩余长度大于最小一艘船舶长度，则将最小一艘船舶编入排挡序列；
17、若船闸剩余长度小于最小一艘船舶长度，则无法将船舶编入排挡序列，完成对应船闸的排挡。
18、作为优选技术方案，所述方法对于同一排船从大到小依次进行排挡，并使后一排较大船舶停靠在前一排较小船舶后面。
19、作为优选技术方案，所述方法对进入最终排挡方案的船舶，采用后进先出的原则停靠靠船墩，即指示船舶停靠靠船墩，同一排船舶，先驶向闸室的船舶，后进靠船墩，靠泊在外侧。
20、作为本发明的第二方面，提供一种同断面不同等级船闸船舶自动排挡系统，所述系统执行如上所述的同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，包括：
21、数据采集模块，用于采集过闸船舶尺寸等基本数据，和船闸基本信息；
22、模型构建模块，用于基于闸室可利用空间确定的船舶自动排挡规则，获取船舶过闸报备信息，根据过闸船舶基本数据以及船舶排挡规则构建同断面不同等级船闸自动排挡模型；
23、船舶排挡模块，用于利用筛选策略对构建的同断面不同等级船闸自动排挡模型进行依次优化求解，得到最佳的同断面不同等级船闸自动排挡方案，形成过闸排挡图，基于同断面不同等级船闸自动排挡方案及排挡图引导各过闸船舶的在锚地的先后行驶顺序，按照船舶自动排挡方案指示过闸船舶停靠靠船墩及闸室内的指定位置，以实现所述的一种同断面不同等级船闸船舶自动排挡方法。
24、作为本发明的第三方面，提供一种同断面不同等级船闸船舶自动排挡装置，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法。
25、作为本发明的第四方面，提供一种存储介质，其上存储有程序，所述程序被执行时实现如上所述的同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法。
26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
27、1)本发明针对同断面不同等级船闸群的排挡，在确保“先报道先过闸”的基本原则下，采用迭代的方式，运算出船闸群所能容纳的最大船舶数量，选择其中最优解作为最终排挡方案，可以明显提高船闸的有效利用率。
28、2)本发明按照船舶尺寸进行排挡，收集过闸船舶长宽尺寸数据，按照使先排挡的船闸有最大闸室利用率的原则进行排挡，可以保证部分船闸有较高闸室利用率，可以提高整体的闸室利用率。
29、3)本发明对于同一排船从大到小依次进行排挡，并使后一排较大船舶停靠在前一排较小船舶后面，可以提高船闸的长度尺寸利用效率。
30、4)对进入最终排挡方案的船舶，采用后进先出的原则停靠靠船墩，即指示船舶停靠靠船墩，同一排船舶，先驶向闸室的船舶，后进靠船墩，靠泊在外侧。可以缩短船舶进入闸室时的移泊时间，提高过闸效率。
31、5)本发明还提供一种同断面不同等级船闸船舶自动排挡系统自动排挡，更加客观、准确，避免了人工排挡时可能存在的因船舶尺寸选择失误导致船闸无法容纳拟安排过闸船舶的情况，减少人为干扰因素，提高过闸效率。
1.一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，其特征在于，所述方法用于进行断面存在多个不同等级船闸的调度排挡工作，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，其特征在于，所述基于船闸与船舶的宽度依次对船闸的各排进行船舶排挡，具体如下：
3.根据权利要求2所述的一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，其特征在于，若放置最大船舶后闸室剩余宽度大于并排放置最小的两艘船舶的宽度之和，则先放置尺寸最小的船舶，再计算放置最大船舶与最小船舶后闸室的剩余宽度；
4.根据权利要求2所述的一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，其特征在于，若放置最大船舶后闸室剩余宽度小于并排放置最小的两艘船舶的宽度之和，则按照放置最大船舶后闸室剩余宽度，从剩余船舶中选择一艘船舶单独放置，使放置其之后闸室剩余宽度最小。
5.根据权利要求1所述的一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，其特征在于，所述按船闸剩余长度与船舶长度对船闸的最后一排进行排挡，具体如下：
6.根据权利要求1所述的一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，其特征在于，所述方法对于同一排船从大到小依次进行排挡，并使后一排较大船舶停靠在前一排较小船舶后面。
7.根据权利要求1所述的一种同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，其特征在于，所述方法对进入最终排挡方案的船舶，采用后进先出的原则停靠靠船墩，即指示船舶停靠靠船墩，同一排船舶，先驶向闸室的船舶，后进靠船墩，靠泊在外侧。
8.一种同断面不同等级船闸船舶自动排挡系统，其特征在于，所述系统执行如权利要求1-7任一所述的同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法，包括：
9.一种同断面不同等级船闸船舶自动排挡装置，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一所述的同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法。
10.一种存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被执行时实现如权利要求1-7中任一所述的同断面不同等级船闸过闸船舶自动排挡方法。
