一种用于船运库存管理的数据分析方法及系统与流程

本技术涉及船运物流数据处理，具体涉及一种用于船运库存管理的数据分析方法及系统。

背景技术：

1、船运库存管理是对货物在航次运输过程中的登记、装船、存放、移位、卸船及调拨等状态进行记录和管理的过程，其管理结果可用于货物盘点、装卸计划制定及调拨作业安排。由于船运货物数量较多、作业环节连续且存放位置容易随装卸作业发生变化，库存信息需要随货物状态及时更新，以反映货物在不同运输阶段的数量及位置。

2、现有船运库存管理通常依据货物登记信息和装卸作业记录更新库存数据。当装卸作业频繁或者货物发生多次位置变化时，不同环节形成的数据可能存在更新不及时、记录不完整或者相互不一致的情况，导致库存记录难以准确反映货物的实际状态。此外，现有方式通常依据当前库存记录确定可供调拨的货物，未能充分反映货物实际卸载条件，容易造成库存分析结果与调拨作业之间存在偏差。因此，如何提高船运库存数据分析的准确性，并增强库存分析结果对货物调拨作业的适用性，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种用于船运库存管理的数据分析方法及系统，用于提高船运库存数据分析的准确性，并增强库存分析结果对货物调拨作业的适用性。

2、本技术实施例的第一方面，提供了一种用于船运库存管理的数据分析方法，包括以下步骤：s1、获取航次的库存数据、设备数据和船舶数据，根据所述设备数据中的锁闭状态、检测载荷和作业位置变化识别货物单元的装船事件和卸船事件；s2、根据所述装船事件和卸船事件对应的货物单元、起始位置和目标位置构建库存迁移图，各迁移边关联对应的装卸事件、台账载荷和检测载荷；s3、根据所述船舶数据确定连续装卸事件开始前和结束后的两个船体稳定时刻，以前后两个船体稳定时刻之间的时间范围作为装卸校验时段，根据所述装卸校验时段内船舶排水量变化和非货物载荷变化确定实际装卸量；s4、按照装船事件取正值、卸船事件取负值，分别将所述装卸校验时段内各迁移边的台账载荷和检测载荷汇总为台账迁移量和检测迁移量，根据检测迁移量与实际装卸量的绝对差值确定设备校验偏差，根据台账迁移量与检测迁移量的绝对差值确定库存校验偏差；s5、初始化所述库存迁移图为校正库存迁移图，确定设备校验偏差不超过第一阈值且库存校验偏差超过第二阈值的装卸校验时段为待校正时段，根据待校正时段内各迁移边的台账载荷与检测载荷的绝对差值确定异常迁移边，利用异常迁移边的检测载荷更新所述校正库存迁移图中对应的台账载荷；s6、获取包括待调拨货物单元和目标时段的调拨需求，根据所述校正库存迁移图的货物位置关系确定卸载路径中的前置迁移货物，根据待调拨货物单元和前置迁移货物的台账载荷、装卸设备作业能力和船舶到港时间确定预计卸载完成时间，将目标时段内完成卸载的待调拨货物单元确定为可执行库存并生成调拨指令。

3、通过根据锁闭状态、检测载荷和作业位置变化识别装卸事件并构建库存迁移图，使货物位置、台账载荷和检测载荷形成与具体迁移边对应的数据关系；通过船舶载荷变化确定实际装卸量，先比较检测迁移量与实际装卸量以评价设备数据的可信程度，再比较台账迁移量与检测迁移量以识别库存数据偏差，使载荷校正集中于设备数据可信而库存数据异常的迁移边。校正库存迁移图中的货物位置关系和校正后的台账载荷与前置迁移货物、装卸设备作业能力及船舶到港时间共同用于分析预计卸载完成时间，从登记库存中确定目标时段内具备卸载条件的可执行库存。由此，可以减少库存记录与货物实际状态之间的偏差，并使可执行库存更贴近货物的实际卸载条件，从而提高船运库存数据分析的准确性以及库存分析结果对货物调拨作业的适用性。

4、进一步地，步骤s1中，识别所述装船事件和卸船事件，包括：将所述锁闭状态首次由解锁状态变为锁闭状态的状态变化时刻确定为作业周期的起点，将其后首次由锁闭状态变为解锁状态的状态变化时刻确定为所述作业周期的终点；当所述作业周期内的检测载荷达到载荷阈值的持续时间不小于载荷稳定时长，且作业位置由船外区域转移至船内积载位时，将所述作业周期对应的货物单元迁移确定为装船事件；当所述检测载荷达到所述载荷阈值的持续时间不小于所述载荷稳定时长，且作业位置由船内积载位转移至船外区域时，将所述作业周期对应的货物单元迁移确定为卸船事件。

5、通过以锁闭状态限定作业周期，并结合检测载荷的持续状态和作业位置的跨区域变化识别装卸事件，可以减少设备空载移动、瞬时载荷波动及未形成货物转移的锁闭操作造成的事件误识别，使装卸事件与实际货物转移过程更为一致。

6、进一步地，步骤s2中，构建所述库存迁移图，包括：按照发生时序排列同一货物单元对应的装船事件和卸船事件，并比较相邻装卸事件中前一装卸事件的目标位置与后一装卸事件的起始位置；在所述目标位置与所述起始位置不一致时，判断两个相邻装卸事件之间是否存在对应于同一货物单元的有效船内移位记录；若存在所述有效船内移位记录，保留前一装卸事件的目标位置和后一装卸事件的起始位置，并将该记录关联至两个相邻装卸事件；若不存在所述有效船内移位记录，获取两个相邻装卸事件之间对应于同一货物单元的库存位置记录，将所述库存位置记录和对应的作业位置转换至船舶坐标系，从与所述作业位置之间的距离不超过位置匹配阈值的库存位置记录中，将距离最小的库存位置记录对应的位置确定为校准位置，并利用所述校准位置校正前一装卸事件的目标位置和后一装卸事件的起始位置。

7、通过比较同一货物单元相邻装卸事件的位置连续性，并区分有效船内移位与位置记录异常，可以将真实船内移位作为关联记录保留；在不存在有效船内移位记录时，将库存位置记录与设备作业位置转换至统一坐标系进行距离匹配，可以利用距离最小的匹配位置修正装卸事件的起始位置和目标位置，减少位置记录偏移或者更新不及时对库存迁移关系造成的影响。

8、进一步地，步骤s3中，确定所述船体稳定时刻，包括：根据所述设备数据，将参与所述航次装卸作业的各装卸设备的锁闭状态保持解锁、检测载荷低于空载阈值且持续时间达到空载持续时长的时段确定为候选稳定时段；根据所述船舶数据确定所述候选稳定时段内的船体姿态变化率和吃水变化率；将所述船体姿态变化率和吃水变化率持续低于对应稳定阈值的候选稳定时段确定为船体稳定时段，并将其中距相邻装卸事件最近的时刻确定为所述船体稳定时刻。

9、通过利用装卸设备的解锁状态、空载状态及持续时间识别无装卸作业的时段，再根据船体姿态变化率和吃水变化率判断船体状态，可以减少装卸设备作业扰动、船体晃动及吃水瞬时变化对稳定时刻选取的影响，使相邻稳定时刻之间的载荷变化更能反映对应装卸过程。

10、进一步地，步骤s3中，确定所述实际装卸量，包括：根据所述船舶数据中的艏部吃水数据、艉部吃水数据、两舷吃水数据及船体姿态数据，按照各吃水检测位置相对于船舶基准面的坐标，将各吃水数据换算至预设基准姿态；根据换算后的吃水数据查询船舶静水力数据，确定船舶排水量变化量；根据所述船舶数据中的压载舱液位、燃油舱液位和淡水舱液位确定非货物载荷变化量，并按照装船增加、卸船减少的取值方式，从所述船舶排水量变化量中扣除所述非货物载荷变化量，得到所述实际装卸量。

11、通过将不同检测位置的吃水数据换算至相同基准姿态，并从排水量变化中扣除非货物载荷变化，可以减小船体横倾、纵倾及液舱载荷变化对装卸量计算的影响，使实际装卸量更接近货物迁移引起的船舶载荷变化。

12、进一步地，步骤s5中，将所述装卸校验时段内参与汇总的检测载荷数量与单次载荷检测允许误差的乘积、船舶排水量检测允许误差及非货物载荷检测允许误差之和，确定为所述第一阈值；将所述装卸校验时段内参与汇总的台账载荷数量与单项台账载荷允许误差的乘积，以及参与汇总的检测载荷数量与单次载荷检测允许误差的乘积之和，确定为所述第二阈值。

13、通过依据装卸校验时段内的数据数量和各类数据的允许误差分别确定两个阈值，并在第二阈值中计入台账载荷和检测载荷的允许误差，可以使库存偏差判断容纳两类数据的允许波动，减少正常检测误差被识别为库存异常的情况。

14、进一步地，步骤s5中，确定所述异常迁移边，包括：从所述待校正时段内尚未校正的迁移边中，分别将每一迁移边的台账载荷临时替换为对应的检测载荷，在保持其他迁移边不变的情况下计算临时替换后的库存校验偏差，并在计算后恢复对应的台账载荷；根据临时替换前后的库存校验偏差确定各迁移边的偏差减少量，按照所述偏差减少量由大至小排列各迁移边，并在偏差减少量相同时按照装卸事件的发生时序排列；当存在尚未校正的迁移边且排列首位的迁移边的偏差减少量大于零时，将该迁移边确定为所述异常迁移边，利用对应的检测载荷校正其台账载荷，并重新计算库存校验偏差；重复确定所述异常迁移边，直至重新计算的库存校验偏差不超过所述第二阈值；当不存在尚未校正的迁移边或者排列首位的迁移边的偏差减少量不大于零时，生成数据核验标识并停止自动更新。

15、通过分别临时替换单条迁移边的台账载荷并计算库存校验偏差的变化，可以确定各迁移边对库存偏差的影响程度；按照偏差减少量依次校正迁移边，并在每次校正后重新计算库存校验偏差，可以逐步确定需要校正的迁移边，减少同时修改多条迁移边对其他库存数据造成的影响。

16、进一步地，步骤s5中，更新所述校正库存迁移图中对应的台账载荷，包括：将所述异常迁移边的检测载荷与台账载荷之差确定为载荷校正量；沿所述异常迁移边的迁移方向，将所述载荷校正量传递至同一货物单元的后续迁移边，并根据所述载荷校正量更新各后续迁移边关联的校正台账载荷，直至更新至对应于所述货物单元卸船事件的迁移边或者当前航次的最后一条迁移边。

17、通过将载荷校正量沿同一货物单元的连续迁移关系传递，可以使载荷修正反映至后续迁移记录，减少同一货物单元前后校正台账载荷不一致；将传递范围限定至卸船事件或者当前航次的最后一条迁移边，可以避免载荷校正量扩展至无关的迁移过程。

18、进一步地，步骤s6中，所述调拨需求还包括目标卸载位置，确定所述前置迁移货物，包括：将所述校正库存迁移图中的货物位置和所述目标卸载位置确定为位置节点，在装卸设备能够在两个位置节点之间转移货物时，在所述两个位置节点之间建立有向连接，得到卸载可达关系；根据所述卸载可达关系确定所述待调拨货物单元到达所述目标卸载位置的可行卸载路径，并将各可行卸载路径上其他货物单元的台账载荷之和确定为前置迁移量；将所述前置迁移量最小的可行卸载路径确定为目标卸载路径，在多个可行卸载路径的前置迁移量相同时，将迁移距离最短的可行卸载路径确定为所述目标卸载路径，并将所述目标卸载路径上的其他货物单元确定为所述前置迁移货物。

19、通过根据装卸设备在不同位置节点之间的货物转移能力建立卸载可达关系，可以比较不同可行卸载路径对应的前置迁移量；优先选择前置迁移量较小且迁移距离较短的路径，可以减少待调拨货物单元卸载前需要迁移的其他货物载荷和作业距离，使前置迁移货物的确定更符合船内货物位置及装卸设备作业条件。

20、进一步地，步骤s6中，确定所述预计卸载完成时间，包括：根据所述待调拨货物单元与所述前置迁移货物之间的位置关系确定货物迁移顺序；根据各货物单元的台账载荷和所在位置，从作业范围覆盖所述所在位置且额定载荷不低于对应台账载荷的装卸设备中，确定各货物单元对应的目标装卸设备；根据各货物单元的水平迁移距离、起升高度及对应目标装卸设备的水平移动速度和起升速度，确定各货物单元的作业时长；对于排列首位的货物单元，将所述目标时段开始时刻、船舶到港时间与对应目标装卸设备可用时刻中的最晚时刻确定为作业起始时刻；对于其余货物单元，将前一货物单元的作业完成时刻与当前货物单元对应目标装卸设备的可用时刻中的较晚时刻确定为作业起始时刻，并将最后一个货物单元的作业完成时刻确定为所述预计卸载完成时间。

21、通过按照货物位置关系确定迁移顺序，并根据货物载荷、所在位置及装卸设备参数匹配设备和计算作业时长，可以使预计卸载完成时间反映货物迁移顺序、设备作业能力及设备可用状态，从而提高目标时段内货物卸载可行性判断的准确程度。

22、进一步地，步骤s6还包括：为所述调拨指令配置指令标识，并采集装卸设备反馈的指令标识、调拨指令执行状态及货物单元的实际停止位置；根据所述指令标识，将所述调拨指令执行状态和实际停止位置与对应的调拨指令及迁移边关联；当所述调拨指令执行状态表征货物单元完成迁移时，将对应的迁移边标记为已完成迁移边，并将对应目标位置更新为所述货物单元的当前位置；当所述调拨指令执行状态表征货物单元迁移中断时，根据所述实际停止位置建立中断位置节点，以所述中断位置节点为分割节点，将对应的迁移边划分为起始位置至中断位置节点的已完成迁移边和中断位置节点至原目标位置的待执行迁移边，并基于更新后的校正库存迁移图重新确定可执行库存和调拨指令。

23、通过指令标识将执行状态、实际停止位置、调拨指令和迁移边进行关联，可以按照货物单元的实际迁移结果更新库存迁移图；在迁移中断时根据实际停止位置划分已完成迁移边和待执行迁移边，可以保留已经发生的货物迁移过程，并使重新确定的可执行库存和调拨指令随货物实际位置变化进行调整。

24、本技术实施例的第二方面，提供了一种用于船运库存管理的数据分析系统，该系统包括：事件识别模块、迁移图构建模块、装卸量确定模块、偏差确定模块、库存校正模块和调拨指令模块。事件识别模块，用于获取航次的库存数据、设备数据和船舶数据，根据所述设备数据中的锁闭状态、检测载荷和作业位置变化识别货物单元的装船事件和卸船事件；迁移图构建模块，用于根据所述装船事件和卸船事件对应的货物单元、起始位置和目标位置构建库存迁移图，各迁移边关联对应的装卸事件、台账载荷和检测载荷；装卸量确定模块，用于根据所述船舶数据确定连续装卸事件开始前和结束后的两个船体稳定时刻，以前后两个船体稳定时刻之间的时间范围作为装卸校验时段，根据所述装卸校验时段内船舶排水量变化和非货物载荷变化确定实际装卸量；偏差确定模块，用于按照装船事件取正值、卸船事件取负值，分别将所述装卸校验时段内各迁移边的台账载荷和检测载荷汇总为台账迁移量和检测迁移量，根据检测迁移量与实际装卸量的绝对差值确定设备校验偏差，根据台账迁移量与检测迁移量的绝对差值确定库存校验偏差；库存校正模块，用于初始化所述库存迁移图为校正库存迁移图，确定设备校验偏差不超过第一阈值且库存校验偏差超过第二阈值的装卸校验时段为待校正时段，根据该时段内各迁移边的台账载荷与检测载荷的绝对差值确定异常迁移边，利用异常迁移边的检测载荷更新所述校正库存迁移图中对应的台账载荷；调拨指令模块，用于获取包括待调拨货物单元和目标时段的调拨需求，根据所述校正库存迁移图的货物位置关系确定卸载路径中的前置迁移货物，根据待调拨货物单元和前置迁移货物的台账载荷、装卸设备作业能力和船舶到港时间确定预计卸载完成时间，将目标时段内完成卸载的待调拨货物单元确定为可执行库存并生成调拨指令。

25、通过事件识别模块、迁移图构建模块、装卸量确定模块、偏差确定模块、库存校正模块和调拨指令模块之间的数据传递，可以将装卸设备数据、船舶数据和库存数据依次用于装卸事件识别、库存迁移校验、异常数据校正和可执行库存分析，使各处理环节形成连续的数据分析过程，有利于提高船运库存数据与货物实际迁移状态的一致性，并使生成的调拨指令更符合货物位置、装卸设备及作业时间条件。