优化普零货物拼箱配装的遗传算法

应用遗传算法,考虑货物装载重量、装载容积、优先装箱及非同时配装等约束条件,采用适当的个体编码方法,并构造合理的适应值函数,优化铁路集装箱运输中的普零货物拼箱配装.结果发现以42件货物装入10 t箱,利用遗传算法得到的集装箱装载重量利用率为83.8%,优化了装载结果,达到了装载要求,这说明该方法是可行的.     

带轴重约束货物平衡装载问题优化研究

针对考虑轴重约束集装箱卡车货物优化装载问题,建立以最大化装载率和负重心偏离度为目标,以平衡及轴重为约束条件的数学模型,设计改进型贪婪自适应搜索算法（IGASP）对问题进行求解.算法先基于启发式方法构造布局方案,再结合重心边界条件分析对获得方案进行可行性分析,对违反约束装载率较高的方案提出了两种重心调整的方法,进而将有关过程融入贪婪自适应搜索形成解的改进机制实现问题优化求解.基于现实算例的试验分析,证明所提方法求解带轴重约束货物平衡装载问题具有较好效果.     

带平衡约束三维装箱问题的双层混合遗传算法

针对带重心平衡约束的三维装箱问题,基于框架式布局思想,设计双层混合遗传算法进行求解.根据装载物的特性定义核心货物元素及进行核心堆的构造,再结合极点、锚距等概念提出适合货物平衡装载的布局过程;在典型布局形成初始框架基础上,通过双层混合遗传算法的内、外层搜索分工与协作,获得货物最优装载方案.基于标准算例的实验及对比分析,证明所提出方法在提高装载率及实现重心平衡方面取得了较好效果.     

解决有配放限制的多集装箱配载系统优化的多蚁群协同算法

在分析具有装载重量、体积等约束条件及配放限制的集装箱配载模型的基础上,分析了求解其的蚁群算法与求解TSP的蚁群算法在结点性质、原点（中心结点）的作用、蚂蚁路径构造规则、可移动结点集合、可行解的形成过程等方面的区别. 针对问题特点,充分考虑货物配放限制,装载工具的载重、容积两个方面同时优化的问题,基于待装货物比容动态逼近装载工具剩余空间比容的思想,综合运用ACA-INI、ACA-CONTAINER和ACA-VOTUME三个不同蚁群协同考虑问题的两个目标--需用集装箱数目优化和装载工具重量、容积利用率优化,对问题的求解策略进行了研究. 进一步地,结合8类40件不同品种货物的集装箱配载问题对模型算法的实用性和有效性进行了验证.     

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在分析具有装载重量、体积等约束条件及配放限制的集装箱配载模型的基础上,分析了求解其的蚁群算法与求解TSP的蚁群算法在结点性质、原点（中心结点）的作用、蚂蚁路径构造规则、可移动结点集合、可行解的形成过程等方面的区别. 针对问题特点,充分考虑货物配放限制,装载工具的载重、容积两个方面同时优化的问题,基于待装货物比容动态逼近装载工具剩余空间比容的思想,综合运用ACA-INI、ACA-CONTAINER和ACA-VOTUME三个不同蚁群协同考虑问题的两个目标——需用集装箱数目优化和装载工具重量、容积利用率优化,对问题的求解策略进行了研究. 进一步地,结合8类40件不同品种货物的集装箱配载问题对模型算法的实用性和有效性进行了验证.     

集装箱运输货物的安全装载研究

货物在流通过程中发生破损的原因不只是包装和管理不善造成的，很多破损是由运输或装载不当而引起的．在分析包装件运输环境的基础上，对装载集装箱的货物重量分布进行了力学分析，得出局部负荷产生的弯矩如在最大容许弯矩范围以内时，装载货物重量与最大载货重量之比W／W0，同装载货物的长度分布率α=l／L的关系式；绘出了20ft和40ft集装箱在装货量一定时，随着货物底分布长度的变化，底梁和下侧梁之合计挠度达到极限值的曲线图；绘出了装载货物的偏心率与容许装货重量的关系图；对现场安全装载作业有一定的指导作用和参考价值．     

兰渝线旅客列车开行方案优化模型

敞车是铁路运输的主要车型,敞车集重装载最易引发安全事故。在铁路货物方面,尤其是如何避免敞车集重装载直接影响着货物、车辆和行车的安全,关系到国家、铁路、托运人的利益,对铁路运能的影响也极大,因此科学合理的避免敞车集重装载是当前亟待解决的课题。首先通过介绍敞车的定义、车体结构特点、设计用途,考虑在装载集重货物时,应满足装车后所产生的工作弯曲力矩不大于其最大容许弯曲力矩的条件,分析了车体承受均布载荷后受力与歪曲力矩的关系,并分析了敞车中部和两端三处承载的情况。最后,通过案例分析提出了相应的扩大货物装载加固方法,以供相关工作人员参考。     

敞车避免集重装载的探究

敞车是铁路运输的主要车型,敞车集重装载最易引发安全事故。在铁路货物方面,尤其是如何避免敞车集重装载直接影响着货物、车辆和行车的安全,关系到国家、铁路、托运人的利益,对铁路运能的影响也极大,因此科学合理的避免敞车集重装载是当前亟待解决的课题。首先通过介绍敞车的定义、车体结构特点、设计用途,考虑在装载集重货物时,应满足装车后所产生的工作弯曲力矩不大于其最大容许弯曲力矩的条件,分析了车体承受均布载荷后受力与歪曲力矩的关系,并分析了敞车中部和两端三处承载的情况。最后,通过案例分析提出了相应的扩大货物装载加固方法,以供相关工作人员参考。     

双层集装箱列车装载问题多目标优化研究

为了提高双层集装箱列车的装载效率,保障双层集装箱列车的运行安全,建立 了一种降低重车重心高和均衡车辆转向架负重差的双层集装箱列车装载问题多目标优 化模型,并采用字典序规划法对多目标优化问题进行求解,即为存在矛盾的优化目标与 约束条件设置不同的优先级.为了优化重车重心高,采用线性分式规划将相应的混合整数 分式问题转化为一系列混合整数线性规划子问题进行求解.算例验证结果表明,研究所提 出的多目标优化方法能够在保证列车集装箱装载量最大的条件下降低集装箱车的重车 重心高,并减少其转向架负重差,具有重要的应用价值.     

集装箱装载问题的启发式优化算法

集装箱装载是个多约束的复杂组合优化问题,属于NP-Hard问题,其精确求解是很困难的,一般多用启发式方法来近似解.针对背包型集装箱装载问题提出了一种启发式算法,该算法采用了新的"砌墙"机制和货物组对策略,通过递归寻优得到解.通过实例说明该算法具有较好的有效性和实用性.     

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铁路集装箱中心站堆场作为集装箱列车装卸作业与集卡提交箱作业的缓冲区,堆存策略直接影响整个中心站的作业能力和效率,本文对铁路集装箱中心站堆场混堆优化问题进行了研究.根据中心站堆场混堆作业问题的描述,建立了两阶段优化模型,第一阶段平衡中心站堆场各箱区进口箱和出口箱的箱量,第二阶段为分配到箱区的集装箱指派较优箱位,使堆存所产生的压箱数最小,并设计了启发式算法对模型进行求解.最后利用某集装箱中心站的实际数据对模型和算法进行了验证,验证结果表明,该优化模型比中心站现有的堆存策略有较大改进.     

基于标杆的多车多品种货物装载优化算法

根据货物与货车体积质量比差异情况,结合组合理论,设计基于不同标杆的优化算法,充分利用车辆的载质量与容积,以提高装载效率。对于轻质货物,以货车的载质量为标杆,在充分利用货车容积的同时,尽可能地提高货车的载质量利用率;对于重质货物,以货车的容积为标杆;匀质货物的体积和质量相对货车都比较均衡,以货车的体积质量比为标杆,对货车的容积和载质量利用率同时优化。数值仿真结果表明标杆算法的效率普遍优于其他算法,标杆算法下体积利用率曲线和载质量利用率曲线及其趋势线比较平稳,算法的稳定性强,适合大规模多车多品种货物的装载。     

基于WITNESS的集装箱码头物流系统仿真及优化

集装箱码头作业区物流作业优化的结果可以大幅提高工作效率,在不增加新设备投入的情况下有效改善港口工作状况。利用W ITNESS仿真软件进行物流作业仿真是一种投入少,见效快的方法。以天津港某集装箱码头公司实际情况建立仿真模型,根据模拟运行结果反应进行物流作业优化的途径。     

需求响应的集装箱班列时刻表优化及 Benders分解算法

充分考虑集装箱货物与集装箱班列在时间和数量方面的匹配关系，以集装箱货物送达目的站的总延误最小为目标，构建集装箱班列时刻表优化的线性混合整数规划模型.采 用Benders分解算法将原问题分解为确定集装箱货物与班列匹配方案的主问题，以及优化班列时刻表的子问题，通过求解子问题的对偶模型不断产生主问题的割平面.为克服割平面有效性较低的缺点，设计改进策略，使每次迭代产生多个割平面同时添加至主问题中.最后，通过算例验证模型和算法的有效性.结果表明：改进策略的运用有效提高了算法的计算效率，利用模型及算法得到的班列时刻表与集装箱货物的数量、时间分布之间具有较好的匹配性，制定的班列时刻表很好地响应了用户需求.     

需求响应的集装箱班列时刻表优化及 Benders分解算法

充分考虑集装箱货物与集装箱班列在时间和数量方面的匹配关系，以集装箱货物送达目的站的总延误最小为目标，构建集装箱班列时刻表优化的线性混合整数规划模型.采 用Benders分解算法将原问题分解为确定集装箱货物与班列匹配方案的主问题，以及优化班列时刻表的子问题，通过求解子问题的对偶模型不断产生主问题的割平面.为克服割平面有效性较低的缺点，设计改进策略，使每次迭代产生多个割平面同时添加至主问题中.最后，通过算例验证模型和算法的有效性.结果表明：改进策略的运用有效提高了算法的计算效率，利用模型及算法得到的班列时刻表与集装箱货物的数量、时间分布之间具有较好的匹配性，制定的班列时刻表很好地响应了用户需求.     

集装箱码头混合交叉作业集成调度模型

针对集装箱码头进出口作业系统中泊位分配、装卸作业、水平搬运等诸多环节之间的关系,分析了现有进出口作业系统对集装箱码头生产效率与运营成本的影响。运用系统工程优化理论,提出混合交叉作业集成调度方法与同步优化技术,以泊位分配、设备配置、集装箱卡车(集卡)行驶路径为决策变量,以集装箱码头最小运营成本为目标函数,建立了三阶段集成调度优化模型,设计了双层遗传求解算法。在双层遗传算法中,上层遗传算法用于搜索集装箱码头设施设备的合理配置组合,下层遗传算法在上层算法的基础上优化集卡行驶路径。计算结果表明:与独立装卸作业过程相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡数量为22veh,减小了66.2%,集卡行驶总距离为10 389.8km,减小了17.4%;与单独调度方式相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡行驶总距离减小了14.5%,码头运营总成本为84 266.2元,降低了4.6%。可见,使用集装箱码头混合交叉作业集成调度模型,能有效提高集装箱码头生产效率,明显降低运营成本。     

单产品战略装车点布局问题改进模型及算法

基于两级供应链中多源-能力受限-设施布局问题理论,在考虑装车点办理能力、整列始发直达等约束条件下,以包括运输费用和固定建设费在内的总费用之和最小为目标,建立符合我国单产品铁路战略装车点特征的混合整数线性规划模型。在模型分析的基础上,借鉴优先权编码思想,提出基于优先权编码的遗传算法求解策略,设计了基于优先权的两点映射交叉方法,采用两点互换变异及无回放余数随机选择策略拓展解空间对模型进行求解。最后通过实际算例验证了这一算法的可行性和有效性。     

集装箱单一规格物体装箱的优化算法

目前,关于集装箱的各种装箱算法都是针对多种规格待装物体的,不适合单一规格物体的装箱优化计算.本文专门讨论单一规格物体装箱问题,给出优化算法.首先针对给定的待布空间,计算装箱后可能得到的物体组合在三个坐标方向的最优高度和层的分布,把三维布局变为二维布局问题;然后通过优化计算和镜向复制方法,使每一个可能存在的物体层都得到最优结果;最后,研究三个坐标方向的优化趋势,选定最优坐标方向的最优物体层装箱.如此循环,最后得出集装箱的优化装箱结果.计算表明,算法优化效果显著,过程简单.     

基于启发式算法的物流托盘载货效率研究

托盘的载货效率是国家制定托盘规格标准、企业选用托盘的关键性指标.文中运用启发式运算法则,采用最优化码放原则,在货物包装尺寸不确定的情况下,设计了2个随机托盘载货试验,从制造商载货角度分析计算了3种主流规格托盘对标准包装货物和非标准包装货物的载货效率,以及不同结构(长宽比)托盘的载货性能,发现托盘的载货效率与托盘自身结构有关,在3种主流规格托盘中1 200 mm×1 000 mm型托盘比其他规格托盘具有更加优越的载货性能.