集装箱船配载的粒子群算法

针对集装箱船配载优化中的Bay位优选问题,提出以倒箱量、重心横向偏移和初稳性高为目标,以箱位与Bay位的一致和Bay位重量为约束条件的数学模型,提出一种多目标离散粒子群算法(MODPSO)求解之,得到该算法优化后的Pareto解集和Pareto解迭代过程中的变化趋势图,为集装箱船配载问题提供多种方案以供备选,从而达到在提高集装箱船装载效率、节约装载成本和时间、使集装箱船获得稳定航行状态等目标间取得更好平衡的目的。     

超大型干线集装箱船配载优化

针对远洋干线中超大型集装箱船(Ultra-Large Container Ship,ULCS)的多港口Bay位优化问题(Multi-Port Master Bay Plan Problem,MP-MBPP),提出以堆垛为基本计算单元的混合整数规划(Mixed Integer Programming,MIP)模型。该模型以倒箱数最少、靠港时间最短为目标,根据航段距离动态,考虑船舶的结构强度约束,满足冷藏箱、重大件货物和45英尺集装箱的装载需求。该模型使用商用求解器CPLEX进行求解,试验结果表明:该模型可针对21 000 TEU集装箱船多港口配载问题高效地给出可行解,为船舶大数据智能运维平台国产化解决方案的制订提供理论基础。     

集装箱船的单元块配载

在集装箱船运输中,为减少集装箱装卸的倒箱和移箱问题,引入单元块概念,提出装载单元块配裁思想,把集装箱船箱位分成具有优先等级的多个单元块,以一定的约束条件完成集装箱单元块配载该方法能解决多港口集装箱配载中的港序问题,减少例箱和移箱,提高船舶装卸效率集装箱船的装载单元块配我为实现集装箱船自动配栽提供一种新思路.     

混合蚁群算法求解集装箱箱位分配问题

集装箱船配载过程中的重要环节是合理的箱位分配,它对保证集装箱船装载后的航行性能及其码头装箱效率有重要的影响.随着集装箱船的大型化及待装船箱量的增加,该问题的求解较为困难.结合集装箱船配载中箱位分配的实际操作特点,提出了利用与禁忌算法相结合的混合蚁群算法来求解集装箱的箱位分配问题.仿真模拟试验表明该算法能够在不影响装箱难度的同时,大幅提高集装箱装船后船舶的航行性能.     

基于多装船机的散货船智能装载

对散货船使用多装船机进行装载作业的情况,建立以最高装载效率、最佳纵倾和最小化船舶最大静水弯矩值为目标,以浮态、稳性和结构强度为约束条件的散货船智能装载数学模型,使用改进的多目标遗传算法进行求解,得到优化后的Pareto解集,结果表明:该算法能够有效求得该问题的优化解,在实际应用方面具有一定的可行性.     

滚装船配载优化算法及其软件化实现

在分析滚装船配载特点的基础上,考虑了船舶稳性、配载效率以及航次收益等约束与配载目标,对其配载优化问题进行建模,开发了以贪婪算法为基础的两阶段启发式算法,并分别通过实证研究以及大规模仿真算例,借助于与小规模问题精确解以及基于现实调度规则所得到的配载方案的对比,验证了模型以及优化算法的有效性。     

基于多种群萤火虫算法的集装箱船结构优化

针对集装箱船结构优化问题,依据CCS规范建立以集装箱船舯剖面面积最小为优化目标,板厚、型材横截面积为离散设计变量的优化数学模型。提出一种多种群萤火虫算法,各种群设置不同的参数,提高搜索区域,多子群并行寻优、子群主群协作寻优提高算法寻优性能,对所建模型进行优化计算。优化算例表明,所提出的多种群萤火虫算法比标准萤火虫算法可以更快的收敛得到最优解,在满足所有约束条件情况下,集装箱船舯剖面面积最小约13.2%,验证了多种群萤火虫算法应用于集装箱船结构优化的有效性。     

滚装船车辆自动配载研究

为实现大型汽车滚装船单层甲板车辆的自动配载,建立甲板和汽车实模型,并提出将排样问题中的最低水平线法与计算图形学中的射线法相结合来解决该问题.以3800车位汽车运输船的主甲板为例,对采用该配载模型和算法的效果进行分析,验证其有效性,发现在进行单一车型配载时效果与装载手册相当,在进行多种车型配载时仍有较高的甲板利用率.研究结果表明,该解决方案贴合实际,建模合理,能提升配图人员的配图效率,初步解决大型汽车滚装船车辆的自动配载问题.     

基于组合赋权TOPSIS法和粒子群的船舶概念优化设计

船舶概念设计阶段,需要初步给定多组船型参数方案并从中优选出客观合理的某一方案。本文建立以船舶造价、螺旋桨总效率、相对回转直径为目标的船舶概念设计优化数学模型。将Li提出的最小-最大适应度多目标粒子群优化算法应用于求解船舶概念设计多目标问题以获得Pareto解集。分析主观赋权和客观赋权的优劣,提出借鉴专家经验和信息熵权的主客观组合赋权TOPSIS法,借助Matlab软件对所求Pareto解集进行方案排序。算例表明,maximinPSO在求解35 000 DWT散货船概念设计多目标优化能获得均匀分布的Pareto前沿,基于组合赋权的TOPSIS策略能给出客观、合理的决策序列。该方法可应用于船舶优化等领域。     

船舶初步设计的多目标优化研究(英文)

提出了应用于船舶初步设计的多目标优化策略和决策方法.详细介绍了集成模型分析和优化算法的多目标优化求解思路,并使用改进的非支配排序遗传算法获取优化问题的Pareto解集.针对多目标优化问题中各子目标之间存在相互冲突、不能同时达到最优的特性,采用多属性决策理论对设计空间进行计算分析,找出.Pareto前沿面上的最优解.以散货船的初步设计为实例,对多目标优化策略和决策方法进行了验证分析.结果表明优化策略和决策方法不仅是可靠的、实用的,而且能广泛应用于各类船舶初步设计的优化与决策分析中.该文为船舶的初步设计提供了一条新途径.     

基于禁忌算法的多约束集装箱装载问题研究

多约束集装箱装载问题的约束主要包括集装箱重心位置约束、集装箱单箱重量约束、货物放置顺序约束、货物摆放方位约束以及货物摆放位置约束。采用禁忌算法求解该问题。算法基于自然数编码,设计了货物的摆放规则和序列生成方式,设定二种邻域,根据邻域的不同,构造了两种禁忌表。针对算法的原理,分析了具有代表性算例的试验结果,表明了所提出的禁忌算法对优化多约束集装箱装载问题的有效性。     

散粮装箱漏斗的研制

对包粮流通、散粮运输和集装箱运输这三种粮食运输方式进行了比较,指出粮食集装箱运输方式具有较大优势。为了解决散粮装箱存在的问题,提出了散粮装箱的专用漏斗。介绍了散粮装箱专用漏斗的技术方案和设计要求。该漏斗使用效果很好。     

基于多目标遗传算法的SWATH船稳定鳍优化设计

针对稳定鳍的各参数对SWATH船纵向运动性能具有较大影响的特点,建立了稳定鳍的多目标优化模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对其求解.然后,以SWATH-6A为例对稳定鳍进行了优化设计.从仿真结果来看,在相同条件下优化得到的稳定鳍能使SWATH船具有更好的纵向运动性能.因此,本文的优化方法是合理的、有效的,有一定应用价值.     

集装箱码头设备更新投资优化模型及算法研究

为解决集装箱码头设备更新的合理投资问题,在综合考虑投资成本、平均单船装卸效率的基础上建立了集装箱码头设备更新投资混合整数规划模型;利用遗传算法与仿真相结合的方式构建了模型的求解算法;以某集装箱码头设备更新投资方案的优化为实例对模型及算法进行了验证.结果表明该模型综合考虑投资的成本和效益,对集装箱码头装卸设备的投资进行优化;模型的求解方法能够在兼顾码头实际投资效果的基础上提高全局搜索的效率.     

几种典型的大型集装箱船导轨结构特性对比计算分析

本文以固定装载型式导轨和混合装载型式导轨为研究对象,基于有限元方法分析了不同集装箱装载工况对导轨强度、刚度的影响,同时在相同集装箱装载工况下,对不同导轨的强度、刚度进行了对比分析。结果可为集装箱导轨的设计优化提供了一定的参考。     

Multi-agent system with iterative auction mechanism for master bay plan problem in marine logistics

The support of containerization to trade development demands an efficient solution method for the container loading problem in order to reduce shipment and handling time. Hence, the stowage planning of containers is critical to provide speedy delivery of resources from the area of supply to the area of demand. Moreover, information on container terminal activities, structure of ship, and characteristics of containers is distributed among stowage planners. This information imposes constraints, and so the master bay plan problem (MBPP) becomes NP-hard. Therefore, a multi-agent systems (MAS) methodology is designed to effectively communicate the information and solve the MBPP sustainably. In the designed MAS methodology, an information exchange system (IES) is created for stowage planners to bid for ship slots in each experimental iterative combinatorial auction (ICA) market. The winner in the ICA experiments is provided with the ship slots, and the entire bay plan is prepared. Further, the ship-turnaround time is validated using the data obtained from the benchmark problem.     

岸桥防集卡拖拽吊具方案的研究及其应用

摘要：为防止在岸桥作业过程中集卡拖拽吊具的事故发生，对岸桥防集卡拖拽吊具的方案进行研究。介绍研究背景，提出给予集卡司机吊具起升高度提醒的指示灯方案，阐述了实际改造方案。该方案取得了良好效果。     

虚拟仿真优化技术在外高桥五期工程总体设计中的应用

基于离散事件动态系统和系统仿真理论,文章在专用仿真语言witness的平台上,研究开发了集装箱码头装卸系统的仿真模型,对外高桥五期集装箱码头的水平运输、前沿宽度、泊位系统等初步设计方案做了深入的仿真分析,做出了最优设计选择。模型动态显示整个码头运行过程,可分析码头装卸系统中各种性能参数。模型的成功应用说明虚拟仿真优化技术将在今后的码头设计中发挥更大的作用。     

基于Pareto遗传算法的船舶操纵性能多目标优化技术研究

针对船舶初始设计阶段船舶操纵性能优化这一复杂的多目标问题,开展相应的多目标优化方法研究。利用Pareto方法的特点,提出基于Pareto遗传算法来解决传统方法中的这个问题。经过优化可以得到均匀分布的Pareto解集,便于进行分析比较和选择,并给出计算实例。     

船舶岸电系统在集装箱码头的应用

靠港船舶岸电系统具有可以减少污染物排放和提高能源利用率的优点,正在我国港口大力推广。为探讨岸电系统在集装箱码头的应用前景,以大窑湾北岸某集装箱码头为例,利用仿真模型核算多种情景下2020年大窑湾北岸集装箱码头船舶使用岸电前后的碳排放量,并分析不同装卸效率对船舶的碳排放的影响。结果表明,集装箱码头使用岸电系统可实现低碳效益,提高装卸效率有利于船舶碳排放的减少,但应考虑提高装卸效率会引起装卸机械碳排放增加。