基于最优Pareto集的船舶出坞拖轮配置优化

本文采用多目标遗传算法求解船舶出坞拖轮配置优化模型的近似Pareto最优解集.针对遗传算法只能优化单目标、无约束问题,作者通过引入罚函数除去了船舶出坞中多变量非线性有约束问题的约束限制.文中利用加权和方法处理船舶出坞拖轮配置多目标优化问题,并按专家决策方法确定各目标函数的权系数.拖轮配置优化结果表明了多目标遗传算法的有效性,并为船坞主管进行船舶出坞拖轮配置决策提供了充分的依据.     

大型船舶出坞过程仿真

根据大型船舶出坞的要求，建立了船舶出坞过程仿真数学模型，包括船舶出坞操纵的基本模型、水动力模型以及拖轮等的作用力计算模型。编程计算了大型船舶出坞过程中的环境载荷，对大型船舶出坞过程进行仿真预报。以17.5万吨好望角型散货船为例，计算了该船受到的总的环境外载荷，并对该船出坞运动轨迹进行仿真预报。     

多条件约束下离港过闸船舶防碰撞控制优化方法

研究多条件约束下离港过闸船舶防碰撞控制优化方法,避免船舶在离港过闸时由于碰撞造成严重的经济损失。设置离港过闸船舶防碰撞控制优化的目标函数为总控制时间最小以及船舶总等待时间最小,设置船闸内船舶不存在重叠状态以及A类船舶优先过闸作为目标函数的多条件约束,利用遗传算法求解多条件约束下的目标函数,实现离港过闸船舶防碰撞控制最优化。实验结果表明,该方法可有效避免离港过闸船舶碰撞,节省大量的船舶离港过闸时间,提升船舶运输时效性与安全性。     

船舶航行性能优化的模糊遗传算法

模糊遗传算法是一种模糊优化与遗传算法紧密结合的优化方法。它兼有模糊优化的考虑到模糊因素从而更能贴近工程的实际情况和遗传算法的全局寻优能力强的特点。本文中模糊优化采用限界搜索法，它可针对模糊非线性一规划给出一个特定的清晰解。对应特定水平则委托遗传算法进行寻优。为处理等式和不等式混合约束，通过惩罚策略将其吸入遗传算法中染色体的适值。本文采用该方法对船舶航行性能进行优化，以船舶的快速性、操纵性和耐波性三个航行性能综合最优为目标函数，具体做法是取三个性能指标的线性加权和，最后建立的数学模型包括三个等式约束和五个不等式约束。根据以上思想本文用VC＋＋6．0开发了ShipPO优化平台，并在其上进行船舶航行性能优化计算，结果表明，该京城地少，全局寻优能力强，非常符合工程需要。     

大型船舶出坞过程仿真

根据大型船舶出坞的要求,建立了船舶出坞过程仿真数学模型,包括船舶出坞操纵的基本模型、水动力模型以及拖轮等的作用力计算模型.编程计算了大型船舶出坞过程中的环境载荷,对大型船舶出坞过程进行仿真预报.以17.5万吨好望角型散货船为例,计算了该船受到的总的环境外载荷,并对该船出坞运动轨迹进行仿真预报.     

基于自适应遗传算法的船舶分段装配序列优化研究

针对船舶分段实际装配时存在施工不合理而导致建造成本过高的问题,提出基于自适应遗传算法的分段装配序列优化求解方法。根据其几何约束和工艺约束建立了包含干涉关系、重定向次数、吊装工具改变次数、装配效率等评价函数的目标优化体系,提出采用改进的自适应遗传算法进行装配序列优化,并将评价标准作为目标函数进行优化计算,降低了问题的繁琐程度,提高了系统的工作效率,且通过实例验证了算法的有效性。     

助操拖轮配置的模拟试验分析

靠离泊船舶的拖轮配置问题是一个兼顾考虑经济与安全的实际问题,在实际工作中多有争议。基于《海港总平面设计规范》和《港口拖轮应用指南》中对拖轮配置的计算方法,对助操拖轮总功率和数量的配置问题进行了深入探讨,并采用大型船舶操纵模拟器以具体工程实例对讨论结果进行验证。分析结果能够为靠离泊船舶操纵和港航论证提供参考。     

基于蚁群算法的港口船舶调度优化问题研究

港口船舶调度优化问题是当前一个公开的难题,传统方法无法获得理想的港口船舶调度优化方案,为了加快港口船舶调度速度,降低港口船舶调度成本,建立了基于蚁群算法的港口船舶调度优化模型。首先分析当前港口船舶调度优化研究现状,指出各种方法出现不足的原因,然后构建港口船舶调度优化问题的多约束优化目标函数,并引入蚁群算法对多约束优化目标函数进行寻优,求得港口船舶调度优化问题的最优解,最后进行港口船舶调度优化仿真模拟实验。相对于其他港口船舶调度优化模型,蚁群算法改善了港口船舶调度优化问题求解的效率,港口船舶调度优化问题的解质量更高,可以满足港口船舶调度管理的实际应用要求。     

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.     

模糊罚函数遗传算法在船舶型线扫描图光顺中的应用

采用遗传算法进行优化时,处理约束条件的方法一直是理论发展的重点。文章将模糊理论用于优化中处理约束条件的罚函数方法,提出了一种处理的约束优化问题的模糊罚函数遗传算法,并将这种方法用于船舶型线扫描光栅型线的光顺问题,得到了很好的结果。     

基于遗传算法的船舶推力分配方法研究

近年来,海洋资源开发需求的日益增加对船舶推进器系统的性能提出越来越高的要求。当前,推力系统的主流配置方法为过驱动配置法,然而其存在求解效率低、全局范围内性能差等缺点。针对这一问题,本文提出了一种基于改进遗传算法的船舶推力动态分配方法,采用多步优化算法和径向基神经网络进行求解和训练。为提高全局可行域内的计算效率,本文对遗传算法中的交叉变异概率函数及适应度函数进行了优化。仿真结果表明,本文提出的推力分配方法功率消耗小且性能优异。     

集装箱船舶实配过程的遗传算法解决策略

本文基于模糊优选的多目标优化遗传算法和隔离小生境技术的多峰函数优化遗传算法,建立了集箱船舶实配模型。计算机模拟的结构表明,计算结果符合工程要求,具有推广应用价值。     

一种自动化轨道式龙门起重机作业任务调度多目标优化方法

目前常规的轨道式龙门起重机作业任务调度多目标优化方法主要通过对机械设备的运行路径进行规划模拟,从而生成最优调度方案。针对该方法缺乏对集装箱作业顺序的有效约束、优化效果不佳等问题,提出一种自动化集装箱轨道式龙门起重机作业任务调度多目标优化方法。首先将调度优化问题进行分解,并对不同子问题下的决策变量进行提取;然后以轨道吊作业总延误时间最小作为优化目标,构建多目标优化函数;最后结合双层遗传算法,对目标函数进行求解,从而生成最优调度方案。实验结果表明,新方法具有较为理想的优化效果。     

基于蚁群算法一坞多船生产计划组合优化研究

针对一坞多船生产计划组合优化问题,本文基于蚁群算法提出了以缩短船坞周期为主要目标函数、提前拉线照光及减少总组平台工位需求为次要目标函数的多目标优化方法。首先通过算例对比验证了蚁群算法的有效性,进而对某造船企业一坞多船状态下总组/搭载计划进行了组合优化研究,取得了良好的优化效果。     

基于拖轮自主协同的大型船舶靠泊技术研究

针对大型欠驱动船舶提出一种基于多艘拖轮自主协同的靠泊控制方案。通过设计多层次优化控制策略，实现目标大船以设定的首向角和速度到达设定位置的功能。在上层协同控制中将目标大船和4艘顶靠拖轮作为一个整体组成动力定位系统，通过优化控制逻辑和几何关系，实时计算每艘顶靠拖轮的目标首向、位置和输出推力。根据上层控制计算结果，在下层控制中对每艘拖轮完成闭环控制。针对典型工程问题给出了基于前馈修正的控制算法。仿真结果表明，这4艘拖轮通过自主协同可以控制无动力大型船舶以设定的首向角和速度到达目标位置。     

改进遗传算法在船舶自由浮态计算中的应用

为了更快、更准确地计算船舶自由浮态问题,对原有计算方法进行改进。根据船舶自由漂浮的平衡条件,将自由浮态计算归结为多目标约束优化问题,并引入一种改进遗传算法对该优化问题进行求解。实例计算表明,使用该方法,迭代次数明显少于基本遗传算法,船舶自由浮态计算时间大幅下降,计算结果准确可靠。研究结果对于迅速掌握船舶状态,可靠保障船舶生命力具有重要意义。     

船舶空间优化中遗传算法的应用

随着海洋经济的发展,船舶朝着大型化、强动力方向发展。船舶设计工程需要考虑空间、动力、结构各方面因素,本质是一个多目标优化问题。船舶优化涉及因素越来越多,传统的基于单目标的优化解决方法已经不能适应船舶的现代设计方法。遗传算法是模拟生物自然选择进化过程的算法,能够解决多目标优化中的多组非劣解集合问题。本文设计基于遗传算法的船舶空间优化方案,给出船型、空间与阻力之间的最佳方案,最后给出仿真结果。     

超大型集装箱船靠离泊拖轮配置计算

相对于其他种类的船舶,集装箱船受风、流的影响更为显著,而随着集装箱船的大型化发展,其靠离泊的安全问题日益突出。为实现大型集装箱船在受风、流影响下的安全靠离泊,本文基于船舶在靠离泊过程中的受力情况进行了拖轮配置的研究,得出超大型集装箱船靠离泊拖轮配置的计算方法,并以一艘最大载箱量为19273TEU的超大型集装箱船为计算对象,确定其拖轮配置,与实际拖轮配置进行比较,验证了该方法的准确性,为确定安全的拖轮配置提供了理论依据。     

船舶进出坞拙见《造船工业建设》2001．1 P42～58

作者详细地介绍了上海外高桥造船有限公司的两座船坞和4座舾装码头所处的位置和潮位、潮流、波浪和风等自然条件的详细情况,以及进出坞船舶的主尺度和两座造船坞的参数。设想船舶进出两座造船坞的两种情况和进出坞操作程序。还提出了当拖轮吊拖船舶时缆绳的长度和进、出坞时系挂在引船小车拖钩上拖缆的长度。最后,     

遗传算法在船舶航行性能优化中的惩罚策略

简要介绍了遗传算法的基本思想,讨论了运用该方法进行非线性函数约束优化的约束处理的一种惩罚策略。然后对于船舶航行性能优化这一具体工程问题,运用该策略进行了优化计算。结果表明,该策略具有很强的实用性。