集装箱船舶装箱排序问题的两阶段算法

集装箱船舶装箱排序问题综合集装箱装船顺序与船舶贝内排箱,是一类典型的组合优化问题.考虑堆场发箱顺序和船舶配载之间的关联,构建集装箱船舶装箱排序问题的数学模型.针对构建的优化模型,鉴于已有方法难以直接对其进行求解,基于两阶段分层求解思想设计SWO-HES两阶段算法.算法第1阶段利用吱呀轮算法(SWO)大邻域导向式搜索的特点优化集装箱装船顺序问题;第2阶段将SWO的结果作为输入,基于启发式规则和演化策略算法(ES)构造混合演化策略算法(HES)优化船舶贝内排箱问题.最后,通过不同规模算例的研究,将SWO-HES与常见智能算法、基于实际装船规则的启发式算法进行对比分析,验证模型与算法的有效性.     

一种集装箱船配载问题改进算法探讨

集装箱船配载问题是整个集装箱海上运输工程中重要的一个环节。在装箱问题的降序最先适应算法和降序最优适应算法的基础上,提出了一个改进的降序最优适应的集装箱船配载算法,模拟配载的结果表明该算法能够较好解决集装箱船配载问题的求解。     

零担货物序贯装箱优化问题的遗传模拟退火算法

从缩小搜索区域，增强算法的收敛性以及缩短计算时间的角度出发，提出将模拟退火思想引入遗传算法，应用遗传模拟退火算法（GSAA）求解零担货物在集装箱中的序贯装箱优化问题，阐明了该算法的具体实现过程，包括问题编码，适应函数值计算，遗传操作，领域选择以及降温方法等内容，并通过实际数值计算表明该算法优于传统的计算方法。     

集装箱堆场箱位最优分配

为提高办理港口与码头集装箱作业的效率,通常需要对倒箱过程进行合理优化。针对这一问题就如何减少和避免不必要的倒箱次数为优化目标,把作业人员作为主体,集装箱作为客体,集装箱被取走的时间作为主体的决策,建立集装箱堆场箱位最优分配的动态呼应决策模型。最后,基于给定的优化模型设计一种新的动态判断式优化算法。     

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.     

RES脉内特征的差分进化粒子群投影寻踪评价模型

针对雷达辐射源信号脉内特征综合评估存在标准单一、缺乏客观性等问题,提出了基于群体智能的雷达辐射源信号脉内特征综合评估模型.首先,通过投影寻踪算法将雷达辐射源信号脉内特征的综合评估问题转化为有条件限制的多元非线性目标函数的优化问题;其次,通过改进的粒子群优化算法与差分进化算法的结合得到新的智能算法;最后,利用该算法实现多元非线性目标函数的优化求解.仿真结果表明:该群体智能算法对Rosenbrock测试函数的最优适应度值最小,对Rastrigrin函数和Girewank测试函数的最优适应度值为0,说明该算法的计算精度优于其他算法.同时适应度值的方差比标准粒子群算法和差分进化算法小,说明该算法的收敛性和鲁棒性较好.通过与加速遗传算法对评估问题目标函数5次优化结果的比较,本算法的计算结果没有波动,说明基于群体智能的RES脉内特征综合评估模型能够更客观、更有效地实现对RES脉内特征的综合评估.      

第Ⅰ类双边装配线平衡问题的改进蚁群算法

为克服传统算法求解大规模双边装配线平衡问题计算时间长、性能不稳定的缺陷,针对第Ⅰ类双边装配线平衡问题,应用综合信息素搜索规则与全局信息素更新规则,提出了一种先产生任务排列序列、后按启发式分配规则产生可行解的蚁群算法,可有效脱离陷入局部最优解.用改进蚁群算法对30个不同规模的问题进行求解,并与标准蚁群算法和禁忌搜索算法进行了对比.结果表明:改进蚁群算法求出29个最优解,比普通蚁群算法、禁忌搜索算法分别能多求得6个和3个最优解;应用于汽车双边装配线算例,在保持平衡效率的条件下,改进蚁群算法计算时间为21.01 s,比普通蚁群算法减少了9.14 s,计算效率提高了30.3%.      

具有粒子群特征的并行蚁群算法在输电网络规划中的应用

输电网络规划是一个复杂的多变量非线性整数规划问题,针对蚁群算法计算时间长、易陷入局部最优解等问题,本文提出一种新的具有粒子群特征的并行蚁群算法,并应用于输电网络规划.实验结果证明了该算法在输电网络规划优化中应用的可行性和有效性.     

基于时间不确定的集装箱码头靠泊计划优化

集装箱班轮运输具有较强的计划性,但在实际中,由于天气等原因仍存在运行时间不确定性,对制定靠泊计划产生重要影响.针对这一问题,研究集装箱班轮运行时间的偏差规律;根据问题特点和集装箱班轮靠泊规则,构建基于运行时间不确定的集装箱码头靠泊计划优化模型;设计以遗传算法为外层框架,嵌入仿真过程构成优化循环的算法,针对问题特点设计初始择优策略进行求解.最后,以大连港集装箱码头作业为实际背景进行建模和计算,取得了较好的结果.实例分析和算法测试证明了本文所建模型和算法的有效性.     

一种改进蚁群优化算法的仿真研究

针对蚁群优化算法存在容易陷入局部最优、收敛速度慢、参数设置复杂等缺点,提出了一种改进的蚁群优化算法,研究了伪随机比例转移规则中参数 的取值方法,并对信息素的取值方式和信息素的更新规则进行了改进。最后以中国31个城市的旅行商问题和路径规划问题为实例,分别运用改进前后的蚁群算法进行了仿真研究。仿真结果表明：改进之后的算法不仅能够得到更好的解,更能显著地提高算法的收敛速度。     

铁路集装箱混合货物平衡装载布局优化模型与算法

铁路集装箱装载布局逐步发展成为在不同规格和不同类型货物混合平衡装载制约下追求装载空间容积和载重量综合利用率最大化问题，其研究对货物高效安全运输尤为重要。本文针对铁路集装箱混合货物平衡装载布局问题，给出铁路集装箱装后重心平衡和集重容许弯矩约束量化方法，以集装箱综合利用率最大化为优化目标，构建铁路集装箱混合货物平衡装载布局优化模型；区别于直接将货物构造为货物块的方法，给出了一种基于混合货物分类方法和待装货物结构判断指标的货物块单元构造方法，并设计一组货物块单元选择和放置方法及剩余空间更新规则，提出铁路集装箱混合货物平衡装载布局优化算法。算例结果表明：所提方法在保证集装箱装载空间容积和载重量的平均综合利用率不低于87%的同时，有92.8%和97.87%以上的概率满足装载重心平衡和集重容许弯矩约束，可有效提高货物块与剩余空间适配度，客观反映装载空间利用情况，并达到平衡装载要求，为铁路集装箱货物装载布局提供决策支持。     

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。     

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所谓混堆模式下集装箱堆场箱位指派问题,是指混堆模式下,在待作业箱区为已知情况的前提下,确定集装箱在指定箱区中的最优堆存位置,以最大限度地控制堆场倒箱率,提高堆场装卸作业效率.在滚动式计划的基础上,充分考虑了不同作业箱型与倒箱作业的内在联系,依据堆场混堆的作业规则定义了作业箱优先等级,以新增集装箱压箱数最小为目标对此问题构建了箱位指派优化模型,基于问题自身的特点设计了相应的启发式算法进行求解,通过实际算例进行验证.验证结果表明,该模型及算法比港口现有混堆堆存策略有较大改进.     

出口集装箱堆场位置的优化

出口集装箱堆场位置的确定是集装箱堆场管理中的重要环节,其对缩短集装箱船在港停留时间,提高集装箱码头作业效率有着重要的意义。提出了一种优化出口集装箱堆场位置的启发式优化算法,模拟试验表明该算法能够在保证装船质量的同时,有效提高集装箱码头装船效率。     

出口集装箱堆场位置的优化

出口集装箱堆场位置的确定是集装箱堆场管理中的重要环节,其对缩短集装箱船在港停留时间,提高集装箱码头作业效率有着重要的意义。提出了一种优化出口集装箱堆场位置的启发式优化算法,模拟试验表明该算法能够在保证装船质量的同时,有效提高集装箱码头装船效率。     

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．     

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.     

基于衔接组合的集装箱多式联运服务分段采购优化

为解决集装箱多式联运服务分段采购中的运输费用和运输时间优化难题,从多 式联运经营人的视角出发,提出了集装箱多式联运总费用最小化和总运输时间最小化的 双层优化目标.基于运输路径选择和时、空、量的衔接组合,结合托运人运单、集装箱多式 联运组织形式、集装箱交接地点、运输路段及方式、运输时间、运费率等要素约束,建立了 集装箱多式联运服务分段采购优化模型.运用自然约束语言设计搜索算法程序并求解.数 值实验分析结果表明,该模型及搜索算法不仅易于实施求解,而且应用效果良好,达到了 集装箱多式联运一体化无缝运输的目的.     

集装箱码头铁水联运装卸设备协同调度

集装箱码头铁路作业区是开展集装箱铁水联运的主要场所,其效率将影响集装箱铁水联运的整体效率,因而,建立了以装卸过程总完成时间最短为目标的龙门吊、集卡和场桥的协同调度问题的混合整数规划模型,既考虑了装卸同步,又考虑了龙门吊间的干扰和安全距离、龙门吊和场桥走行时间及缓冲区等现实约束,并考虑了集卡堵塞问题.为了求解模型,设计了改进的多层遗传算法.最后通过实验验证了模型和算法的有效性和可行性,证明了考虑集卡堵塞问题是有必要的,并给出了50个和100个集装箱的设备最佳配比.     

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.