约束规划求解集装箱装卸系统集成调度问题

集装箱码头装卸系统中的岸桥、集卡和场桥的集成调度问题本质上是有阻塞、准备时间可分离并且依赖操作顺序的三阶段混合流水车间调度问题,现有文献多采用启发式算法求解该问题.本文先建立了一个紧凑的混合整数规划模型,然后从约束规划的角度建模求解该问题,提出了一个约束规划模型,以区间变量作为决策变量,并采用"扩展操作任务"的概念来定义区间决策变量以提升求解效率.为了展示约束规划的建模灵活性,还扩展了模型以考虑机器效率不同的因素.数值实验显示约束规划模型能够在很短的时间内对大规模算例求出高质量的解.     

考虑保障装备可用度的舰载机作业调度优化

为了在保证较高水平的保障可用度前提下提高舰载机出动效率, 提出一种支持可用度约束的统计优化模型及其对应的启发式求解算法。能够同时生成舰载机的保障作业调度方案和保障装备计划性维护的时间安排, 并通过基于仿真的优化方式, 在启发算法的适应度评价中增加对视情维修和事后维修的仿真, 提高了舰载机作业调度方案的鲁棒性。仿真结果表明，所提算法能够提供一个稳定可靠的基准调度方案, 避免不必要的重调度。     

采用混合策略遗传算法求解一类资源约束最短时间调度问题

资源约束最短时间调度问题是一类ＮＰ完全问题,求解难度相当大,本文提出一种采用混合策略的遗传算求解该类问题,混合策略中包含启发式的调度规则。理论分析表明本文提出的混合策略的遗传算法是全局收敛的,实际应用表明该算法快速有效优于传统算法。     

多技能资源时间窗约束下可中断项目调度的分支定界算法

资源的多技能和时间窗属性是软件开发、工程设计、设备维修等领域在人力资源调度时常考虑的关键因素,而且在很多实际项目中,任务的执行允许中断.研究一类资源具有多技能和时间窗约束的任务可中断项目调度问题,建立了相应的整数规划模型,设计了一种分支定界算法构造搜索树进行求解,搜索树的每个节点代表一个任务组合,同时为减少分支节点数,提出了两个有效的剪枝规则,并设计了节点优先规则,对各节点任务组合则采用贪婪算法来进行资源约束判断.利用改进的PSPLIB案例库设计多组计算实验,实验结果检验了优选策略的有效性,经与CPLEX模型求解和基本启发式方法的对比揭示了算法在解决这类问题上的效率和有效性,求解结果可为实际项目调度提供决策依据.     

动态加强CPT解job-shop调度约束满足优化问题

带有相同到达期与交货期的job-shop调度问题(JSSP)作为多种实际生产调度问题简化模型,是一类典型强NP-hard问题.对优化目标是最小化最大完工时间的JSSP问题,建立了约束满足优化问题模型(JSSC-SOP).利用弧一致约束传播算法和深度优先启发式构造活动调度,逐步加入新约束,实现活动调度集的部分列举与寻优.提出3种动态加强约束传播技术(CPT),嵌入搜索过程,提高求解效率.最后通过随机生成的实例,验证了各方法可行性与有效性.     

基于滚动优化策略的成像侦察卫星应急调度方法

针对成像侦察卫星应急调度问题进行研究, 在分析主要约束条件的基础上, 构建了多星调度问题的约束满足模型. 根据应急任务具有独立到达时刻与执行截止期需求的特点, 提出了基于滚动优化策略的调度算法. 该策略采用周期驱动与事件驱动相结合的混合驱动模式, 可将调度过程划分为一系列静态的调度区间. 通过优化各区间内任务的规划方案, 实现应急任务的动态调度. 在问题求解过程中, 将滚动优化策略与启发式算法结合, 形成了三种应急调度算法. 最后通过仿真实验, 对不同算法的调度效果进行对比, 验证了滚动优化策略的有效性.     

基于HTLBO算法的舰载机机群机库维修任务调度

舰载机机库维修能力是制约舰载机机群可用度乃至出动、作战能力的关键要素, 为提升舰载机机库维修效率并减轻传统人工制定维修计划的负担, 研究了舰载机机群机库维修任务调度方法。首先, 系统分析了舰载机机群机库维修任务调度的作业流程模式, 基于维修资源约束, 面向实际维修任务需求, 提出了将舰载机机群波次可用度指标和机库维修人员负载均衡性指标作为分层优化目标, 建立了舰载机机群机库维修任务调度模型。其次, 将模型抽象为多技能资源受限项目调度问题, 提出了基于资源约束推进的串行调度机制, 并设计了混合教与学优化算法。最后, 通过设计仿真案例和算法对比, 验证了模型和算法的可行性与有效性, 所提出的混合教与学算法具备更好的收敛速度和优化性能, 有一定的工程借鉴意义。     

基于粒子群算法的多目标车辆调度模型求解

车辆调度问题是具有复杂约束条件的组合优化问题,在理论上属NP-hard问题.考虑车辆数目最少和车辆运行时间最短,建立了具有时间约束的多目标车辆调度模型.并采用粒子群算法（PSO）求解车辆调度问题,以寻求最优车辆调度方案.在实例中通过运用粒子群算法和遗传算法进行比较分析,结果表明,PSO算法简单可行,在优化性能、收敛速度及鲁棒性等方面优于遗传算法,能较好地解决组合优化问题.     

一类多卫星动态调度问题的建模与求解方法

卫星调度是空间资源管理的重要内容之一，其本身也是一类复杂的资源分配问题。基于动态约束满足理论，针对卫星初始调度方案执行过程中卫星资源出现故障的情况，建立了多卫星动态调度模型，提出了求解模型的启发式搜索方法。最后，以地球资源观测卫星调度问题为例，对模型和算法进行了验证。     

单机订单接受与加工调度问题的拉格朗日松弛算法

针对不同类型订单加工切换时机器需要准备时间的实际生产情况，研究了单机订单接受与加工调度优化决策问题，旨在最大化企业净收益。鉴于研究问题的强NP难属性，设计了基于拉格朗日松弛理论的启发式算法。首先，该算法通过加入相邻订单相异性约束以提高松弛解质量；其次，应用动态规划递推公式求解拉格朗日松弛问题；最后，利用问题的优化性质并基于贪婪规则构造原问题可行解。不同规模问题的实验结果表明，该算法能在合理计算时间内得到满意的近优解。     

堆区混贝的堆场场吊调度模型与算法

为提高集装箱码头堆场场吊作业效率,研究了堆场单堆区混贝条件下的场吊调度问题.在单堆区内集装箱混贝堆放的前提下,提出了堆场场吊装卸作业时间窗约束、作业次序依赖的设备调整时间及堆场空间约束等,并在此基础上建立了整数规划模型.针对这一模型设计了改进禁忌搜索算法对问题进行求解.最后通过数值实验表明改进后的算法在对大规模问题求解时具有良好的效果,且算法效率较高.     

卫星地面站资源调度优化模型及启发式算法

针对涉及合理确定各地面站各类设备的数量及其分布,对设备进行最优调度,提高地面系统资源利用率等卫星地面站资源优化问题,建立了一种非线性泛函优化模型,并根据实际,在适当假设的基础上建立了系统的0-1规划模型。为了求解模型,提出基于地面站资源冲突消解策略,提出了一种启发式调度算法。利用该算法,研究了一个5站10星问题的调度方案,并与人工经验调度方案进行了比较。结果表明,采用这种启发式调度算法,卫星获得服务的时间增加,平均每天服务总圈数没有明显下降,说明该算法是有效的。     

基于蚁群系统的工件排序问题的一种新算法

工件排序问题中如何使加工效率最高，一直是一个非常重要而且又非常困难的问题，特别是问题的规模很大时，目前各种算法计算就非常困难，有的甚至无法得到合理的方案，蚁群系统是近年来发展起来的解决组合优化问题的一种有效方法，根据工件排序问题的特点，建立了在不同种类的并行机上加工一批不同种类工件的优化数学模型，在蚁群算法的基础上对其进行改进，成功地把改进的蚁群算法用于工件排序问题的优化中，通过与其他算法的仿真比较，表明基于蚁群系统的算法是有效的，特别是问题规模很大时更显示其快较的收敛速度和较高的精度。     

面向复杂关联测控需求的冲突规避调度算法

对卫星测控资源调度问题的现状进行了分析, 根据现有场景、需求和任务建立了目标约束满足模型。在系统阐述测控资源、可见弧段、任务需求的基础上, 考虑到测控任务需求间复杂的相互关联关系, 提出了一种基于任务冲突规避的测控资源调度算法。相比其他传统方法, 该算法考虑了全局任务对资源的需求和任务间复杂的关联性, 引入了可行解接受度函数, 避免了传统启发式算法过分贪婪的缺点。实验结果表明, 该算法应用于大规模测控任务资源调度时, 能有效提高任务调度的成功率。     

两阶段流水车间成组调度问题的迭代贪婪算法

针对两阶段流水车间成组调度问题，在同时考虑序列不相关准备时间和阶段间双向运输时间约束的情况下，以最小化最大完工时间为目标建立了混合整数线性规划模型，结合问题特征提出一种协同进化迭代贪婪算法.算法将工件组间排序和各工件组内工件间排序两个子问题进行统一编码，设计了不同的启发式规则产生问题的初始解，并提出一种协同导向迭代贪婪规则对两个子问题进行联合优化，进而给出了问题的三个下界以评估算法的性能.通过不同规模的数据实验和与对比算法的比较分析，验证了所提算法的高效性和稳健性.     

灾害链中多资源应急调度模型与算法

灾害事故的应急资源调度是减少生命财产损失的有效手段.针对灾害链中多资源应急调度问题, 建立了多资源多受灾点应急调度模型,设计了基于图论中网络优化和线性规划优化思想的启发式算法,并分析了算法复杂性.该算法根据应急资源在原生灾害和次生灾害中的需求对资源进行分类,对灾害链中都需要的公共应急资源, 通过对模型线性松弛解的修正,降低问题的复杂性, 减少算法的计算时间;而对原生或次生灾害中需要的应急资源, 运用领域搜索方法寻找出救点,得到满意的资源调度方案. 最后通过算例验证了算法的有效性和可行性,表明算法适合较大规模的计算, 并能满足应用中的实时性要求.     

加工时间依赖于资源消耗量的平行机调度问题

研究了一类平行机调度问题,其中假定作业加工时间是资源消耗量的线性减函数,调度的目标是在限定最大完工时间时最小化资源消耗总量. 分析了对应单机问题的最优算法和下界构造方法,进而提出了两个优化策略用于构造模拟退火算法和禁忌搜索算法.考虑了多种最大完工时间限制情形, 构造了大量随机实验数据,对算法解的精确度及计算效率进行了测试.实验表明所构造的模拟退火算法能够在合理的时间内提供高质量的满意解.     

基于改进遗传算法的多类测控资源调度方法

为了研究一类利用不同测控(telemetry, track and command, TT&C)网联合执行TT&C任务的多类TT&C资源联合调度问题, 首先对国有和商业TT&C网的不同特点进行归纳总结。其次，对问题中的约束条件进行分析和规范化描述, 并在满足所选约束的前提下, 建立问题的数学模型。进而根据问题特点, 以遗传算法为基础, 通过设计适当的编码方法和交叉、变异算子以及约束冲突处理方法, 提出一种改进遗传算法。最后，实例仿真表明, 引入的多类TT&C资源联合调度方法较传统未引入联合调度的方法能有效提高TT&C资源利用效率, 证明了所提算法求解此类TT&C调度问题具有较好的性能。