集装箱船全航线预配优化模型与算法研究

集装箱船全航线配载问题属于NP-hard问题.为降低问题求解难度,提出了解决全航线配载问题的分解算法,即将配载问题分解为Bay位选择和Bay位中集装箱排序两个子问题.将Bay位选择看成是"装箱问题",以不同属性集装箱作为待装"物品",以船舶上的Bay位为箱子,以最优装箱(即使用箱子的数量最少)及集装箱在每个港口的倒箱数量最少为目标进行总布置配载;Bay位中集装箱排序是将Bay位选择阶段分配到不同Bay位的集装箱按某些规则进行排序,确定其在Bay位中的具体箱位.主要研究了Bay位选择阶段的模型及算法.实例模拟结果表明该方法可行,为集装箱船全航线配载优化提供了一个实用的模型.     

集装箱船全航线Bay位排箱优化模型

针对集装箱配载问题的复杂性,提出了集装箱船在一个航次中挂靠多个港口的混装Bay位的排箱模型.该模型以例箱量最少为目标,忽略集装箱的尺寸及箱内货物类型等因素,仅考虑倒箱对配载的影响.以Bay位某列是否存在倒箱为设计变量,以全航线倒箱数量最少为目标建立优化模型,并利用隐式图启发式搜索技术对各个港口的集装箱进行安排.计算机模拟结果表明,所提出模型能快速产生倒箱数最少的全航线Bay位排箱方案.     

基于拖车路径优化的集装箱船配载模型研究

在分析影响集装箱的装载效率时,考虑场内拖车在码头堆场和岸边装卸桥之间的移动距离,将配载问题看成是以码头堆场B ay位上的集装箱为供给、船舶B ay上的空箱位为需求的运输问题,以场内拖车将码头堆场集装箱送到岸边装卸桥所运行的距离最短为目标,建立配载模型并应用Hop fie ld神经网络模型进行计算机模拟.模拟结果说明,所提出的优化模型可以减少场内拖车运行的距离,提高集装箱装载效率,为合理进行集装箱船配载提供了一个参考模型.     

集装箱堆场出口箱箱位分配多目标优化模型

为了合理分配集装箱堆场出口箱箱位,考虑出口箱进场时间的随机性以及出口箱重量的不确定性,以取箱装船过程中尽量避免翻箱操作、最小化存储成本、使各堆栈中箱子数均衡为目标建立堆场出口箱箱位分配的多目标优化模型.应用MATLAB软件中YALMIP工具箱编程求解.针对此模型,设计3组实验,分析贝位中已占用箱位数对箱位分配的影响,以及各堆栈中箱子数均衡与存储成本之间的关系.结果表明该模型能够从总体上实现对出口箱箱位分配的优化并能尽量避免取箱装船过程出现翻箱操作.     

出口箱随机入港下的箱区选择与箱位分配协调调度

针对出口箱随机入港下的分散堆放与随机选位对集装箱卡车行驶和场桥取箱作业的影响,提出了出口箱的箱区选择与箱位分配协调调度问题,并以箱区位置、箱量分配、箱位分配为决策变量,以集装箱卡车接运单位TEU平均作业时间最少、场桥作业成本最低为目标,构建了出口箱箱区选择与箱位分配两阶段非线性整数规划模型.设计了基于遗传算法的双层启发式算法,上层用于箱区搜索,确定出口箱堆放箱区及箱量分配;下层用于箱位搜寻,并依据场桥取箱顺序规则,确定具体堆放箱位或重选堆放箱区.通过算例分析结果表明:与集中入港下集中堆放相比,对出口箱随机入港下分散堆放的箱区选择与箱位分配进行协调调度同步优化,可以减少单位TEU平均装卸时间5.46%,并显著降低堆场作业成本,模型与算法可行有效.     

基于滚动计划的堆场出口箱存储位置分配两阶段模型

考虑出口箱进场时间的随机性,将集装箱堆场出口箱箱位分配问题分为两个阶段进行研究:(1)在滚动计划的基础上,以最小化场内集卡运输距离为目标建立整数规划模型,对到场出口箱进行箱区分配;(2)以取箱装船过程中贝位内翻箱数最小和平衡贝位内各堆栈箱数为目标,建立堆场出口箱具体箱位分配的多目标优化模型.应用Matlab软件中Yalmip工具箱编程求解,通过数值实验验证了模型的有效性.实验结果表明,该方法能够有效解决堆场出口箱箱位分配问题,减小堆场设备作业量,并通过减少翻箱操作提高码头作业效率.     

集装箱班轮运输配载优化问题

为降低运输成本,提高集装箱班轮的运营效率,在集装箱班轮多港口配载优化问题研究中,建立以船舶稳定性为约束,整条航线倒箱量总和最小为目标的0-1整数优化数学模型,并利用改进的基于P-1位基因组染色体编码设计的自适应遗传算法求解.实例仿真验证了该配载方式的可行性和有效性.实验结果表明,与随机配载方式及基于启发式规则配载方式相比,该配载方式的基于船舶稳定性的配载计划在船舶运营安全性(GM)及经济性(倒箱)方面皆有显著提升.     

集装箱场地箱位分配问题

为减少集装箱在装船时的翻倒箱次数,针对出口集装箱在堆场贝内箱位分配问题进行研究。以往的研究假设集装箱的重量概率分布在整个集港过程中保持不变,由于该假设与实际情况不相符合,该文考虑了集装箱的重量概率分布随堆存状况可变的情形,使其更加符合实际情况,并构建了一个带约束的随机动态规划模型。在求解算法方面,小规模算例可直接通过动态规划模型求得最优解。针对大规模算例,提出了两阶段的启发式算法:第一阶段基于邻域搜索的启发式算法,设计出各重量组的集装箱在不同堆垛形态下的优先堆放次序;第二阶段设计了基于翻滚策略的箱位堆放局部优化算法。数值计算结果表明:适用于小规模算例的动态规划算法和适用于大规模算例的两阶段启发式算法都能显著改善解质量,减少翻倒箱次数。     

集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题

为提高集装箱码头堆场作业效率和降低运营成本,对堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题进行了研究.采用分区域平衡策划方法进行场地策划,考虑场桥间安全距离和场桥作业量均衡,以场桥移动成本和空闲成本之和最小为目标,建立集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化模型.为增强遗传算法的全局搜索能力,将模拟退火思想引入到遗传算法进化过程中,设计模拟退火遗传算法进行求解.通过数值实验验证了算法的有效性,并针对箱区不同规模的出口箱量进行实验分析,结果表明分区域平衡策划方法可以更好地解决箱位分配及多场桥调度协同优化问题.     

多目标成本下的集装箱船快速配载

为实现集装箱船的快速配载,在保证集装箱船结构强度和稳定性前提下,引入甲板下集装箱区配载问题(CSPB-DL),建立整数规划模型,设计相应的启发式算法,对实际集装箱(具有3个重量等级和4个目的港)进行配载,得到配载图.利用GAMS软件检验该配载方案的优化程度.结果表明,该配载方法在平均14 s内可使94％的集装箱成功实现配载,并使90％以上的集装箱实现最优配载,配载成本趋向最小.     

基于广义加权支持向量机的焊接缺陷分类方法

提出了一种广义加权支持向量机（GWSVM）的焊接缺陷分类算法。首先为克服由于样本数量不平衡性引起的小样本类别精度差的问题,引入由于样本差异的权重;然后为解决不同类别的重要性要求,根据经验人工确定不同类别重要性的权重。针对样本重要性的影响,采用有监督模糊聚类方法来确定样本重要性权重。测试结果表明：广义加权支持向量机在噪声影响较大及样本类别相差较大时,能够提高重要的、数量少的缺陷检测精度。     

广西沿海港湾风暴潮增减水与台风路径和地形效应的关系

通过资料分析表明,广西沿海港湾风暴潮增减水分布趋势是湾内大,离岸递减。增减水受台风路径和地形效应的影响显著,但不同台风路径和港湾地形引起的风暴潮增减水值差异很大。     

基于遗传规划方法的集装箱吞吐量预测

在对现有各种预测方法进行简要回顾的基础上，对遗传规划方法进行了研究，提出了应用于集装箱吞吐量预测的计算模型和相关参数的确定方法，并完成了算法设计和编程工作。在此基础上，以宁波港集装箱吞吐量的历史数据为样本，开展了预测计算试验，找到了能够反映宁波港目前集装箱吞吐量发展规律的样本集，并对宁波港未来九年的集装箱吞吐量进行了预报。结果表明，本算法合理、改良自动化程度高，为解决集装箱吞吐量等非线性系统预测提供了一条新的途径。     

基于IAHP-Entrop-Topsis模型的公路采购决策方法

针对公路建设材料需求量与价格的波动对项目建设影响极大的情况,提出了一种基于IAHP-Entrop-Topsis组合决策模型方法进行采购决策研究.这种组合模型将区间层次分析法（Interval-based AHP）与熵权法相结合,将评估指标主观权重与客观权重相融合得到组合权重.并建立了组合权重的Topsis法,用来对公路建设材料供应商进行评价与排序,根据排序结果进行科学决策.实例运行结果表明,该方法是合理有效的.     

熵权法在重大危险源应急救援评估中的应用

针对重大危险源发生事故时的特点和影响应急救援能力的因素,建立应急救援能力评价指标体系和层次结构模型,采用层次分析法构建不同层次及各类因素中全部指标的判断矩阵,通过矩阵运算和一致性检验,得到各级指标的权重,并用熵权法对得出的权重进行修正。将2种方法所得出的结果进行对比,结果表明:在熵权法修正指标权重之后,"火灾监测仪表的配备、维护及定期检测情况","预警设备的灵敏度和准确度","重大危险源泄漏报警装置的灵敏度和准确度","监测信息识别、诊断、评价"4个指标的权值大幅度增大。同时,"救援组织能力"这个指标的权值在修订以后则大幅度的减小。相比之下熵权法修订后的结果在一定程度上增强了评估结果的客观性。     

基于简化MD5的TFIDF算法

随着信息技术不断的发展,海量数据的处理效率成为不可逃避的问题。传统的网页分类算法在分类效果上已经相对成熟,所以在这样的背景下从传统网页分类算法中特征值权重算法的效率和代价出发,分析并提出了基于简化MD5的特征值权重算法。有效减少了特征值提取时的比对和最后一次排序的效率,从而提高了整个网页分类的效率。     

基于区间数贴近度的最大树聚类算法研究

针对特征指标和权重指标均为区间数的多指标信息聚类问题,在传统的数值信息最大树聚类法的基础上,给出了基于区间数的多指标信息聚类问题的一种具体算法.在此过程中,加权相似矩阵的提出克服了属性权重对聚类产生的双重影响;并通过引入相对贴近度的概念,对相似区间进行排序.最后,通过实例验证了此算法的有效性.     

考虑总成本的冷藏集装箱海铁联运运输路径优化

为了打造高效、便捷的国际物流通道,同时提高消费者的生活水平,在“海运＋冷藏班列＋公路短驳”多式联运新业务模式下,文章提出了基于海铁联运的冷藏集装箱路径优化模型.文章以普通集装箱多式联运为基础,以包括制冷成本、运输成本、转运成本在内的总成本最小为目标函数建立模型.在算法上提出改进后的动态规划算法,把每个节点视为一段虚拟路径,通过算例分析得到在冷藏集装箱多式联运和普通集装箱多式联运两种情况下所得到的最优路径各不相同,冷藏集装箱在海铁联运的运输模式下,制冷成本虽然增加了,但总成本有所降低.研究冷藏集装箱海铁联运路径优化问题对决策者在选择运输路径时提供了可靠的参考依据.