MAS与启发式算法结合的汽车滚装码头堆场作业调度

基于汽车码头堆场资源调度问题的基本假设,将MAS技术与启发式算法结合,进行分布式汽车码头堆场作业调度研究.首先建立汽车滚装码头堆场作业系统数学模型,通过模型求解确定调拨策略,根据调拨策略制定高效的汽车滚装码头堆场计划以提高堆场利用率.然后采用Anylogic仿真软件对计划制定的策略建立仿真模型,实现多个Agent之间的复杂交互.最后依据某汽车码头运营的历史数据,分析不同策略下以往堆场计划的执行状况,确定新的堆场作业计划,同时建立评价指标以评判设计策略的优劣,为堆场计划的制定提供依据,也为汽车码头合理的运营管理提供支持.通过仿真实验验证了模型的可信性和系统的实用性.     

基于吸引度搜索的汽车滚装码头堆场车位分配优化

为加快滚装运输过程中汽车装卸滚装船舶的周转率,促进滚装码头堆场车位资源的高效利用,研究了滚装码头堆场车位分配问题.按照成组集中分配原则,以提高成组汽车停放集中度为目标,建立了衡量成组汽车停放集中度的混合整数规划模型.进而设计吸引度搜索算法对模型进行了求解.与分支定界法相比,吸引度搜索算法在高效求解规模化算例的同时可实现解的质量较优.以上海海通汽车滚装码头堆场的车位实际布局及作业情况为背景,验证了所提模型与算法的合理性及有效性,拓展了汽车滚装码头堆场车位分配管理的理论研究.     

一种新型自动化集装箱码头工艺布局仿真

通过仿真建模研究了双轨轮小车回字形布置自动化集装箱码头的工艺布局.设计新工艺系统的不同岸桥配置、堆场布局、低架行车配置的25种工况,分别构建仿真模型,分析不同工况下码头作业指标(岸桥装卸效率等)影响规律.仿真结果表明,岸桥增配可减少船舶平均服务时间8%,堆场纵深和宽度布局可影响岸桥效率5%,低架行车增配可缩短外集卡排队,提高堆场通过能力6%.所建仿真模型可分析新型概念工艺系统性能,双轨轮小车回字形布置自动化集装箱码头工艺布局优选有助于提高其性能指标,如堆场区宽度取1~2箱位,低架行车配5~6台为宜.     

集装箱码头箱区规划的并行仿真优化方法

运用面向对象的离散事件系统仿真建模方法,通过对现代集装箱码头的生产、管理和装卸工艺的分析,构建了一个包括船舶、锚地、泊位、岸桥、堆场龙门起重机、内部集卡、外部集卡和大门系统等在内的集装箱码头整体作业系统的仿真模型.针对集装箱码头堆场中的箱区规划问题,采用仿真模型与优化算法相结合的基于仿真的优化方法(SBO)进行了求解,并将基于MPI消息传递标准的并行集群计算方法引入该求解过程,很好地解决了基于仿真的优化方法中存在的计算代价过大的问题.     

基于多智能体和元胞自动机的微观交通仿真系统建模

按照面向对象的分析和设计原则,在需求分析的基础上,对城市交通微观仿真系统进行了模块划分,提出了基于多智能体的微观交通仿真模型.探讨了面向Agent的微观交通仿真系统建模过程,从交通流生成模型、元胞自动机模型等入手,给出了系统中各Agent的设计方案和仿真系统架构及仿真流程.     

成组集中策略下滚装汽车堆场车位分配优化

滚装汽车堆场车位分配的合理性直接影响到滚装运输过程中汽车装卸滚装船舶的周转率.为提升装卸作业效率,研究了堆场车位最优分配问题;按照成组集中分配原则,以提高堆场内成组汽车停放集中度为目标,建立了衡量成组汽车停放集中度的混合整数规划模型;进而设计了基于网格随机搜索的启发式算法对模型进行求解.通过数值实验与分支定界法作比,验证了模型的合理性及网格随机搜索算法的有效性,拓展了汽车滚装码头堆场车位分配管理的理论研究.     

基于SLP的ODM企业生产车间布置的仿真优化研究

针对原始设计制造商(Original Design Manufacturer,ODM)企业生产车间的特点,以某碳带公司为例,运用系统布置设计(Systematic Layout Planning,SLP)对其生产车间进行物流分析以及非物流分析,得到优化后的作业单位综合关系图和作业单位位置相关图,进而确定各作业单位的相对位置;利用Flexsim仿真软件对车间原始设施布置进行仿真建模,发现不合理之处并提出优化措施,最后结合SLP方法与Flexsim仿真模型的分析结果确定设施布置的优化方案.分析表明,优化方案对改善车间内物流、空间、半成品停留时间及设备利用等方面具有较好的效果,并且仿真模型技术在一定程度上弥补了SLP方法的局限性,使得优化方案具备更高的可行性.     

智能自动化导引车配对调度的混合整数规划模型

为了提高自动化集装箱码头中混合尺寸集装箱搬运作业的效率,研究了由20 ft的智能自动化导引车(Intelligent and Autonomous Vehicle,IAV)配对并协调完成搬运作业:以最小化整体作业完成时间、空载时间和最大化闲置时间为目标,建立多目标混合整数规划模型,确定导引车配对调度方案;设计实验研究参数变化对模型特征的影响;对目标函数进行Pareto分析.通过实例验证了模型的有效性和可行性,为自动化集装箱码头提供IAV配对调度的参考方法.     

集装箱列车卸箱作业过程的建模与仿真

铁路集装箱中心站内集装箱转运作业系统具有明显的动态性和随机性,很难建立精确的解析模型进行求解.利用离散事件仿真原理,结合事件图方法建立铁路集装箱列车卸车、集装箱转运作业的整体排队网络模型,通过与实际数据对比方式对模型进行验证,并分别考虑了在不同到站集装箱的比例、内集卡配置数量不同时对整个作业效率产生的影响情况.实例仿真结果表明:该模型为铁路集装箱中心站资源设施的配置规划研究提供了一种切实可行的理论方法.     

炮兵群火力计划评估仿真研究

针对目前炮兵作业缺乏对火力计划科学性、可行性进行系统、定量验证的现状,提出了一个定量评估炮兵群火力计划的新方法,该方法按由点到面、逐层累加的步骤对火力计划的火力分配方案和毁伤效果进行评估.研究了相应的评估模型,实现了一个能较全面、系统地定量评估炮兵群火力计划科学性、可行性的仿真系统.最后给出并分析了仿真试验的部分评估结果,仿真结果验证了模型的有效性、系统的实用性.     

巡回牧师策略下的编队海上补给规划

为有效规划巡回牧师(CR)策略下的海上补给过程,首先,根据CR策略下的海上补给特点,分析海上补给流程,介绍了汇合点的概念、计算方法以及出入库排队情况,并阐明了平时、战时不同环境下的补给规划目标;然后,分别建立海上补给整数非线性规划模型和多智能体仿真模型,设定典型的海上补给案例,分析数据并带入模型,通过LINGO和Anylogic仿真平台分别对模型进行求解,将两个模型的求解结果进行比较分析.结果表明,整数规划模型与多智能体仿真模型能够有效实现问题求解,对于优化CR策略下的海上补给过程均具有较好的适用性,其中多智能体仿真模型优化效率更高.     

基于多智能体系统的飞机滑行路径规划

为解决先进场面活动引导与控制系统中的飞机滑行初始路径规划问题,提出一种基于多智能体系统(multi-agent system, MAS)仿真的方法实现飞机在场面上任意起始点到目的地的最短路径规划.首先,针对传统的有向图模型对机场场面运行刻画不足的问题,提出滑行资源图模型对机场控制区进行建模,既能对机场控制区进行高效建模又使模型不过于复杂.其次,设计最短路径规划多智能体系统,通过飞机Agent在资源节点Agent的繁殖能力与对资源的独占属性限制,实现对资源节点遍历并同时又保证每个节点最多被访问一次;最后,利用Anylogic实现机场场面初始路径规划多智能体仿真系统开发.仿真结果表明,设计的多智能体系统不但能快速计算出最短路径,且路径规划过程直观可视,算法复杂度与Dijkstra算法相同,满足初始路径规划要求.     

基于市场组织模型的多智能体机器人系统

提出了一个基于市场组织模型的方法，并用它控制一个多智能体机器人系统完成工业上的合作和竞争作业。该市场组织模型首先被用于构造一个多智能体机器人系统。然后，一个动态自组织方法被提出来用于该多智能体机器人系统竞争和签约作业。其次，一个实际的多智能体机器人系统被建造和用于装配实验。最后，装配实验结果肯定了该系统的灵活性，适应性和稳定性。     

自动化码头支架式单悬臂箱区下场桥调度

为提高自动化码头的箱区作业效率,提出支架式单悬臂箱区布局方案,在此基础上进行场桥调度.考虑场桥间的安全距离及支架缓冲区数量约束,建立整数规划模型,并设计遗传算法对模型进行求解,并对两种布局下场桥调度进行对比.结果表明,在支架式单悬臂箱区布局下,场桥作业效率提高14.50%,场桥等待时间减少65.99%.支架式单悬臂箱区布局可更好地解决多场桥联合作业的优化问题,提高箱区作业效率,为自动化码头箱区规划提供了新思路.     

考虑拥堵因素的自动化码头多AGV无冲突动态路径规划模型

针对自动化集装箱码头水平运输系统的调度优化,提出一种自动引导车(AGV)动态路径规划策略,即在多AGV系统路径生成的同时进行动态路径优化.从AGV运输作业时间角度,建立考虑拥堵的多AGV路径优化模型,优化AGV路径方案.为求解模型,设计了基于动态路径规划策略的多种群蚁群算法,并对模型与算法的有效性进行验证.结果表明:基于动态路径规划策略可以对路径规划过程进行动态控制与优化;同时,考虑拥堵因素可以有效地解决水平运输路网中的拥堵问题,提高运输作业效率.     

集装箱码头集卡作业的路径选择

为合理使用集装箱码头的集卡资源,提高集装箱码头的装卸搬运作业效率,建立在作业面作业模式下,综合考虑岸桥作业时间、场桥作业时间的基于时间最短的集卡调度模型,并进行了数值仿真,旨在解决在不同船舶装船作业和卸船作业同时进行前提下集装箱码头集卡作业路径选择问题.结果表明,该模型很好地解决了集装箱码头集卡作业路径选择问题,提高了集装箱码头的作业效率.     

面向港口复杂装卸系统的动态机会维护策略

针对以不同衰退特征设备组成的港口复杂装卸系统,提出了设备层-系统层交互的动态机会维护策略,以支撑自动化码头的智能维护决策.引入维护效果和外部环境工况,提出了独立设备的综合衰退演化规则,并结合多目标价值理论和动态循环决策模式,建立设备层多目标预知维护规划模型.在此基础上,分析串联设备间的相互依赖性,利用设备停机的组合维护机会,建立了多设备维护优化调度的联合区间轴策略,对关联设备的预知维护作业采取有针对性的作业合并.数值实例结果证明,所提出的方法可显著降低系统整体维护成本,提供具有可行性、实时性、经济性的系统层维护优化方案.     

加快宜宾水运建设的思考

在对宜宾航运与航道现状、城市发展规划、存在的主要问题等分析的基础上，对宜宾水运提出了“三一五二O”建设发展思考，即三江航道、一多功能大型港口作业区、五个重码头、20个区域性客货码头。建设的同时也要兼顾环保、安全及港口岸线资源价值最大化。     

基于PD型迭代学习的液压机械手轨迹控制

液压机械手作业系统的任务规划具有重复性,为了对液压机械手作业动作进行有效控制,建立了适合机械手作业系统的迭代自学习控制规律.只要增益Kp、Kd及学习因子α满足一定的条件,则该学习控制就是稳定的.通过对系统数字仿真,结果表明带学习因子的PD型迭代学习控制,较传统的PD控制有更好的动态响应特性,稳态误差小,具有一定的自适应性和鲁棒性.采用这种PD型前向反馈学习控制规律,只要机械手各关节变量的位置锁定,就可在期望的范围内实现抓取和释放动作.因此,该控制算法适合液压机械手系统的控制要求,能对其作业进行有效控制.图6,表1,参8.     

基于应对规划的入侵防护系统设计与研究

把应对规划引入到入侵防护系统中,提出了一种基于应对规划的入侵防护模型.在分析规划识别在入侵检测中的应用的基础上,通过把规划识别应用于入侵检测和智能规划用于入侵响应,提出了一种有机结合入侵检测和响应的入侵防护系统,并对该系统的系统架构、应用方案、技术特色等进行了深入的研究.新的入侵防护系统具有知识共享性、响应针对性、学习自主性和防护立体性等优点.