可折叠集装箱接驳运输问题的建模与优化

对一类带时间窗的可折叠箱接驳运输问题进行了研究,其中使用可折叠箱在堆场与客户之间集散货物,一辆集卡可装载一个满箱或多个空箱,目标为集卡总工作时间的最小化.借鉴确定的活动在顶点上的图的思想,将该问题分解为满箱子问题和空箱子问题,其中满箱子问题类似于带时间窗的多旅行商问题,空箱子问题因客户的货物量可为负值而显著区别于车辆路径问题,且两个子问题之间存在访问时间耦合等关联.进而建立了问题的数学描述,设计了问题的主动禁忌搜索(reactive tabu search,RTS)求解算法,并基于随机生成的大量算例验证了算法的有效性.结果表明,相比于使用CPLEX等优化软件,RTS算法可以在更短的时间内求得问题的更优解;相比于使用标准箱的情形,使用可折叠箱可节省约13%的接驳成本.     

基于逆向强化学习的装船时堆场翻箱智能决策

集装箱码头装船时堆场翻箱具有时序性与动态性，属于NP（non?deterministic polynomial）难问题。针对常见的顺岸式集装箱码头堆场，以最小化总翻箱次数为优化目标，考虑翻箱对装船连续性及效率的影响，基于马尔科夫决策过程构建装船时堆场翻箱模型，设计逆向强化学习算法。为验证算法的有效性，以随机决策为基准，将设计的逆向强化学习算法与码头常见规则决策、随机决策对比。结果表明，贝位堆存状态不佳时，常见的规则决策不一定优于随机决策；逆向强化学习算法可有效挖掘隐含专家经验，收敛至最小翻箱次数的概率更高，且不同堆存状态下均能更好地限制单次发箱的翻箱次数，可实现装船时堆场翻箱智能决策。     

基于构型设计的包装容器缓冲效应数值分析

基于材料结构塑性变形能量耗散机理,提出了3种基于构型设计的安全包装容器,并采用Abaqus/Explicit有限元软件针对包装容器不同姿态自由跌落进行了数值模拟,分析了容器结构50 m高度自由跌落正碰、侧碰和斜碰金属靶体的冲击响应.数值结果给出了不同冲击环境下安全包装容器各部件变形及应力分布,讨论了不同结构形式包装容器的冲击缓冲性能.研究表明,3种构型设计的包装容器均能承受50 m高度自由跌落冲击,基于外壁凸起的薄壳结构和低阻抗宽平台应力材料填充方式的缓冲设计方法均能实现对被保护体有效的冲击防护.      

2014 年全球Top20 集装箱港口预测

海上运输承担着全球80% 以上的货物贸易运输,而集装箱化是大势所趋.因此,集装箱运输业的景气程度是世界经济与贸易发展的晴雨表,集装箱运输业的吞吐量增长情况直接体现着世界贸易的繁荣与发展.集装箱吞吐量预测可以支持政策制定者把握世界经济走势,跟踪经济波动的传导.同时,可以帮助管理部门和企业了解港口发展周期,把握港口发展趋势,科学制定港口发展战略,合理分配港口建设资源,促进当地经济社会发展.本研究基于TEI@I 方法论,对2014 年全球Top20 港口集装箱吞吐量进行了预测,进一步得到相关结论,并分析了2014 年全球各区域港口集装箱吞吐量的增长特点.     

带缓存区的集装箱港口岸边装卸工艺仿真分析

经过对传统装卸工艺流程的分析,考虑各种新型设备并结合集装箱港口布局,研究一种带有缓存区的新型岸边装卸工艺流程.在港口前沿增加了集装箱缓存区,并且应用计算机仿真软件Plant Simulation对装卸工艺进行仿真研究.在已知集卡数量和任务量条件下,以所有任务总的完成时间最小化为目标,使用PlantSimulation中的遗传算法工具寻找最优的缓存区数量.从而得到更合理和具体的新型装卸工艺.实验结果表明带缓存区的集装箱装卸工艺能够提高桥吊的利用率,也便于桥吊进行边装边卸工作,同时缩短了集卡的等待时间,方便了港口进行调度.     

薄壁圆筒容器壁厚的电测方法

对主要测厚方法进行比较,提出对薄壁容器壁厚的测量采用电阻应变测量技术更为可靠;利用应力状态理论和广义胡克定律,推理出薄壁圆筒容器一点处轴向应力和周向应力与壁厚之间的数值关系;并采用电阻应变测量技术,找到一种通过测量圆筒容器一点的正应变来测量容器壁厚的方法,具有重要的工程意义.     

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.     

考虑集装箱生命周期的空重箱班轮运输组织优化

为在空箱调运时考虑空箱的维修成本和废弃收益,根据投入使用的时间区分空箱所处的生命阶段.在备选班轮航线和重箱运输需求确定的情况下,构建混合整数规划模型,优化班轮航线网络,重箱运输路径,新造箱的投入地点,老旧空箱的报废地点和各航次使用哪个生命阶段的空箱来执行运输任务.以中国,日韩,东南亚,欧洲和美国五个区域为对象的实证分析结果表明,93%的新造箱在中国投入使用,64%的老旧空箱在欧洲和美国退役,74%的由中国到美国的运输用箱处于高龄阶段或退出阶段.     

集装箱码头ALV调度与堆场位置分配集成优化模型

针对自动化集装箱码头水平搬运作业和堆场作业,提出一种集成调度优化方法,以最小化最大完工时间为目标,同时考虑船舶装、卸作业,建立自动升降车(automated lifting vehicles,ALV)调度与堆场位置分配集成优化模型,提出求解模型的优化算法,设计基于遗传算法的启发式算法,利用算例对模型与算法的有效性进行了验证.计算结果表明,提出的启发式算法可以提高运算效率,能够在很短的时间内对大规模算例求出高质量的解.另外,集成优化模型同时考虑码头多个作业环节,有利于提高自动化集装箱码头的装卸作业效率.     

集装箱码头同贝同步装卸调度的多阶段混合流水线模型

针对同贝同步装卸的无等待、阻塞和批处理等特征,将其抽象为一类特殊的混合流水线问题,建立同贝同步装卸的优化调度模型,并进行模型的下界推导.为求解模型,设计基于禁忌搜索与启发式分配规则的求解算法.最后,通过算例验证模型与算法的有效性.结果表明:所建立的模型有利于实现装卸、以及各环节的同步调度;所设计的求解方法,可以保证调度方案的科学性和有效性.