峰值电量约束下的场桥能耗最小化问题研究

随着化石能源的大量使用带来的环境污染问题日益严峻,关注能源使用效率的集装箱港口绿色化运营研究成为近年来的热点之一.本文以集装箱堆场中需要执行预倒箱作业的场桥为研究对象,考虑场桥不同运行状态下的单位时间电量需求不同以及峰值电量实时约束,建立了以总能耗最小化为目标的多场桥调度问题的混合整数规划数学模型.继而,将关键变量利用非连续贝和连续贝两种不同的方式进行编码,将次级变量利用启发式规则进行解码,并设计了相对应的遗传算法交叉与变异方法.数值实验表明,连续贝编码方法表现更为优异;通过与Cplex在小规模算例中的比较,与粒子群算法及人工蜂群算法在大规模算例中的比较,验证了所设计遗传算法的有效性.同时,通过与传统策略的对比,表明本模型可以同时实现能耗总需求与峰值需求两方面的优化,从而可以为港口管理人员在不影响既定日常运营工作的前提下降低能源成本提供科学有效的指导.     

混合工作日历下资金受限工程项目工期最短化任务指派方法

针对一类混合工作日历下资金受限工程项目工期最短化任务指派问题,提出了一种基于遗传算法的优化方法。对混合工作日历下资金受限工程项目工期最短化任务指派问题进行了描述,并设计了遗传算法对问题进行求解。提出了基于承包商工作日历的时间推算机制,设计了时间推算函数作为混合工作日历下工程项目工期推算的基础;算法采用"基于承包商号的整数编码方式"对个体进行编码和"拒绝策略"产生初始可行种群,使用"交叉算子改进策略"和"两点交叉方式"进行交叉以保证交叉后子个体可行,采用"拒绝策略"和"单点变异方式"进行变异以保证变异后子个体可行,解码过程中基于"关键路径法"和"正向推算函数FC"推算项目工期。通过案例分析验证了所提方法的有效性。     

考虑缓冲时间成本的鲁棒性停机位分配

针对实际航班提前或延误给停机位分配带来的扰动问题,分析了航班实际到离港时间偏离计划时间的分布规律,提出了基于缓冲时间成本的停机位分配鲁棒性评价函数.在此基础上,建立了以缓冲时间成本、机位-航班大小差异度和远机位数等最小为优化目标的鲁棒性停机位分配模型,设计了求解模型的禁忌搜索算法.基于首都国际机场两个典型的A、B工作日实际运行数据的模型验证结果表明,所提方法与不考虑鲁棒性及传统最小化空闲时间离差平方和的停机位分配相比,在A日航班冲突分别减少了98.1%和97.6%,在B日航班冲突分别减少了74.3%和70.8%,有效地提高了停机位分配计划的鲁棒性.      

比例公平保证下的SCMA能效资源分配研究

在倡导绿色通信的背景下,基于能效的资源分配算法是近些年研究的热点。针对稀疏码多址接入(sparse code multiple access, SCMA)下行链路系统,以保障用户服务质量为前提,降低接入网能量损耗,给出一种比例公平保证下的能效资源分配方案。将用户的最小速率需求以及传输速率比值作为约束条件进行能效资源分配。通过2个阶段的码本分配,既满足各个用户不同的速率需求,又保证了用户之间的公平性;根据已得到的码本分配方案,利用二分法求得近似最优能效下的功率分配。实验结果表明,所给出的算法在保证用户速率比例公平的前提下,也能获得较好的能效性能。     

基于闭环控制的过轨起重机设计

传统的过轨起重机多数采用开环系统控制其过轨过程,其对轨精度、过轨稳定性、过轨安全性等方面有很大的欠缺.研究采用起升小车实际位置为输入信号,轨道对准校核系统作为反馈信号,设计出基于闭环控制的对轨精度控制系统和采用电机驱动的曲柄摇杆机构的新型过轨锁紧装置,提高了过轨起重机的对轨精确度、过轨可靠性和运行的平稳性.     

可测量潜在故障模式的特种设备可靠寿命预测

由于失效样本少,传统的可靠性分析方法并不适用于特种设备的寿命预测.根据产品研制阶段的实验数据和同类产品的相关历史记录确定可靠性评估的验前信息.结合小样本现场试验数据,应用Bayes方法融合产品的验前信息和现场信息,得到产品寿命的验后分布,进而建立产品可靠寿命的预测模型.以桥式起重机为例,针对具有可测量退化量的潜在故障模式——主梁下挠超标,推导了主梁两阶段可靠寿命的退化规律,得出了在给定可信度下主梁从下挠值为0至发生潜在故障和发生潜在故障后继续使用至发生功能故障的工作时间,进而为主梁的检测和维修提供理论基础.该研究对于缺乏大样本试验数据的特种设备的可靠寿命预测与风险预防具有借鉴意义.     

考虑翻箱作业时出口箱堆场作业调度优化

基于出口箱的堆场操作实务,考虑堆场起重机取箱作业的现实约束,以作业过程中翻箱次数最少为目标,对堆场作业调度问题进行建模,提出了两阶段混合动态规划算法,将启发式规则嵌入动态规划算法中,以避免出现状态数"组合爆炸"增长的情况.通过仿真算例,并与实际调度规则及现有研究方法所得调度方案进行对比,验证了模型以及优化算法的有效性与实用性.结果表明,所提出的模型和算法可以在较短的求解时间内获得多组装船方案,且其翻箱次数显著降低.     

基于APDL的全地面起重机臂架分析

大吨位全地面起重机由于其吊载大、结构复杂,对臂架的结构强度稳定性有很高的要求,因此对臂架结构的计算成为设计的关键。一般的有限元计算方法将主臂简化为beam单元进行分析,这种方法计算简单,建模效率高,但只能对臂架整体应力分布进行分析。采用shell单元对主臂进行建模分析,分析精确,但建模复杂,分析效率低。利用APDL开发基于MATLAB的臂架各工况批量分析程序,可针对不同工况的臂架进行建模组装,提高了计算的效率。     

武器目标分配问题的离散差分进化算法

提出一种新的求解静态武器目标分配问题的离散差分进化算法. 采用整数排列建立武器-目标分配对,作为离散差分进化算法的初始个体;并通过取模运算对溢出取值范围的解向量进行修正,将其转化到解的搜索区域内,从而对差分变异算子进行设计. 同时,提出相应的交叉策略,得到可行的武器目标分配对. 在交叉过程中,保留目标向量与试验向量中相同的分配对,得以很好地利用上一代的分配结果. 在删除重复数和重新插入整数时,为了避免倾向性,生成随机排列,保证对数据处理的公平性. 实验结果表明,提出的离散差分进化算法在收敛性和求解质量方面均优于另外2种典型的离散差分进化算法,很好地实现了武器目标分配问题的有效求解.      

NOESY在地胆草倍半萜内酯化合物结构鉴定中的应用

菊科植物地胆草(Elephantopus scaber Linn.)的重要倍半萜内酯化合物——地胆草种内酯(scabertopin,1)和异地胆草种内酯(isoscabertopin,2)是一对C-2立体构型异构体.通过NOESY技术对其C-2立体构型的确定和对其1H NMR中3位和9位亚甲基中两个质子α、β取向的确定,确证了其立体结构.