用改进萤火虫算法求解岸桥调度模型

针对集装箱码头岸桥调度问题,以集装箱箱组为切入点,综合考虑岸桥干扰约束及作业单元优先顺序约束,以最小化船舶作业时间以及岸桥作业时间为目标,建立混合整数规划模型.利用多种算法进行求解对比,并针对新颖的萤火虫算法进行研究,提出两种改进的萤火虫算法以克服其运行时间较长及易陷入局部最优的缺陷.实例分析表明,两种改进后的萤火虫算法能有效解决岸桥调度问题,其相关理论对提高岸桥的作业效率以及集装箱码头服务水平具有一定借鉴意义.     

带任务顺序约束的岸桥集卡集成调度约束规划模型

针对集装箱岸桥与集卡集成调度问题,以卸船完工时间最小化为目标,提出考虑任务顺序约束的岸桥与集卡联合调度的混合整数规划（Mixed Integer Programming,MIP）模型和约束规划模型.为评价解的质量,设计新的下界求法.利用不同规模的实例对约束规划模型进行测试,结果显示约束规划模型能够以较快的收敛速度求解较大规模的问题,得到高质量的解.该方法克服了集装箱码头岸桥调度问题与堆场内集卡调度问题分开研究的缺陷.     

自动化码头装卸混合模式下QC、L-AGV及ARMG协同调度方法

为解决复杂的自动化码头设备协同调度问题,考虑码头各作业间的相互作用和制约,以最小化船舶在港时间和主要设备作业成本为目标,构建新的装卸混合模式下岸桥(quay crane,QC)、顶升式自动引导车(lifting automated guided vehicle,L-AGV)及自动化轨道吊(automated rail mounted gantry crane,ARMG)协同调度的混合整数非线性规划模型。提出一种遗传算法与启发式策略结合的协同调度方法,实现在系统整体性能最优情况下的设备作业序列优化。该模型能充分保障QC、L-AGV、ARMG之间的协同性,并引入QC调度的主要约束,更利于与QC调度模型进一步集成。数值试验证明了该方法的有效性,可为码头装卸作业调度提供决策支持。     

考虑装船机联机作业的煤炭出口码头装船作业调度优化

为提高煤炭出口码头作业效率和服务水平,对装船作业调度进行优化。在考虑装船机联机作业的前提下,以最小化煤炭出口码头作业线运行能耗成本和船舶在港时间成本为目标,综合考虑作业流程约束和泊位、垛位和作业线的作业唯一性约束,建立混合整数规划模型,并设计基于仿真解码方案的遗传算法求解。用实例验证模型的可行性和算法的有效性。结果表明,研究成果可为具有工艺流程复杂、装船机联机作业等特点的煤炭出口码头装船作业调度问题提供较好的解决方案。     

自动化码头起重机和自带提升功能的AGV的集成调度

为深入研究新工艺带来的自动化码头设备集成调度问题,针对自动化码头的一种自带提升功能的自动导引小车(L-AGV)和缓冲支架系统,提出新的设备集成调度框架。考虑不同设备之间的相互关联和制约的协同关系,将岸桥分配调度与L-AGV、场桥调度分开,合理定义两种任务(两个问题)的划分方式,建立两个多目标混合整数规划模型。设计一种具有内外层关联的适应度函数的双层遗传算法。相对传统联合调度算法,该算法平衡了计算复杂性与调度均衡性。最后的数值试验证明了模型和算法的有效性。从岸桥数量、任务规模、AGV数量和调度策略等对岸桥等待时间的影响上,对采用L-AGV的系统和采用传统AGV的系统进行比较,为自动化码头装卸作业调度提供决策支持。     

自动化集装箱码头自动导引小车与轨道式龙门起重机的协同调度

为解决自动导引小车(Automated Guided Vehicle,AGV)与轨道式龙门起重机(Rail-Mounted Gantry Crane,RMG)的协同调度问题,考虑AGV和RMG的任务分配约束,以卸船作业最小完工时间为目标,建立混合整数规划(Mixed Integer Programming,MIP)模型.改变AGV,岸桥和箱区数量的配置,得出不同条件下的完工时间.对该问题设计两组算例:小规模算例采用CPLEX软件和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)分别进行求解,通过结果对比验证GA的有效性;大规模算例采用GA求解,给出自动化码头设备调度优化方案.分析结果表明,卸船完工时间随着卸船任务量的增加而增加,随着AGV,岸桥和箱区数量的增加而减少,且AGV和岸桥数量的增加对完工时间的影响大于箱区数量的增加时完工数量的影响.     

考虑能耗的自动化码头装卸设备协调调度

为提高自动化码头服务水平和减少能耗,在考虑自动化码头装卸设备作业能耗的基础上,针对自动化集装箱码头三种装卸设备(岸桥、自动引导车和自动堆垛机)间的协调调度问题,以设备总作业时间最短和总作业能耗最低为目标,建立多目标混合整数规划模型,并用遗传算法求解。结果表明,考虑能耗会对装卸设备的装卸时间产生影响,能耗要求越低,装卸时间越长。利用该模型可以实现三种装卸设备间的协调调度,并实现时间效率与节能之间更好的权衡。     

考虑同步装卸的岸桥作业序列优化

为提高岸桥装卸集装箱的作业效率,研究单岸桥同步装卸问题。建立岸桥同步装卸优化模型,利用遗传算法进行求解,优化集装箱船的装卸顺序,最大化地减少岸桥作业时间。算例结果表明,与传统岸桥同步作业模式相比,利用该模型岸桥作业效率有较大提升。结果证明了算法的有效性,所建模型有利于岸桥作业效率的提高。     

多箱区多场桥调度优化模型及算法实现

为探究在预知集卡进场时间与运载任务的条件下,如何低成本、高效率地对多场桥进行调度这一难题,本文以多箱区多场桥调度为研究对象,以场桥移动成本与时间窗下场桥与集卡之间的等待罚金之和最小为目标,以场桥间作业安全距离为约束,并考虑场桥作业时间的均衡性,建立数学模型.利用模拟退火算法对模型进行求解,并利用MATLAB实现算法编程.根据某港口的实例数据,通过应用程序进行多场桥调度的算法求解.求解结果与实际人工操作相比,运作成本大幅降低,作业时间也缩短,这验证了本文调度优化模型及其实现算法的有效性与显著性.     

集装箱码头岸桥选型方案能效评价仿真

为解决集装箱码头岸边集装箱起重机(简称岸桥)的选型问题,以系统仿真为技术手段,建立集装箱码头岸桥仿真系统.仿真模型由系统输入、系统控制、系统评价、统计输出等4部分组成.系统输入部分用以确定岸桥选型方案和仿真涉及的其他相关因素;系统控制部分决定系统中岸桥小车和吊具的作业位置、速度、加速度、作业状态等参数;系统评价部分主要...     

基于SVM的岸桥起升电动机工作状态分类

为解决岸桥起升电动机的状态识别和实时监测问题,分析起升电动机的大量样本集,提出基于标准差的模糊C均值(standard deviation-based fuzzy C-means,S-FCM)聚类算法对起升电动机的状态进行聚类分析,并构建两种SVM模型。实验结果表明:起升电动机振动烈度可以聚类为4类。对两种SVM模型进行对比和验证,选出最理想的实时监测模型。该方法可以为设备维护保养提供依据并且可以实时在线监测岸桥起升电动机的工作状态。     

基于时间窗的集装箱装卸桥调度

为提高集装箱船舶装卸作业效率,提出基于时间窗的集装箱装卸桥调度计划模型,通过遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行集装箱装卸桥调度计划模型的求解.实例表明,该模型可弥补对生产作业链环节考虑的不足,为集装箱码头提供较为合理的解决方案.     

集装箱港口堆场轮胎式龙门起重机的动态优化配置

通过建立一个多目标非线性数学规划模型,以各箱区总的未按计划完成工作箱量所需的龙门起重机时间和龙门起重机闲置时间的最小化为目标函数来解决轮胎式龙门起重机的动态优化配置问题.用规划软件Lingo对上述模型进行试验测试,结果证明该方法对于中小型港口堆场轮胎式龙门起重机的动态优化配置很有成效,但对于规模较大堆场出现的NP-难问题则很难求出结果,还需要用遗传算法等其他近似算法解决.     

动态岸线约束规划下的内河港口规模分期扩建模型

针对我国内河港口在发展建设中普遍存在码头规模小、可供利用的岸线资源少、港口通过能力不足等问题,在分析内河港口的特点和建设原则的基础上,充分考虑内河港口岸线资源的限制以及未来较长时间内其港口规模的适应性,对内河港口的泊位建设进行研究,基于增加岸线约束的动态规划模型建立一套内河港口规模扩建的定量分析方法体系.选择杭州港进行实证分析,得出杭州港件杂货泊位未来目标年内分期扩建的具体方案.     

超级电容及能量管理系统在起重机中的应用

为使起重机在落货时,通过控制DC/DC变换器,用超级电容回收再生能量,根据起重机的工作特点,在VB 6.5环境下,设计通信和动态数据处理程序,构建采用超级电容及能量管理系统的能量管理实时监控系统.实验装置的试验结果表明,采用能量管理实时监控系统,可以控制超级电容充电时间,提高装卸机械的运行性能.     

基于爬山算法的集装箱堆场场桥调度

为提高集装箱码头的运作效率,采用1种基于整数规划模型和启发式算法(爬山算法)的场桥调度混合策略,将场桥调度和堆存空间分配作为整体构建场桥动态调度模型.以上海某集装箱码头堆场为例通过仿真验证该系统,结果表明该模型和算法的有效性和实用性.     

集装箱港口龙门吊的最优路径问题

讨论集装箱码头在出口装船过程中龙门吊的最优路径问题,使作业过程中龙门吊的行走时间最短,以提高其作业效率。首先建立一个混合整数规划模型,然后用lingo 8.0对模型进行求解,通过比较优化前后的结果发现,优化后龙门吊的作业效率得到显著提高。