一種自適應(yīng)并行遺傳算法及其在集裝箱船舶配載優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)，海上運(yùn)輸業(yè)在世界貿(mào)易領(lǐng)域占據(jù)了絕對(duì)的份額，對(duì)世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用。集裝箱運(yùn)輸已成為海上運(yùn)輸?shù)囊环N最重要的形式，并逐步邁向全球化和自動(dòng)化。為提高作業(yè)效率和節(jié)約成本，集裝箱船舶的配載問(wèn)題成為關(guān)系集裝箱運(yùn)輸?shù)暮诵母?jìng)爭(zhēng)力和關(guān)鍵技術(shù)之一，現(xiàn)已成為相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域和學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。
　　 集裝箱船舶配載問(wèn)題可以歸結(jié)為一個(gè)復(fù)雜的非線性組合優(yōu)化問(wèn)題，即在滿足各種約束前提下，合理安排集裝箱在船舶上的具體位置，使得配載后到港

2、裝卸的倒箱量等指標(biāo)最優(yōu)。在配載過(guò)程中，不僅要考慮配載規(guī)則的布局性能約束，還要考慮船舶的安全性能約束，具有NP難度。本文以上海遠(yuǎn)洋公司的1700TEU全集裝箱船“冰河”輪某航次的優(yōu)化配載為工程背景，采用群智能算法的求解策略，給出其優(yōu)化的配載方案，試圖為該問(wèn)題的研究和發(fā)展、提高海上集裝箱運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益，做出一些有益的探索。
　　 具體地，本文首先考慮了船舶配載的布局性能約束和船舶穩(wěn)定性、吃水差、強(qiáng)度等安全性能約束，以最小倒箱量作為目

3、標(biāo)函數(shù)，建立了一港裝箱、多港卸箱的全集裝箱船舶配載的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型。然后，在綜述國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究概況的基礎(chǔ)上，明確了采用群智能算法求解的策略。但典型的群智能算法，如遺傳算法等，通常具有早熟和收斂慢等缺陷。為更好地求解船舶配載問(wèn)題，本文對(duì)其進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，主要包括引入多種群并行進(jìn)化的思想，改進(jìn)了自適應(yīng)交叉、變異算子，給出可調(diào)等比排序的選擇操作等，從而提出一種高效的自適應(yīng)并行遺傳算法APGA，并通過(guò)經(jīng)典的函數(shù)優(yōu)化和背包問(wèn)題的算例對(duì)算法的可行