散貨船智能配載.pdf

1、本文研究目標(biāo)是基于散貨船外殼及所有艙室的數(shù)字化3D模型，研究散貨船配載核心算法、智能配載算法及裝貨過程優(yōu)化問題，并將其應(yīng)用于新一代散貨船智能化配載儀的開發(fā)中?；诖四繕?biāo)，主要開展了以下工作:
　　基于船舶設(shè)計(jì)部門提供的船舶外殼及所有艙室精確的數(shù)字化3D模型建立船舶3D剖面模型數(shù)據(jù)庫，在此3D數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上完成了配載相關(guān)核心算法研究。首先基于Sutherland-Hodgeman多邊形剪裁算法、多邊形等距偏移算法及Douglas-Pe

2、ucker多邊形簡化算法建立船舶3D剖面模型數(shù)據(jù)庫，然后在此數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上計(jì)算船舶浮態(tài)、總縱向強(qiáng)度及破艙進(jìn)水分析。在計(jì)算船舶浮態(tài)時(shí)，提出一種“簡化矩陣法”，該方法程序?qū)崿F(xiàn)簡單，穩(wěn)定性好;在計(jì)算總縱強(qiáng)度時(shí)，基于船舶外殼3D剖面模型計(jì)算浮力分布曲線，基于艙室的“重量分布表”計(jì)算船舶重量分布曲線，可提高計(jì)算精度;在進(jìn)行破艙分析時(shí)，基于外殼及所有艙室的3D剖面模型，采用“增加重量法”計(jì)算破損浮態(tài)，采用“損失浮力法”計(jì)算破損強(qiáng)度。
　　基于標(biāo)

3、準(zhǔn)差分進(jìn)化算法實(shí)現(xiàn)散貨船智能配載。綜合考慮船舶安全性及經(jīng)濟(jì)性，并將船舶浮態(tài)控制作為約束條件，建立了散貨船多目標(biāo)約束優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。該模型通用性較好，通過不同的參數(shù)設(shè)定可滿足不同的實(shí)際需求，如最優(yōu)縱傾下的最佳配載、任意吃水下壓載水調(diào)平及載況優(yōu)化等。在模型求解時(shí)，采用雙層優(yōu)化法進(jìn)行求解，將多目標(biāo)約束優(yōu)化轉(zhuǎn)換為雙層單目標(biāo)優(yōu)化問題。散貨船智能配載充分利用了計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工配載的不足，其給出的配載方案可有效改善船舶縱向受力情況。

4、r>　　基于標(biāo)準(zhǔn)差分進(jìn)化算法及離散差分進(jìn)化算法實(shí)現(xiàn)了散貨船裝貨過程優(yōu)化。散貨船裝貨過程優(yōu)化本質(zhì)是確定最佳分輪次裝貨方案。本文以“單頭作業(yè)，兩輪裝載”裝貨方式為例，采用標(biāo)準(zhǔn)差分進(jìn)化算法及離散差分進(jìn)化算法相結(jié)合的混合差分進(jìn)化算法，對輪次裝貨量及輪次裝貨順序分別進(jìn)行實(shí)數(shù)編碼和整數(shù)編碼，建立了散貨船裝貨優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并采用雙層優(yōu)化法進(jìn)行求解，程序會自動給出最佳裝貨方案。該方法可有效提高裝貨效率，保障裝貨安全。
　　最后，基于文中所提出算法