桥吊迁移的港口连续泊位分配问题在线算法

集装箱码头资源的高效利用已被研究多年,而多数是在预知所有船舶作业的相关信息(到港时间、船舶尺寸等)的离线情况下建模与计算.现实中,却因一些突发因素(如恶劣天气、设备故障等)使预知信息不可靠,以至原调度方案不可行,从而降低港口作业效率及资源浪费.故在桥吊可迁移的连续泊位分配模式下,首次结合在线算法思想,提出泊位与桥吊调度的模型,并设计相应的在线调度算法.利用平滑分析方法给出算法的平滑竞争比,实验证实算法可行性.     

桥吊可动态分配的连续泊位分配问题算法

研究在允许桥吊动态分配的情况下集装箱码头的连续泊位动态分配问题,并建立以船舶在港时间最小为目标的动态泊位分配模型;然后基于兄弟-儿子方法对船舶的位置进行调整以规划桥吊使桥吊不交叉。在相同算例下,比现有方法得到的船舶在港时间更少,从而验证了模型及算法的有效性。     

MapReduce下连续泊位分配系统

针对传统串行环境下码头连续泊位分配算法在船数大于七条时,算法的执行效率明显降低、资源占用量显著增加.首次设计了基于分布式环境下连续泊位分配系统总体架构和软件架构;提出了基于Hadoop平台下连续泊位分配系统开发环境的搭建,分布式环境下码头泊位分配系统组件设计与部署以及分布式环境下基于MapReduce改进连续泊位分配算法的关键技术;最后实现了分布式环境下连续泊位分配系统.实验结果表明,该系统可以有效的提高连续泊位分配问题的执行效率.     

离散泊位布局下的泊位岸桥动态协调调度

为了制定合理的集装箱码头泊位岸桥资源调度计划,提高码头作业效率和客户满意度,基于离散泊位布局,建立了以在港集装箱船总的服务成本最小为优化目标的动态泊位岸桥协调调度模型。设计了遗传算法对模型求解,通过将部分约束条件嵌入算法结构简化了模型求解难度,并对算法迭代过程中的不可行解采用逐时刻基因调整策略进行修复。经过若干算例的数值实验,验证了模型和算法的可行性和有效性。     

基于船时效率的岸桥配置优化

在集装箱码头系统中,对船舶进行有效的岸桥配置有助于缓解岸边资源紧张的现状,提高码头的运营效率。针对连续泊位下动态到港船舶的泊位分配和岸桥配置的集成优化问题,对船舶的岸桥配置进行基于船时效率的动态调整,以最小化包括船舶延迟靠泊成本、偏离偏好泊位成本、延迟离港成本和岸桥重新配置成本在内的总成本为目标建立模型,并根据基于船时效率的岸桥配置的调整规则设计了启发式算法,结合遗传算法（GA）对问题进行求解。最终通过算例分析,验证了提出的模型和算法在解决实际港口中泊位分配和岸桥配置问题上的有效性,并通过与未考虑岸桥配置进一步调整的传统GA计算的结果进行比较,证实了提出算法的优化效果。     

基于多目标遗传算法的集装箱码头泊位—岸桥分配问题研究

为获得合理的集装箱码头泊位—岸桥分配方案,建立了以最小化船舶在港时间和码头生产成本为目标的优化模型。提出一种多目标遗传算法用于求解该模型,算法中采用染色体组的方式表示可行解,给出了多个约束条件下的交叉算子运算规则,个体的各目标值结合岸桥分配启发式算法求得,并应用Pareto分级方法进行适应度值评价;同时给出了最终实施方案的选择策略。试验算例表明,与单目标优化相比,提出的优化方法能获得使码头综合效益较大的满意解。     

基于改进遗传算法的泊位分配问题

泊位是船舶进出港调度中的重要组成部分。集装箱港口的泊位分配问题（BAP）是为到达集装箱港口的船舶安排最佳停靠位置和时间。考虑船舶动态到达的情况以及码头装卸效率对船舶在港作业时间的影响。以船舶的总在港时间最短为目标,包括船舶的等待时间和作业时间,建立了连续型泊位分配问题的求解策略。根据“先来先服务”的原则,构建了混合整数规划模型,并采用改进的遗传算法对其进行求解。经过算例结果的验证,该模型和算法被证明具有正确性和有效性,可以找到更符合实际情况的泊位分配策略。     

不确定环境下集装箱码头泊位与岸桥联合调度

在集装箱码头操作系统中,有效的泊位岸桥调度计划有助于提高码头的运营效率和客户满意度。针对船舶到港时间和装卸作业时间随机的泊位岸桥联合调度问题,综合考虑了连续泊位下船舶偏离偏好泊位产生的惩罚时间,并通过添加延缓时间的方法来吸收不确定性因素带来的影响。为了体现调度计划的鲁棒性,将延缓时间添加在目标函数中,建立了以船舶在港总时间、偏离偏好泊位的惩罚时间、客户满意度和延缓时间之和最小化为目标的混合整数规划模型,提出一种自改变遗传算法和启发式靠泊相结合的改进遗传算法对模型进行求解;通过算例分析,证明了提出的改进遗传算法在计算不确定环境下的泊位岸桥联合调度问题的有效性。     

基于改进遗传算法的泊位岸桥协调调度优化

针对集装箱码头资源调度不合理造成资源浪费的问题,在考虑岸桥装卸成本的基础上,以在港集装箱船总的作业成本最小为优化目标,建立了基于非线性混合整数规划的泊位岸桥协调调度优化模型。为使模型更加接近码头操作的实际情况,模型假设船舶装卸时间依赖于为其分配的岸桥数。采用基于可拓关联函数的改进遗传算法对模型进行求解。改进算法强调了不可行解的重要性,用可拓关联度来衡量种群中不可行解的优劣程度,通过在种群迭代中始终保持一定数量的不可行解来维持种群多样性,从而克服传统算法局部搜索能力较差的缺陷。数值实验验证了模型和算法的可行性和有效性,与不考虑岸桥装卸成本的模型相比,能够有效减少港口资源的浪费。     

单船岸桥分配与调度集成优化模型

针对集装箱码头泊位确定条件下的单船岸桥(QC)分配和调度问题,建立了线性规划模型.模型以船舶在泊作业时间最短为目标,考虑多岸桥作业过程中的干扰等待时间与岸桥间的作业量均衡,并设计了嵌入解空间切割策略的改进蚁群优化(IACO)算法进行模型求解.实验结果表明:与可用岸桥全部投放使用的方法相比,所提模型与算法求得结果平均能够节省31.86%的岸桥资源;IACO算法与Lingo求得的结果相比,船舶在泊作业时间的平均偏差仅为5.23%,但CPU处理时间平均降低了78.7%,表明了所提模型与算法的可行性和有效性.     

Dynamically scheduling ships to multiple continuous berth spaces in an iron and steel complex

This paper studies the problem of dynamically scheduling ships to multiple continuous berth spaces at the raw material docks in an iron and steel complex with the objective of minimizing the total weighted service time. We propose two mathematical models and develop an improved Lagrangian relaxation algorithm to solve the problem. Based on the problem structure, six properties are observed that help speed up the procedures of solving the sub-problems, updating Lagrangian multipliers and obtaining feasible solutions, respectively. Computational results on 50 real data problems and 120 randomly generated problems show that the algorithm generates good solutions in short time and that using the properties can reduce by more than 80% the computation time of the algorithm.     

基于图像处理和模糊控制的飞机泊位模拟系统研究

为了解决民航类专业学生及航司员工的教学及培训中无法明确了解飞机泊位系统原理和关键技术的问题,基于图像处理算法和模糊控制对飞机泊位模拟系统进行了研究,其中基于颜色识别的算法进行泊位线的提取,针对不同的颜色识别结果基于模糊控制决策表做出相应的飞机模型运动控制,在室外和室内环境下进行了实验,实验证明算法具备较高的可靠性,系统能够较好的完成飞机泊位引导过程的模拟。     

求解三角形Packing问题的拟物策略

NP难度问题的求解一直是计算机科学技术的一个瓶颈任务。自20世纪70年代以来的研究结果表明,求解NP难度问题不存在既完整严格又不太慢的求解算法。三角形Packing问题是NP难的。给出了泊位的定义,并给出了求解三角形Packing问题的拟物策略。以拟物策略为基础发展出拟物算法。实验结果表明,拟物算法具有较高的完整性。     

求解动态停泊计划问题的拉格朗日松弛算法

研究钢铁企业原料码头动态停泊计划问题,其动态特征主要体现在原料船动态到达并有两个或两个以上连续泊位且在停泊计划开始执行时每一泊位上仅有部分泊位长度可利用。针对这个问题,建立了一个数学模型并设计了改进拉格朗日算法在很短的时间内求得了近优解。在改进算法中使用了所提出的四个性质来分别加速求解子问题、乘子更新和获得可行解的过程。通过包含50个实际规模问题的算法性能实验表明改进的拉格朗日松弛算法相比未改进算法减少了80%的运行时间。     

一种新型车辆泊位检测器

针对智能停车场泊位诱导系统的需求,设计了一种基于涡流检测原理的新型泊位检测器,并根据停车场内的实际环境,提出了一种基于阈值法的车位检测算法,同时利用中值滤波技术,消除环境中的脉冲干扰信号.试验结果表明,该涡流泊位检测器具有良好的温度稳定性及软件算法的有效性.     

基于蚁群算法的泊位调度问题

在集装箱港口的运作中,泊位调试系统是制约集装箱港口降低船舶在港时间和运营成本的主要瓶颈之一。泊位调度的目标就是确定集装箱港口船舶的停靠泊位和停泊时间。将码头看成离散泊位的集合,以船舶的在港时间最短为目标,应用蚁群算法对该问题进行优经研究,在满足各种约束条件的基础上,充分的利用好码头资源。利用蚁群算法的正反馈和并行搜索特点提高解的质量2和稳定性,通过对某集装箱码头的案例分析,说明该算法的有效性和实用性。     

卧铺车厢旅客信息管理系统设计

为了改善我国铁路卧铺列车当前落后的旅客信息管理现状,设计了一种基于嵌入式的旅客信息管理系统,其包括手持信息采集终端、旅客信息管理终端和到站提醒模块。系统采用二维码识别、ZigBee无线传输、CAN总线、Linux等技术,以实现卧铺旅客信息自动采集、无线传输、汇总更新、到站提醒等功能。测试结果表明,该设计能把车厢内如铺位使用情况、旅客目的到站、列车即将到达站等信息显示在旅客信息管理终端中,有效地提高了列车员的工作效率和准确率,具有较好的工程应用和推广价值。     

超声波传感器在电动轮椅车上的应用研究

根据超声波测距原理,提出一种基于超声测距技术的电动轮椅车检测障碍物、避障的新方法.设计了超声波测距的发射、接收电路,测量数据经单片机用改进的算法处理校正后误差很小,获得较高的精度,可以达到cm级,完全满足室内电动轮椅车行驶时检测障碍物的要求.此种测距方法简单实用,在电动轮椅车上的应用也易于实现,具有一定的应用价值.