基于公平原则的泊位-岸桥联合调度研究

港口调度优化问题分为离散的泊位分配和时变的岸桥调度问题,并构建泊位-岸桥联合调度优化模型。对于到港船舶泊位分配问题,提出靠泊优先权概念,并以此作为基因编码基础。岸桥分配中提出岸桥调度的公平分配原则,使得岸桥分配存在初始分配和最终分配。为解决非线性混合整数规划模型,改进了遗传算法,模型目标是使所有船舶在港总时间最小。实验算例验证了算法设计的优越性。     

考虑作业效率差异的同类岸桥作业调度优化

针对集装箱港口岸桥调度过程中,岸桥具有作业效率差异的特点,将其视为同类平行机调度问题,同时结合岸桥作业不可相互穿越与安全距离等特有约束,建立了更加符合实际的岸桥作业调度混合整数规划模型,其优化目标是最小化装卸作业的最大完工时间。针对问题的NP-hard特性,设计了求解模型的遗传算法,对算法搜索空间进行了讨论,并推导了问题的下界。最后,通过实验算例验证了模型与算法的有效性。     

基于岸桥共享策略的集装箱码头协同调度优化

在保证船舶按计划完成装卸作业的前提下，为了达到尽量降低港口作业成本的目的，利用集装箱岸桥可在相邻船舶之间移位作业的特点，以港口方总成本最低为目标，以船舶靠泊位置、开启岸桥与核算岸桥数量等为决策变量，构建了基于岸桥共享策略的泊位与岸桥协同调度优化模型。针对模型的特点，设计了以遗传算法为框架，在其内部嵌套靠泊位置优化模块和岸桥共享优化模块的算法进行求解。最后，以大连港集装箱码头实际作业的优化调度为案例，验证了模型和算法的有效性，表明该方法能够减少岸桥启动数量，节省港口作业成本。经与不同算法对比，显示本文设计的靠泊位置优化和岸桥共享优化模块能够提高算法的稳定性，并能够取得更好的优化结果。     

集装箱码头岸吊作业调度建模及调度策略研究

岸吊作业调度对集装箱码头整体运营效率具有重要影响.综合考虑岸吊实际作业中的特有约束,包括预定义顺序约束、依赖于作业次序的设备调整时间、岸吊干涉约束,建立岸吊作业调度问题的混合整数规划模型.针对混合装卸模式,使用启发式算法生成预定义作业顺序,在此基础上采用基于连续贝作业策略的启发式算法对问题进行求解.数据实验结果显示基于SPT规则和连续贝作业的启发式算法能有效利用混合装卸带来的时间节省,减少设备调整时间,对实际岸吊作业调度具有指导意义.     

面向急诊室检查阶段的动态调度研究

针对某三甲医院急诊室检查阶段耗时久导致患者滞留时间较长的现状,提出了考虑多项检查的动态调度策略。为了更好地描述该问题,建立了数学规划模型,描述了动态调度架构下的静态调度问题;针对动态调度问题,设计了基于禁忌搜索的完全重调度和部分重调度算法。与常用的调度规则对比,完全重调度策略下患者滞留成本最小;而在工作负荷较均衡的情况下,部分重调度与完全重调度的成本偏差不超过1%,且部分重调度能够保证急诊服务的连贯性,患者体验更好,更适用于实际。     

基于遗传算法的共享助力车调度问题研究

为了减少调度运营成本,减少调度时间,研究共享助力车的调度问题。将助力车调度和电池配送统一进行,考虑载重对燃油调度车的油耗影响,以燃油调度车固定使用成本和耗油成本最小为目标函数,构建助力车重分配的调度模型。通过AP算法对大范围内的电子围栏进行区域划分,确定助力车的服务范围和调度中心选址的基础上,用遗传算法对各个区域分别求解最小成本的路径规划方案。用算例验证了本模型与算法的有效性和可行性。     

基于分支定价算法的多时间窗家庭医护人员调度问题研究

为了减少医护人员调度成本，提高客户满意度，研究了家庭医疗护理人员调度问题。考虑客户具有多个可接受服务的时间窗，并对不同时间窗具有不同偏好的特性，建立以总运营成本最小、满意度最大为目标的数学模型。基于Dantzig-Wolfe分解原理将所建模型重构为集合划分主问题和含多时间窗的最短路径子问题模型。运用将列生成嵌入分支定界框架中的分支定价算法对问题求解，并根据多时间窗的问题特性设计了快速获得初始解的随机贪心算法和求解子问题的改进标签算法。对50组算例进行测试，将所提出的算法与CPLEX对比，验证了算法的有效性。最后比较单时间窗和多时间窗算例结果发现，客户提供多个可接受服务的时间窗能有效降低调度成本。     

地震载荷下岸桥跳轨相似模型研究

为了提高地震载荷下岸桥跳轨研究结果的准确率问题,基于简化的岸桥跳轨运动方程推导了岸桥原型与模型之间的相似关系,建立了岸桥的动力学相似模型,制作并开展了1∶20岸桥比例模型的振动台试验,研究了不同地震波载荷条件下的试验模型监测点的响应值,分析了不同工况条件下岸桥轮轨压力随时间变化的规律,测试了岸桥比例模型在振动试验中的跳轨响应结果,最后结合有限元方法将试验结果与仿真结果进行了对比。结果表明:振动台试验中模型跳轨响应结果与有限元仿真中出现的跳轨的情况吻合,基于跳轨运动方程建立的相似关系是准确可靠的。该研究为大型结构相似模型设计提供了一种理论参考。     

基于替代模型的岸桥随机有限元模型修正

研究了考虑参数随机不确定性的岸桥有限元模型修正问题。首先,假设岸桥的待修正参数和模态参数都服从正态分布,将不确定性模型修正问题转化为均值和标准差的修正问题;其次,以某岸桥为研究对象,进行风振响应实测,利用随机子空间法得到岸桥前4阶实测模态参数;最后建立岸桥的有限元模型,基于Kriging替代模型及多目标遗传算法对岸桥结构进行有限元模型修正。结果表明,考虑参数不确定性的随机有限元模型修正方法能有效修正岸桥结构参数的均值和标准差。     

循环取货带有时间窗约束的入库道口车辆调度

研究了循环取货模式下带有时间窗约束的入库道口车辆调度问题,为使车辆运输成本和取货时间成本、卸货时间成本最小,建立混合整数规划数学模型,设计了两阶段算法求解模型,第一阶段产生满足容量约束的较好初始解,第二阶段通过发车时间与路径同时编码的模拟退火算法进行求解,根据某汽车制造商循环取货的实际运作情况,构造算例并验证了该模型和算法的有效性。结论表明,制造商处的道口限制对循环取货发车时间与路径调度有较大影响,同时对发车时间和路径进行调度更有利于降低循环取货的运输费用。     

基于极限状态法的岸桥结构抗震可靠性分析

针对集装箱码头岸边装卸桥(简称岸桥)在地震作用下的安全可靠性问题,对岸桥在极限状态下的抗震可靠性开展了研究。通过对地震参数与材料力学性能的随机性描述,获得了地震作用下各随机变量的概率分布规律和统计参数;采用有限元软件ANSYS建立了岸桥结构的力学模型,用时间历程法对地震作用下岸桥承载能力进行了计算;根据可靠性理论建立了地震作用下岸桥的可靠度计算模型,用 Monte-Carlo法计算了岸桥在极限状态下的抗震可靠度。结果表明在8级烈度地震作用下,岸桥结构整体上比较安全,但门框横梁与陆侧立柱的连接处的可靠度指标比较低,存在失效可能性;与许用应力法相比,极限状态法更具合理性。     

铁路勘测外业的送接车辆调度优化问题

针对目前铁路勘测车辆调度方式主要为司机响应勘测人员实现送、接,导致整体等待时间较长的现状,研究如何构建合理的车辆调度优化模型,实现工作量分配与广义勘测成本协同优化,为勘测工作提供最优的运输组织保障。根据勘测车辆行驶特征,使用送–接扩展网络描述勘测车辆调度优化问题,在此基础上,兼顾决策者和司机的利益目标建立车辆调度双层规划模型。其中,上层模型为广义勘测成本分配最均衡和最大车辆送–接用时最小化模型,下层模型为求解最小广义勘测成本的多车送–接车辆路径模型。建立嵌套遗传算法求解模型。实例分析表明,基于双层规划模型优化所得广义勘测成本相较于目前采用的响应式调度方式减少18%,验证了模型与算法的有效性。     

多资源车间调度问题的研究

为了更好地适应现代制造企业调度的实际需求,针对机器人在制造企业的广泛应用以及人力资源的重要作用,提出了基于设备、人员和机器人的多资源调度问题。以零件交货不满足时间窗的惩罚成本、所需设备和机器人的运作成本以及操作人员的工资成本最小为目标,构建0-1整数规划数学模型。针对调度模型的复杂性及特征,提出了改进遗传算法进行模型的求解验证,通过7个不同规模算例的求解分析,证明了模型和算法的有效性。     

面向汽车整车出厂物流的两阶段组合装箱调度优化模型与算法研究

研究组合装箱与道位分配的两阶段出厂物流的调度模型与算法,问题将考虑订单、驳运车、仓库道位资源、客户需求、配送成本等多种因素。首先将所研究问题划分为带装箱约束、方向约束和拼车约束的组合装箱子问题,和带驳运车到达时间及道位不可用时间段的道位分配问题。针对两个子问题建混合线性整数模型并分别设计了分支定界和启发式算法,实现两阶段整合求解。最后,通过数值实验和与人工调度结果的对比模型,表明了模型和算法的有效性。     

不确定环境下等待时间受限的混合流水车间调度问题研究

带有等待时间受限约束的混合流水车间调度问题具有强NP难的特性,而实际生产过程中产品需求时间以及机器加工时间等各种不确定性因素,更为求解此类问题带来了复杂性和挑战。通过探索这类问题的特征,建立了两阶段随机规划模型,开发了L型切面的求解算法,在目标为成本期望最小的情况下,给出了这类问题的近似最优调度解。建立的模型针对于生产过程中的稳态,以更好地适应实际生产的需要。通过对算法性能进行理论分析和实验验证,证明了该算法的有效性。     

考虑疲劳效应的伤员应急手术调度模型及算法

为了解决城市突发事件应急救援中批量应急手术的调度问题,并考虑医生长时间连续手术对手术持续时间和挽救病人生命的成功率带来的恶化效应,提出了三阶段批量手术调度模型,将应急手术调度看作是存在并行机的流水车间调度问题。利用改进的飞蛾扑火算法对应急手术模型进行求解,并通过实证来测试模型和算法的有效性。为了验证算法的性能,将经典飞蛾扑火算法、粒子群算法和布谷鸟算法与其对比,取20次运行结果,得知最大手术完成时间均值中改进的飞蛾扑火算法为最小,调度模型给出的调度方案中,3个救治阶段在时间维度上保持连贯。仿真结果表明,改进的飞蛾扑火算法能很好地求解批量手术调度模型,获得较好的调度结果。     

模糊需求条件下应急物资调度的动态决策研究

针对大规模突发事件的应急物资调度问题,考虑了包含供应点、集配中心和需求点的三级供应网络、模糊需求条件、多种运输方式联合运输,建立了以总运输时间和应急成本为目标的多目标非线性整数规划模型。通过决策者对总运输时间和应急成本的动态赋权,提高了模型的柔性。给出了求解算法,仿真实例验证了模型的有效性。     

罐式危化品多式联运调度模型研究

随着我国危化品需求的快速增长,危化品运输事故也越频繁。为了降低危化品运输风险,保障运输安全,本文尝试将以罐式集装箱为载体的危化品调度问题与多式联运结合起来,建立了带时间约束的成本和风险最小的多目标规划模型。在此基础上,利用二维欧氏距离客观赋值的模糊算法求解模型。结合算例验证,将多式联运应用到危化品调度问题有利于降低风险,确保调度的安全性。同时,该方法能在风险可控的范围内,实现调度成本的最小化。     

用Petri网实现FMS负载平衡调度

本文提出了一种改进的基于PN的FMS调度算法.通过在算法中引入虚成本的概念,搜索过程以随系统状态不断改变的虚成本代替实际成本来计算估值函数,动态加大系统中负载较大机器的使用代价,从而增大负载较轻的机器被使用的机会,有效解决了生成的调度结果中系统内同类型机器间负载不均衡的问题.     

基于改进NSGA2算法的多目标柔性作业车间调度

柔性作业车间调度问题（FJSP）是经典作业车间调度问题的重要扩展,其中每个操作可以在多台机器上处理,反之亦然。结合实际生产过程中加工时间、机器负载、运行成本等情况,建立了多目标调度模型。针对NSGA2算法收敛性不足的缺陷,引入免疫平衡原理改进NSGA2算法的选择策略和精英保留策略,成功避免了局部收敛问题,提高了算法的优化性能。通过与启发式规则以及多种智能算法进行比对仿真实验,改进的NASA2算法能获得更好的解。用改进的NAGA2算法求解实例,不仅有效地克服多目标间数量级和量纲的障碍,而且得到了满意的pareto解集,进一步验证了该算法和模型的可行性。