集装箱堆场分配问题的启发式方法研究

论文摘要

随着经济一体化、全球化趋势的发展和市场经济的不断完善,我国国民经济和对外贸易迅速增加,集装箱运输量取得迅猛的发展,快速的集装箱运输需求使我国现有的不少港口出现了能力不足的现象。集装箱堆场是港口中用于堆存集装箱的专设区域,其作为港口主要的组成部分,在集装箱港口作业物流流程中起着很重要的作用,所以堆场空间分配的优劣将直接影响港口整体的效益。本论文以集装箱港口堆场空间分配为研究内容,对于一系列的空间请求,运用新算法,来最小化其堆场空间占用。主要内容包括:第一部分,首先阐述了我国港口现状以及集装箱堆场的概念、功能和其运作程序。介绍了一些用于解决堆场空间分配问题的算法,如模拟退火、遗传算法、禁忌算法等。第二部分,基于递归算法,使用一种“下落”(DROP)方法来分配堆场空间。该方法对于给定了优先序列的一组集装箱空间存放请求,通过递归思想来分配空间,以达到空间占用的最小化。通过仿真试验,提出解决集装箱堆场空间分配问题的关键是找到空间请求的最优序列的结论。第三部分,针对如何找到最优序列,提出一种关键请求局部邻近搜索方法。该方法先使用一种基于时间排序的方法来产生初始序列,然后通过寻找关键请求进行局部邻近搜索,改进优先序列的质量,最终找到最优序列。并通过仿真试验来验证算法的有效性。第四部分,作为研究的拓展,分析了堆场调度信息系统的相关功能和架构问题,及如何采用OpenGL技术来实现其中显示问题。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文背景及意义
• 1.1.1 现代港口的组成
• 1.1.2 中国集装箱港口的发展
• 1.1.3 信息技术在港口中的应用
• 1.1.4 本论文研究意义
• 1.2 集装箱堆场空间利用理论与方法的研究现状
• 1.2.1 国外研究发展现状
• 1.2.2 国内研究发展现状
• 1.3 论文的主要工作和结构
• 1.3.1 论文的主要工作
• 1.3.2 论文的结构
• 第二章 集装箱堆场空间分配问题及算法的相关理论基础
• 2.1 集装箱堆场概念
• 2.1.1 集装箱堆场的基本概念
• 2.1.2 集装箱堆场的发展趋势
• 2.2 集装箱堆场功能和容量
• 2.2.1 堆场功能
• 2.2.2 增大堆场容量的方法
• 2.3 NP问题理论
• 2.4 贪婪算法理论和混合算法理论
• 2.5 常用的几种算法
• 2.5.1 模拟退火
• 2.5.2 SWO优化算法
• 2.5.3 禁忌搜索
• 2.5.4 遗传算法
• 2.6 几种算法的比较
• 2.7 本章小结
• 第三章 集装箱堆场空间分配问题的模型建立
• 3.1 空间分配问题
• 3.1.1 空间分配问题概念
• 3.1.2 空间分配问题类型
• 3.1.3 空间分配问题的应用
• 3.2 集装箱堆场空间分配问题研究
• 3.2.1 集装箱堆场空间分配问题
• 3.2.2 集装箱堆场分配的动态特性
• 3.2.3 对集装箱堆场空间分配的其他影响因素
• 3.3 集装箱堆场空间分配问题模型的建立
• 3.3.1 问题描述
• 3.3.2 模型参数和决策变量
• 3.3.3 模型建立
• 3.4 集装箱堆场存放请求空间分配的一种递归算法
• 3.5 仿真试验
• 3.6 本章小结
• 第四章 堆场空间存放请求排序研究
• 4.1 空间请求排序的实现步骤
• 4.2 初始序列的产生和排序的基本方法
• 0'>4.2.1 基于时间排序的方法生成初始序列σ₀
• 4.2.2 局部邻近搜索方法
• 4.3 跳出局部最优解的方法
• 4.3.1 关键空间请求的选择方法
• 4.3.2 关键空间请求的移动
• 4.4 仿真试验
• 4.4.1 数据结构
• 4.4.2 仿真结果及分析
• 第五章 集装箱堆场调度系统分析与设计
• 5.1 集装箱堆场空间调度系统分析
• 5.1.1 前方堆场空间调度系统分析
• 5.1.2 后方堆场空间调度系统分析-
• 5.2 集装箱堆场空间调度系统设计
• 5.2.1 堆场计划调度过程
• 5.2.2 堆场计划调度的功能
• 5.3 集装箱调度过程的三维实现设计
• 5.3.1 框架设计
• 5.3.2 实现的技术OpenGL介绍
• 5.3.3 基于OpenGL技术的模拟系统开发分析
• 5.3.4 仿真试验分析
• 5.4 本章小结
• 附录
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢