论文题目: 基于遗传算法的泊位调度问题优化研究及仿真
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 张燕涛
导师: 孙国正
关键词: 泊位调度,遗传算法,整数编码,系统仿真,虚拟现实
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 港口市场不断开放的同时，对港口的要求也更高，港口间的竞争更加激烈，由于运输船舶及港口相关设备价格昂贵，以及运输船舶在港口停泊时间的长短直接影响到港口的经济效益和社会效益，因此需要对港口物流系统进行更加合理有效的规划，以提高港口营运效率，降低费用和成本，从而吸引较多船舶挂靠，产生良好的经济效益。很多码头都尽力通过高效的资源利用率来降低成本，这些资源包括人力资源、泊位、集装箱码头、集装箱起重机和各种各样的码头设备，在所有这些资源中，泊位是最重要的资源，一个好的泊位计划能提高顾客的满意度和港口通过率，从而使港口获得较高的利润。 本文在分析研究港口服务系统特征的基础上，以所有船舶的总在港时间最短为目标，建立了港口泊位调度数学模型，根据模型的特点和各参数的物理意义及其相互关系导出了泊位调度模型必须满足的约束条件，该模型充分考虑了港口泊位调度的随机特性和其它影响因素，能够比较客观地反映港口泊位调度的实际运行状况。 本文选择基于整数编码的遗传算法对该数学模型寻求最优解，研制了相应的计算程序。遗传算法是近些年来出现的一种模仿自然选择与进化的基于种群数目的随机搜索算法，是最优化领域的一个新成员。与常规优化算法比较，遗传算法具有隐含并行性和全局搜索特性这两大显著特征，并具有一些常规优化算法所无法拥有的优点，如不需梯度运算等。目前国内外对泊位调度已有一定的研究成果，与已有的研究成果相比，本文建立的优化模型考虑的因素更符合实际情况、求解更方便。 采用面向对象的方法建立了港口集装箱码头泊位调度虚拟环境中各实体对象的几何模型，并在此基础上为几何模型建立了光照模型及纹理映射等。考虑虚拟环境显示的实时性，运用LOD、DOF、关联复制以及外部调用等方法对模型进行了简化，并应用在基于虚拟场景模型的三维实时动态仿真系统中。
论文目录:
第1章 绪论
1．1 研究目的和意义
1．1．1 泊位调度的意义
1．1．2 用优化和仿真技术研究泊位调度问题的意义
1．2 国内外研究现状
1．2．1 泊位调度问题研究现状
1．2．2 遗传算法研究现状
1．2．3 港口物流系统仿真研究现状
1．3 研究内容和解决的关键问题
1．3．1 研究的主要内容
1．3．2 解决的关键问题
1．4 采取的研究方法和技术路线
1．5 创新点
第2章 泊位调度问题数学模型的建立
2．1 问题的描述
2．2 数学模型的建立
2．2．1 目标函数的建立
2．2．2 约束函数的建立
2．3 举例验证
第3章 优化方法的选择及遗传算法基本理论
3．1 优化方法的选择
3．1．1 进化计算理论发展概述
3．1．2 几种进化算法概述及比较
3．1．2．1 遗传算法(GA)
3．1．2．2 演化策略(ES)
3．1．2．3 演化规划(EP)
3．1．2．4 遗传程序设计(GP)
3．1．2．5 进化算法的比较及遗传算法主要特点
3．2 遗传算法相关理论
3．2．1 遗传算法的一些基本概念
3．2．2 遗传算法的流程
3．2．3 遗传算法的基本理论
第4章 基于整数编码的遗传算法求解泊位调度问题
4．1 遗传算法的实施
4．1．1 编码表达
4．1．2 适应度函数的确定
4．2 遗传算法的执行过程
4．2．1 选择过程
4．2．2 交叉过程
4．2．3 变异过程
4．2．4 控制算法的参数
4．2．5 停止运行准则的确定
4．3 具体算例
4．3．1 染色体的表述
4．3．2 遗传操作
4．3．2．1 选择操作
4．3．2．2 交叉操作
4．3．2．3 变异操作
4．3．3 结论
第5章 基于虚拟现实的泊位调度实体建模方法研究及应用
5．1 虚拟现实概念及其特点
5．2 VR技术发展和研究现状
5．3 常见的虚拟现实软件
5．4 港口泊位调度系统虚拟环境的建模
5．4．1 面向对象的几何建模
5．4．2 基于几何和图像混合的图形的渲染
5．4．3 多个光照模型及其强度明暗处理的场景
5．5 通过外设与计算机实现人机实时交互控制
5．6 实体模型在泊位调度仿真系统中的应用
第6章 全文总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文及承担的科研项目
发布时间: 2005-04-13
参考文献
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- [2].基于蚁群算法的港口泊位调度优化与仿真[D]. 王卉.大连海事大学2010
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- [5].扬州港港口泊位建设问题研究[D]. 陈峰.大连海事大学2011
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