集装箱船舶配载研究(课堂PPT).ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,*,杨蔚 韩晓龙,集装箱船舶配载优化,上海海事大学物流研究中心,主讲人：刘杰,学号：,2220162781,1,问题导入,01,PART,问题阐释,02,PART,模型建立,03,PART,模型求解,04,PART,2,集装箱船舶配载的意义,集装箱船舶配载的含义,集装箱船舶配载的考虑因素,集装箱船舶配载优化的过往思路,01,问题导入,3,集装箱船舶配载的含义,集装箱船舶在运输过程中，为保证船舶安全、集装箱及其货物的运输质量和良好的船舶营运经济效果，同时也为保证集装箱码头合理、有序、高效地组织生产，必须事先对集装箱在船上的配置与堆放作出正确合理的安排，此项工作即为集装箱码头船舶配载。,4,集装箱船舶配载的重要性,充分利用船舶装载能力,保证船舶有适度稳性,保证船舶强度,保证船体具有适度吃水差,保证集装箱及其货物运输质量,满足中途港装卸集装箱的要求,5,集装箱船舶配载的考虑因素,船舶安全性,稳性,吃水差,船舶强度,船舶经济性,倒箱数,满载率,6,集装箱船舶配载优化的过往思路,基于离散粒子群算法求解以船舶稳定性为目标函数的多港口单贝位船舶配载问题,基于,Pareto,遗传算法，建立满足船舶航行过程中安全性和稳定性等约束的配载模型，建立了一港装箱多港卸箱的优化模型,基于改进的混合遗传算法，建立了以倒箱量最少的,01,整数目标优化数学模型,7,20ft,和,40ft,随机重量标准箱,箱型,在满足船舶安全性的基础上，整条航线倒箱次数最少,要求,01,整数配载模型,改进的自适应遗传算法求解,模型,02,请输入您的标题,02,问题阐释,8,初稳性高度,GM,横稳性距基线高度,KM,重心高度,KG,根据装载后的平均吃水查取静水力曲线图，即可得到相应平均吃水时的,KM,值,02,船舶稳性计算,GM=KMKG,当排水量和倾斜角度一定时，当,GM0,时，船舶在航行过程中才能具备稳定性,9,02,问题简述,10,03,模型建立,模型解释,基本假设,相关符号表示,同类箱组,模型建立,03,请输入您的标题,船舶与港口状态,船舶、港口、集装箱参数,集装箱按照一定原则分类,01,整数优化配载,目标函数及限制条件解释,11,03,基本假设,03,01,04,02,各港口配载信息已知，即港口间集装箱运输量、规格及属性等已知,各港口全部集装箱均能被装载，即不存在装箱选择问题,本文仅考虑,20ft,和,40ft,标准箱作为配载对象，优先配载,40ft,标准箱，并且两者不混载,假设堆场待装载标准箱已合理配置，即不考虑堆场倒箱问题,12,03,同类箱组,集装箱内部装载的货物相容；集装箱尺度相同；,集装箱起运港及目的港相同,同类箱组应尽可能存放在同一,Bay,中,13,03,模型建立,N,sd,表示从,s,港到,d,港的标准箱数目，比如,N12,表示从,1,号港运至,2,号港的箱子，如图是,10,个。,14,模型建立,03,15,模型建立,由,p,港,i,贝,j,列的倒箱量，推出整个班轮航线的倒箱数总和，先卸载后装载决定了在船上的集装箱的目的港必须大于当前港口的港口序号。,03,16,模型解释,目标函数，即班轮一次航行过程中的产生的总倒箱次数最小化,20ft,标准箱不能存放于偶数,Bay,位,40ft,标准箱不能存放于奇数,Bay,位,任一奇数,Bay,位号空间已占用，则与其号码接邻的偶数,Bay,位号就不存在了；,任一偶数,Bay,位号空间已占用，则与之号码接邻的两个奇数,Bay,位均不可以再次占用,03,17,03,模型解释,表示,20ft,标准箱和,40ft,标准箱不可以混装,表示作为标准箱不可悬空堆放的限制条件,P,港前装上船舶在,P,港后才卸下的集装箱数量的平衡等式,船舶中标准箱总重不超过船舶船舶最大承重量,船舶当前所在港口总排水量等于空船排水量及所装标准箱总重之和,船舶航行过程中稳定性限制条件，其安全界线为特定值,L,18,04,模型求解,1.,染色体编码,2.,初始种群的生成,3适应度函数,5.,终止条件,6.,简单实例及说明,4.,遗传操作,改进的,自适应,遗传算法,19,04,简单实例及说明,船舶有,4,个,Bay,位，每个,Bay,位,3,列,4,层,停靠,4,个港口,O,O D,O D,D,20,04,简单实例及说明,已知每个集装箱的装港和卸港、尺寸及重量，如何保证航行安全性以及总倒箱数最少？自适应遗传算法的最后结果是什么样的？,21,第一个,Bay,位,第二个,Bay,位,第三个,Bay,位,港口,1,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,1,2,5),40,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),00,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,1,4,5),40,（,1,2,3),40,（,1,2,4),40,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,1,3,4),25,（,1,3,5),25,（,1,4,4),40,（,1,4,3),50,（,1,2,2),40,（,1,2,9),20,（,1,2,10),20,（,0,0,0),0,（,1,3,1),25,（,1,3,2),25,（,1,3,3),25,（,1,4,1),50,（,1,4,2),50,（,1,2,1)40,（,1,2,6),20,（,1,2,7),20,（,1,2,8),20,港口,2,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,2,3,3),30,（,2,3,4),30,（,2,3,5),30,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,1,4,5),40,（,2,3,1),40,（,2,3,2),40,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,1,3,4),25,（,1,3,5),25,（,1,4,4),40,（,1,4,3),50,（,2,4,2),50,（,2,3,9),15,（,2,3,10),15,（,0,0,0),0,（,1,3,1),25,（,1,3,2),25,（,1,3,3),25,（,1,4,1),50,（,1,4,2),50,（,2,4,1),50,（,2,3,6),20,（,2,3,7),20,（,2,3,8),20,港口,3,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,3,4,3),40,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,1,4,5),40,（,3,4,1),40,（,3,4,2),40,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,0,0,0),0,（,1,4,4),40,（,1,4,3),50,（,2,4,2),40,（,0,0,0),0,（,3,4,10),15,（,0,0,0),0,（,3,4,4),20,（,3,4,5),20,（,3,4,6),20,（,1,4,1),50,（,1,4,2),50,（,2,4,1),40,（,3,4,7),15,（,3,4,8),15,（,3,4,9),15,04,简单实例及说明,最终配载计划图（总倒箱数为,0,）,22,04,仿真实验与分析,仿真计算,初稳性,GM,比较,倒箱量比较,待装集装箱影响,挂靠港数目设定,总结,23,04,总结,15,%,55,%,100,%,问题的价值,数学模型的科学性,解决问题的合理方案,24,2019,感谢聆听,25,