基于人工蜂群算法的拖轮调度优化

发布时间：2021-03-08 12:07

货物吞吐量世界第四、集装箱吞吐量世界第十,天津港是世界等级最高的人工深水港,快速发展的天津港,对拖轮调度提出了新的挑战。由于拖轮建造、管理、维护成本较高,高昂的开支使港口不可能依靠不断配备大量拖轮来满足日常生产需求,如何保证现有拖轮在高速增长的吞吐量下能够保障港口高效运营,是作为拖轮从业人员绕不了开的难题。要解开这个难题,就涉及到如何对拖轮资源进行合理调度,合理规划,压缩无效作业时间,提高拖轮工作效率,减少资源消耗,统筹规划,着眼全局,对整个港口拖轮实行科学调度,加速港口船舶流动率,保证港口吞吐机制高效运转。另一方面,近年来船舶发展趋于大型化、专业化,这对拖轮作业也提出的新的挑战。大型船舶船型大、吃水深、重量大、单位吨数马力小、港内操纵困难,拖轮协助作业已成为必要手段,科学配备拖轮数量,协调时间最短与成本最低之间的问题也是在研究调度问题时需要重点考虑的。本文首先针对港口拖轮调度问题的特点,通过研究现有科研成果,对此类问题进行总结并对研究中存在的问题进行探索。其次,建立符合港口要求的拖轮调度模型。拖轮调度问题模型的建立比较复杂,根据不同的港口环境,限制条件不同,秉持的优化条件不同,所建立模型有所差异,为了保证作业效率,以及仿真结果的精度,建立合理的数学模型是很重要的,另一方面,出于安全考虑,只有建立的模型足够准确模拟实际情况,得出的调度建议才具有可行性。再次,用人工蜂群算法求解船舶调度问题。人工蜂群算法是较新颖的启发式算法,近年来广泛应用于调度领域,由于其具有很好的收敛性,非常符合求解拖轮调度这一问题,目前对港口拖轮调度问题的研究中,启发式算法应用广泛,但得出的结论在应用上都存在诸多限制,人工蜂群算法也仅仅是在突破限制时所作的一丝努力。最后,根据天津港拖轮相关参数仿真,得出调度方案,分析实验结果精度与方案的可行性。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U691.3

文章目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 研究的主要内容和基本方法

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 主要研究方法

第2章拖轮调度模型

2.1 天津港拖轮调度概述

2.1.1 拖轮调度问题概述

2.1.2 天津港拖轮调配现状

2.1.3 拖轮作业过程

2.2 拖轮调度模型的建立

2.2.1 问题描述

2.2.2 模型假设

2.2.3 符号说明

2.2.4 目标函数

第3章拖轮调度系统的人工蜂群算法设计

3.1 人工蜂群算法简介

3.2 ABC算法

3.2.1 ABC算法的原理

3.2.2 ABC算法的流程

3.2.3 ABC算法的特点

3.3 ABC算法对模型的求解

3.3.1 选取测试函数

3.3.2 ABC算法参数与解的关系

3.3.3 ABC算法参数的选取

第4章基于人工蜂群算法的模型计算

4.1 实例计算

4.2 结果分析

第5章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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