散货船配载仪中自动配载及吃水差调整研究

发布时间：2017-05-15 13:13

  本文关键词：散货船配载仪中自动配载及吃水差调整研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：散货船因其航线固定、货源充足、运输能力强、装卸效率高等因素在海上货物运输中占有重要地位。IMO规定船长大于150米的散货船必须装备配载仪,且随着计算机及信息技术的应用,散货船配载仪逐渐向智能化方向发展。从保证作业安全、提高配载效率方面考虑,利用配载仪确定散货船装货前的配载方案并在装货末期给出吃水差调整建议是十分必要的。本文在此背景下,将散货船的自动配载和吃水差调整归结为优化问题,利用基于自适应惩罚函数的差分进化算法进行了自动配载和吃水差调整的研究。在自动配载方面,首先根据船舶自由浮态平衡方程组,建立了自动配载的单目标约束优化模型,并利用基于自适应惩罚函数的差分进化算法解算该模型,得到满足浮态要求的配载方案集；然后对这些配载方案进行船舶稳性和强度的校核,筛选出符合规范要求的可行配载方案；最后使用快速非支排序配算法根据船舶的剪力和弯矩对可行配载方案进行排序寻优,选出排序后首层的非支配配载方案集合,即为自动配载方案。在模型解算过程中,根据离线舱容表获取货物的重心位置,提高了计算精度。以38000吨级散货船“DOLCE VITA"为例进行了实例计算,结果表明本方法能够找到使船舶剪力和弯矩达到较优状态的配载方案。在吃水差调整方面,提出一种基于差分进化算法的吃水差调整方法,相比于传统的“纵倾力矩法”,可提高计算精度。以38000吨级散货船"DOLCE VITA"为例进行了实例计算,结果表明：本文方法不仅适用于少量装卸时的吃水差调整,还适用于大量装卸时的吃水差调整,尤其在大量装卸时可有效减小误差。
【关键词】：散货船 配载仪 差分进化算法 自动配载 吃水差调整
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U693.41
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 选题背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 船舶配载研究现状12-13
• 1.2.2 差分进化算法的研究现状13-15
• 1.3 理论价值和研究意义15
• 1.4 本文的主要研究内容15
• 1.5 本文的工作安排15-17
• 第2章 差分进化算法17-30
• 2.1 标准差分进化算法17-20
• 2.1.1 初始化操作18
• 2.1.2 个体评价操作18
• 2.1.3 差分变异操作18-19
• 2.1.4 交叉操作19
• 2.1.5 选择操作19-20
• 2.1.6 终止操作20
• 2.2 差分进化算法的控制参数20
• 2.3 差分进化算法的改进20-23
• 2.3.1 控制参数调整策略的改进21-23
• 2.3.2 操作算子策略的改进23
• 2.4 自适应惩罚函数法23-28
• 2.4.1 距离计算25-26
• 2.4.2 自适应惩罚项计算26-27
• 2.4.3 修正目标函数值计算27-28
• 2.5 基于自适应惩罚函数的差分进化方法28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 散货船自动配载30-44
• 3.1 自动配载总体方案30-31
• 3.2 基于优化的自动配载模型31-32
• 3.2.1 设计变量31
• 3.2.2 目标函数及约束条件31-32
• 3.3 基于差分进化算法的模型解算32-37
• 3.3.1 编码及初始化过程33-34
• 3.3.2 评价过程34-36
• 3.3.3 变异过程36
• 3.3.4 交叉过程36
• 3.3.5 选择过程36-37
• 3.3.6 终止条件37
• 3.4 配载方案的校核及寻优37-38
• 3.4.1 校核37
• 3.4.2 寻优37-38
• 3.5 算例及分析38-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 散货船吃水差调整44-51
• 4.1 传统吃水差调整方法44-45
• 4.1.1 待装货量的计算44
• 4.1.2 纵倾力矩法44-45
• 4.2 吃水差调整总体方案45-46
• 4.3 基于差分进化算法的吃水差调整模型46-47
• 4.3.1 设计变量46
• 4.3.2 目标函数46
• 4.3.3 约束条件46-47
• 4.3.4 终止条件47
• 4.4 算例及分析47-50
• 4.4.1 算例一47-48
• 4.4.2 算例二48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 总结与展望51-53
• 5.1 总结51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-59
• 攻读学位期间公开发表论文59-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

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