[發明專利]一種基于改進LHL算法的客滾船配載優化方法

有效

• 申請號: 202210504368.6
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114970983B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 陳寧;王晨曦;張勇;呂鵬;楊雪;黃思;李森;武博
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/083;G06Q50/30;G06N3/126
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本發明公開了一種基于改進LHL算法的客滾船配載優化方法，本發明針對客滾船的單層甲板配載優化決策問題，為了保證船舶航行安全和裝載車輛的安全，在充分考慮配載過程中船舶的穩性安全、船舶額定載重量以及車輛間的安全距離等因素的基礎上，建立一種考慮多因素的客滾船配載優化方法。該方法綜合考慮了各因素對客滾船配載的影響，借助遺傳算法作為渡海車輛定序的基本算法，得到船艙面積利用率最大的最優解，運用LHL算法進行輔助決策，確定車輛在船艙甲板上的確切位置，生成客滾船配載決策方案。該方法可對客滾船配載進行優化決策，為甲板調度指揮的工作人員提供更加精確的參考，以充分利用船艙有效面積，從而提高航次收益，提高整個工作流程的效率。

技術領域

本發明屬于客滾船配載技術領域，具體涉及一種基于改進LHL算法的客滾船配載優化方法。

背景技術

在國內現有的客貨滾裝港口中，傳統的客貨滾裝船車輛配載，大多采用船舶的額定配載長度和人工經驗相結合的方式進行配載，人為因素影響較大且船舶空間利用率不高，制約客貨滾裝碼頭的生產作業效率的提高。國內客貨滾裝港口的車輛配載方法僅將車長和船舶額定配載長度作為配載依據，其配載決策維度僅為一維，并未拓展成二維甚至三維，需要較大的人工干預，否則無法進行合理配載。配載模式較為單一和僵化，自動化程度較低，配載優化程度很難得到保證。目前的客貨滾裝船在進行車輛配載時，配載方法不給出初步配載車位，完全憑借人工經驗確定擺放位置，無法全局掌握車輛的動態配載情況，不利于工作人員確定位置，工作效率較低，難以做到優化配載。

矩形件排樣優化問題，指的是將若干個大小尺寸不盡相同的小矩形件，按照特定的順序，以及根據某一擺放規則，要保證在互不干涉的情況下，將矩形件垂直或水平擺放在一塊指定的矩形板材中，該矩形板材長度和寬度固定，使得能夠充分利用矩形板材，損耗降到最小。

針對客滾船配載問題而言，與矩形件排樣優化問題相似，即存在若干個待配載車輛和一艘待發的客滾船，所有待配車輛可以視為長、寬固定的若干個不同的小長方形，船艙甲板可視為一個長寬固定的板材；車輛從船尾依次裝入船舶并合理進行配載，配載完成時使得船艙面積利用率最大或者單航次的收益最大，即將小矩形件從上往下尋找最佳位置依次排入大矩形件，使得船艙面積利用率最大。

目前國內外對于矩形件排樣優化問題研究的重點內容一般是將所有矩形件排入矩形板材中，其目標或是使得板材面積利用率最低，或是排入固定寬度無限高度的矩形板材中使得高度不限的矩形板材使用的高度最低，矩形件本身無質量、價值等約束。然而針對客滾船配載決策問題，需要考慮的不僅僅是使得單航次船舶的收益最大化，或是船艙面積利用率最大，還需要考慮渡海車輛從待渡場上船的順序以及車輛在甲板上停放的具體位置，為甲板調度指揮的工作人員提供更加精確的參考，以充分利用船艙有效面積，從而提高航次收益，提高整個工作流程的效率。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種基于改進LHL算法的客滾船配載優化方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于改進LHL算法的客滾船配載優化方法，包括以下步驟：

S1，采用遺傳算法確定待渡車輛進入客滾船的順序；

S2，采用改進的LHL算法確定每一輛待渡車輛在客滾船中的位置；

S3，以客滾船面積利用率最大為目標，建立客滾船配載優化模型，通過所述客滾船配載優化模型確定客滾船配載優化方案。

具體地，步驟S1中，遺傳算法(Genetic?Algorithm，簡稱GA)，是一種通過模擬達爾文進化論中自然選擇學說以及生物遺傳進化過程的計算模型，能夠通過模擬生物的一個自然進化的過程來求得最優解。將實際問題進行數學化，并利用計算機進行仿真運算，問題的求解過程就轉換成了生物在自然進化中生物體自身染色體交叉和基因變異的過程。當研究對象是一個復雜的組合優化問題，對問題進行求解時，遺傳算法能夠在較短時間內求出優秀的可行解。