考虑AGV作业行为的自动化集装箱码头水平运输优化

针对自动化集装箱码头水平作业的AGV调度问题(AGVSP),在解决整体作业优化的同时,考虑AGV作业行为对作业效率及能耗的影响,建立以AGV作业效率以及能源消耗作为双目标的双层规划模型。该模型考虑了独立装卸与同步装卸两种模式下的AGV水平运输的特点。在此基础上,设计了对应的双层遗传算法进行求解。并通过数值实验,对模型在考虑行为与不考虑行为,独立作业与同步装卸作业模式下的作业效果进行验证比较。结果表明:本模型在不影响作业效率的前提下,可有效降低AGV的作业能耗。     

基于前摄性调度的电动汽车路径问题研究

针对车辆调度过程中资源不均衡的问题,利用需求的不确定性,将配送周期划分为初始配送阶段和补货阶段,建立多阶段电动汽车的两级车辆路径优化模型.根据需求的动态程度对配送区域进行划分,结合前摄性调度和反应性调度策略,提出了一种混合禁忌搜索算法(HTSA)来求解该模型.在真实的案例和多个基准评估算例上的实验结果表明:模型和算法的性能优于传统的启发式算法,具有一定的实用价值.     

基于遗传算法的工艺路径柔性调度算法

针对具有工艺路径柔性的车间调度问题,提出基于OR子图和子路径的工艺路径柔性描述方法,该描述方法形式简单且允许OR子图多层嵌套。以此为基础,设计了基于遗传算法的工艺路径柔性调度算法,并采用以工艺路径编码、机器编码和工件调度编码为基础的三维染色体编码策略,其中,工艺路径编码和机器编码分别通过最大子路径数量和最大机器数量随机产生,其优势在于任意染色体均表示可行解,并可以使用简单的交叉算子和变异算子实现遗传操作且其后代亦为可行解。最后通过实验证明了算法的优化能力。     

考虑客户满意度的计划外来船靠泊调度模型及算法

为解决船舶临时请求靠港而调整调度的特殊需求,建立了以客户满意度最大和额外作业成本最小为目标的双目标优化模型,利用改进模拟植物生长算法予以求解,求解中采取确定-随机策略确定初始生长点,以固定步长和变步长混合方式构建邻域,并融入分层非支配排序方法。确定兼顾船公司和港口方利益的调度方案时,利用Pareto前沿分布特点,对船公司和港口方的偏向度进行量化,选择偏向度差值最小的方案。最后,以我国某集装箱码头为例,验证了本文模型和算法的可行性。计算结果与NSGA-II算法进行对比,证明了文中改进模拟植物生长算法的有效性。本文成果可以为提高港口管理效率提供技术支持。     

面向电商终端物流配送的电动车配置与路径集成优化

在电子商务终端物流配送方面,存在能力与需求的矛盾。一方面,电动车存在货物容量约束和电池电量约束,配送能力有限;另一方面,一个物流配送点需要为众多的消费者进行门到门的配送,配送任务繁重。针对电子商务环境下终端物流配送规模大、电动车货物容量和行驶里程有限的问题,建立电商终端物流配送的电动车配置与路径规划集成优化模型,并提出一种基于临近城市列表的双策略蚁群算法,实现物流配送电动车辆配置与配送路径集成优化。该模型以电动车辆数最少和总路径最短为目标,以电动车货物容量和电池续航里程为约束,是带容量的车辆路径问题的进一步扩展,属于双容量约束路径规划问题。双策略蚁群算法在货物容量和续航里程的约束下,将蚁群搜索策略分为两类,即基于临近城市列表的局部搜索策略和全局搜索策略,在提高搜索效率的同时防止陷入局部优化。最后,通过阿里巴巴旗下菜鸟网络科技有限公司在上海的30组真实配送数据进行了测试,验证双策略蚁群算法显著优于一般蚁群算法。     

多源单汇网络资源调度路径优化探讨

在考虑队列长度的前提下 ,论文在分析多源单汇资源传输问题的基础上 ,以两源单汇网络为例 ,在资源到达终点所需时间最短约束下 ,研究、计算了最短传输时间的上下界 ,并提出了相应的算法 .论文的研究内容为进一步研究多源多汇问题建立了基础 ,提供了思路 .     

综合考虑碳排放与运输费用的配送路径优化

针对日益严峻的环境问题,在传统的物流配送路径优化过程中,进行碳排放量计算,并转换成相应的经济效益,形成一个综合考虑碳排放和运输费用的配送路径优化模型并通过遗传算法进行求解.以厦门市某物流配送企业为例进行初步应用研究.结果表明:传统的配送路径安排中存在很大的碳排放改善空间;综合考虑碳排放和运输费用的车辆路径问题在有效实现绿色物流的同时能降低运输成本.     

考虑碳排放的冷链物流配送路径优化研究

针对日益严峻的环境问题,有别于以往普通冷链物流配路径研究仅考虑满足客户满意度以及各项总成本最小的要求,在普通冷链物流配送过程中引入碳排放,将碳排放转化成相应的经济效益,形成一个考虑碳排放成本的冷链物流配送路径优化数学模型.在求解优化数学模型中,采用蚁群启发式算法,利用Matalab进行编码求解,最后通过实例来验证模型和算法的可行性与有效性,结果表明:考虑碳排放的冷链物流配送路径总成本降低,比不考虑碳排放的传统冷链物流配送更具有现实意义.     

单向航道散货港口船舶调度优化

为提高单向航道散货港口的泊位利用率,研究多港池的散货港口船舶调度优化问题。考虑船舶间需保持安全航行距离、进出港时段交替条件和成簇进出港规则等现实约束,以进港船舶总等待时间最小为目标,构建了混合整数线性规划模型。基于问题的特点,设计了启发式规则与模拟退火算法相结合的混合算法进行求解。在数值实验中分别将该算法的结果同下界值和两种现实调度方案对比。结果表明,运用混合算法求解的结果与下界值的平均相对偏差为5.28%,较两种现实调度方案的目标值优化率提升显著,且平均泊位优化率分别为6.74%和4.71%,验证了方案及算法的有效性。     

考虑外协服务的车辆路径优化问题

降低零售企业的末端配送成本是控制物流成本的关键,共享经济的发展为此提供了新思路。因此,针对零售企业末端上门配送服务成本较高的情况,提出了考虑外协的车辆服务策略,将有意愿进行单次交付的线下客户作为协作车辆配合普通车辆来完成线上客户订单的配送,建立了以最小化普通车辆路径成本,普通车辆使用成本,时间窗惩罚成本和协作车辆补偿成本为目标函数的数学模型,并设计匹配算法和混合遗传算子的模拟退火算法对该模型进行求解,最后结合算例对提出的算法进行检验与分析。     

货运列车的编组调度问题研究

针对货运列车的编组调度问题,根据实际情况和理论研究的需要,首先对模型做了分析和假定.在此基础上,以中时最短为优化目标,给出了基于0-1整数规划和多目标优化理论的优化数学模型,实现了理论上可行的编组调度方案.     

考虑翻箱的场桥调度和提箱集卡数量的集成优化

在集装箱码头的进口箱堆场中,码头预约机制、待提箱的实时位置和场桥作业调度方案是制约堆场作业效率和堵塞情况的关键。为缓解进口箱堆场的拥塞情况并提高作业效率,在固定的预约时段内,考虑实时压箱量最少的翻箱规则,兼顾场桥间不可跨越和保持安全间距等现实约束,以场桥最长完工时间最小为目标,构建数学优化模型,设计了嵌入修复算子的改进遗传算法用于求解;通过算例实验验证了算法的有效性和方案的优越性,可为堆场实际作业提供决策参考。     

带时间窗的车间搬运机器人路径优化建模及算法研究

本文以车间搬运机器人为研究对象,在考虑时间窗的前提下,求解机器人进行物料配送和成品回收场景下的路径优化问题。提出一种强化学习遗传蚁群算法,首先利用扫描法求解初始搬运机器人的数量,并将子路径节点的几何中心设置为虚拟节点,利用嵌入遗传算子的蚁群算法求解连接虚拟节点的最优路径,再利用强化学习算法求解子路径的最优结果;最后将基本成本、运输成本和时间惩罚成本的加权和作为目标解,并最终求出满足约束条件的最优解。通过与基准问题求解结果对比,验证了强化学习遗传蚁群算法的优越性。     

突发事件下应急物资多目标优化调度模型与算法研究：以新冠肺炎疫情为例

突发事件下应急物资调度具有高度不确定性与动态性,应急物资跨区域调度计划能否科学合理制定对应急救援的有效开展具有重要影响。以武汉市新冠肺炎疫情为例,考虑应急物资跨区域调配的时效差异、地域分散以及资金消耗等要素,建立多周期下包含软硬需求时间窗约束的多物资品种、运输方式的跨区域三级动态物资调度网络模型,并设计一种带变异操作的动态变惯性权重自适应粒子群算法(VDCWPSO),利用疫情算例验证该算法的有效性和可行性。研究结果表明,在保障应急物资供应时效性、公平性、经济性原则下,物资跨区域调度可以缓解资源严重短缺状况、提高医用物资利用率,研究可为突发事件下应急物资调度计划的制定与动态调整提供决策支持。     

Numerical Modelling of Autonomous Agent Movement and Conflict

The world that we live in is filled with large scale agent systems, from diverse fields such as biology, ecology or finance. Inspired by the desire to better understand and make the best out of these systems, we propose to build stochastic mathematical models, in particular G-networks models. With our approach, we aim to provide insights into systems in terms of their performance and behavior, to identify the parameters which strongly influence them, and to evaluate how well individual goals can be achieved. Through comparing the effects of alternatives, we hope to offer the users the possibility of choosing an option that address their requirements best. We have demonstrated our approach in the context of urban military planning and analyzed the obtained results. The results are validated against those obtained from a simulator (Gelenbe et al. in simulating the navigation and control of autonomous agents, pp 183–189, 2004a; in Enabling simulation with augmented reality, pp 290–310, 2004b) that was developed in our group and the observed discrepancies are discussed. The results suggest that the proposed approach has tackled one of the classical problems in modeling multi-agent systems and is able to predict the systems’ performance at low computational cost. In addition to offering the numerical estimates of the outcome, these results help us identify which characteristics most impact the system. We conclude the paper with potential extensions of the model.This work was supported by a contract from General Dynamics UK Ltd. to Imperial College London under DIF DTC Project 6.8.     

考虑风险偏好的动态生产库存问题的鲁棒优化模型

不同阶段需求不确定情况下,决策者的风险偏好和生产过程中的废品处理影响着供应链生产库存管理和供应链整体效益。本文考虑决策者风险偏好下,构建了包含I个生产者企业,一个库存点和一个废物处理基地的T阶段动态供应链生产库存框架,建立了椭球型需求不确定集下,以追求整体收益最大化为目标的不确定优化模型,并应用鲁棒优化理论得到了数据确定性线性鲁棒对应模型,讨论了模型解的可靠性和有效性。最后的算例表明,只有当决策者风险偏好参数在一定范围内时,才会存在满足条件且具有较高可靠性的鲁棒决策,验证了该鲁棒优化模型的合理性。     

城市公交线路网络图的最短路与乘车路线问题

分析大城市公共交通网络图的特点 ,提出了乘公共交通在大城市观光旅游时的乘车路线问题 ,并应用图论的理论和方法 ,通过建立数学模型 ,给出最佳乘车路线的设计方法 .本文的方法和结果可以应用在城市公共电脑服务系统中、公共线路的设计上、公交线路网络图的评价和改造上等 .     

可持续发展通道及预警研究

阐述了可持续发展的组合 S型发展机制 ;探讨了可持续发展条件 ;提出了可持续发展通道的概念 ;构建了多阶段可持续发展趋势模型、可持续发展通道、可持续发展预警系统 ;给出了一个应用实例