機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)多任務調度策略的研究與仿真.pdf

1、隨著物流業(yè)的快速發(fā)展與信息化建設的加快,作為航空物流重要環(huán)節(jié)之一的機場貨運站也加快了其信息化建設的步伐,在不斷引進先進自動化設備的同時,還不斷加強了對這些設備的全自動化控制與管理,即建立了機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)。機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)集監(jiān)視、控制、調度、管理等功能于一體,具有監(jiān)控實時性高、多任務集中調度、資源統(tǒng)一分配等特點。它作為機場貨運站一種新型的控制管理方式,在機場貨運站的高效運行中發(fā)揮著日益重要的作用。新形態(tài)下機場貨運站的總體要求是過站速

2、度加快,而對機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)中的多作業(yè)任務進行調度是節(jié)約系統(tǒng)作業(yè)時間的重要途徑之一,具有重要的研究意義。
　　 由于貨運高峰期時,機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)的任務列表中經常存在著多條任務,一方面當這些任務的執(zhí)行順序不同時,系統(tǒng)執(zhí)行這些任務所花費的時間不同,另一方面為這些任務所分配的資源不同時,系統(tǒng)執(zhí)行這些任務所花費的時間、貨架的穩(wěn)定性也各不相同。因此本文結合某機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)的設計研發(fā)工作以及實際應用,提出了“機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)多任

3、務調度策略的研究與仿真”這一課題,分別針對機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)多任務調度的兩個典型問題即散貨區(qū)多臨時下架作業(yè)任務和集裝區(qū)多ULD入庫作業(yè)任務的調度問題進行了深入的分析,建立了它們各自的數學模型,并通過遺傳算法對模型進行了求解,最后通過MATLAB編程對其進行了仿真驗證。
　　 本文所做工作主要有:
　　 (1)首先對機場貨運站進行了整體描述,并對其常用的設備及這些設備的工作模式進行了詳細的介紹,然后針對聯機在線模式下各種作

4、業(yè)任務的作業(yè)原理及作業(yè)流程進行了深入的分析,重點分析了機場貨運站監(jiān)控系統(tǒng)多任務調度的特點。依據多任務調度問題屬于組合優(yōu)化問題這一本質特征,確定了本文所采用的算法——遺傳算法。
　　 (2)針對散貨區(qū)多臨時下架作業(yè)任務的調度問題,以多臨時下架作業(yè)任務的總執(zhí)行時間最短為目標,建立了單目標數學模型。通過帶有逆轉進化算子的遺傳算法對所建立的模型進行了求解,詳細介紹了遺傳算法的編碼機制、選擇算子、交叉算子、變異算子以及進化逆轉算子的設計方

5、法和遺傳算法的求解流程。最后通過MATLAB編程仿真對該遺傳算法進行了驗證,實驗數據說明帶有進化逆轉算子的遺傳算法適用于散貨區(qū)多臨時下架作業(yè)任務調度問題,可減小多臨時下架作業(yè)任務的總執(zhí)行時間,并在尋找全局最優(yōu)解上優(yōu)于基本遺傳算法。
　　 (3)對集裝區(qū)ETV進行雙板作業(yè)條件及過程進行了深入的分析,在多ULD入庫作業(yè)任務貨位調度分配的問題中考慮了雙板作業(yè)的因素。將集裝區(qū)多 ULD入庫貨位調度分配的問題轉化為具有約束條件的多目標優(yōu)化

6、問題,對其建立了數學模型。通過結合了Pareto解、小生境技術的遺傳算法對模型進行了求解。該遺傳算法采用了多級參數級聯編碼方式,該方式可有效的考慮雙板作業(yè)的限制條件,選擇算子采用了基于小生境技術的競爭回放機制,在Pareto解集中設計了相應的淘汰機制,保證了Pareto最優(yōu)解集的均勻分布。通過 MATLAB編程仿真所得到的實驗數據表明這種遺傳算法可較好地求解出集裝區(qū)多ULD入庫作業(yè)任務貨位調度問題的最優(yōu)Pareto解集。這種調度策略縮短