散貨船智能配載.pdf

1、本文研究目標是基于散貨船外殼及所有艙室的數字化3D模型，研究散貨船配載核心算法、智能配載算法及裝貨過程優(yōu)化問題，并將其應用于新一代散貨船智能化配載儀的開發(fā)中。基于此目標，主要開展了以下工作:
　　基于船舶設計部門提供的船舶外殼及所有艙室精確的數字化3D模型建立船舶3D剖面模型數據庫，在此3D數據庫基礎上完成了配載相關核心算法研究。首先基于Sutherland-Hodgeman多邊形剪裁算法、多邊形等距偏移算法及Douglas-Pe

2、ucker多邊形簡化算法建立船舶3D剖面模型數據庫，然后在此數據庫基礎上計算船舶浮態(tài)、總縱向強度及破艙進水分析。在計算船舶浮態(tài)時，提出一種“簡化矩陣法”，該方法程序實現簡單，穩(wěn)定性好;在計算總縱強度時，基于船舶外殼3D剖面模型計算浮力分布曲線，基于艙室的“重量分布表”計算船舶重量分布曲線，可提高計算精度;在進行破艙分析時，基于外殼及所有艙室的3D剖面模型，采用“增加重量法”計算破損浮態(tài)，采用“損失浮力法”計算破損強度。
　　基于標

3、準差分進化算法實現散貨船智能配載。綜合考慮船舶安全性及經濟性，并將船舶浮態(tài)控制作為約束條件，建立了散貨船多目標約束優(yōu)化數學模型。該模型通用性較好，通過不同的參數設定可滿足不同的實際需求，如最優(yōu)縱傾下的最佳配載、任意吃水下壓載水調平及載況優(yōu)化等。在模型求解時，采用雙層優(yōu)化法進行求解，將多目標約束優(yōu)化轉換為雙層單目標優(yōu)化問題。散貨船智能配載充分利用了計算機的計算能力，彌補了傳統人工配載的不足，其給出的配載方案可有效改善船舶縱向受力情況。

4、r>　　基于標準差分進化算法及離散差分進化算法實現了散貨船裝貨過程優(yōu)化。散貨船裝貨過程優(yōu)化本質是確定最佳分輪次裝貨方案。本文以“單頭作業(yè)，兩輪裝載”裝貨方式為例，采用標準差分進化算法及離散差分進化算法相結合的混合差分進化算法，對輪次裝貨量及輪次裝貨順序分別進行實數編碼和整數編碼，建立了散貨船裝貨優(yōu)化數學模型，并采用雙層優(yōu)化法進行求解，程序會自動給出最佳裝貨方案。該方法可有效提高裝貨效率，保障裝貨安全。
　　最后，基于文中所提出算法