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某船闸船舶调度优化研究及可视化实现
| 论文题名： | 某船闸船舶调度优化研究及可视化实现 |
| 关键词： | 内河船闸;闸室排布;船舶调度;可视化技术 |
| 摘要： | 船闸作为内河运输中的一种通航设施，其发展水平对于整个内河运输体系而言具有十分重要和深远的影响。随着我国经济的迅猛发展，内河船舶流量日趋增加，在水运体系中占有重要地位的船闸，其通过能力不足以及运行管理系统二维画面表现力不足的问题日益凸显，对船闸船舶调度进行优化以提高航道运输能力及船闸运行效率、通过三维可视化系统提高船闸管理运维水平，让操作人员获得“所见即所得”的体验感具有十分重要的意义。 本文针对上述问题，以某内河船闸为研究对象，从闸室排布及调度策略两个角度出发，建立行之有效的调度问题模型，对船闸船舶调度优化进行了深入研究；从可视化的角度出发，建立虚拟船闸环境并利用Unity平台完成对船闸船舶调度三维可视化软件的开发，完成了对调度管理相关功能的实现。 本文的主要内容如下： （1）利用船闸系统的相关概念理论，依据过闸安全性和调度策略对船舶类型进行划分，并结合船闸通过能力的影响因素，从过闸船舶数量和质量的角度综合确定了船闸船舶调度的评价指标。 （2）从闸室排布的最终目标考虑，兼顾船舶方过闸质量定义了船舶过闸的优先级，并在排布中引入了剩余矩形匹配度的概念，提出了改进后的排布模型，之后采用粒子群算法优化参数，通过与常用排布模型的仿真对比，验证了模型的效果。 （3）通过对调度评价指标的均衡分析，建立了船闸船舶调度系统的综合评价指标体系，结合船舶预约到达信息利用运筹学的理论构建了整体调度模型，采用局部枚举的方法以求得到多个调度周期下的最优策略，并利用遗传模拟退火混合算法优化参数，对某船闸进行实例仿真对比分析验证了模型的效果。 （4）根据上述理论基础，本文通过Unity平台开发了船闸船舶调度可视化软件，完成对船舶运行状态监测及闸室编排等各种功能的实现。 本文研究建立的调度模型与可视化功能的实现能够为内河船闸调度优化以及运行管理工作提供参考和借鉴。 |
| 作者： | 陈思旭 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 商蕾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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