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铁路适盘货物装载方案优化及系统开发
| 论文题名： | 铁路适盘货物装载方案优化及系统开发 |
| 关键词： | 铁路运输;适盘货物;装载方案;启发式算法;软件开发 |
| 摘要： | 托盘运输是铁路集装化运输的重要内容，货物托盘装载是实现集装化运输的重要保障。适盘货物装载方案的质量会影响到货车的装载效率，进而影响到运输成本、送货周期和资源利用率。所以，合理的货物装载方案会给铁路集装化运输带来更大的经济效益。本文在国内外装载优化理论研究的基础上，结合铁路货物装载的实际约束条件，分别构建了使用托盘的同类直方体货物、同类圆柱体货物和混合直方体货物的铁路货车装载优化模型，并根据问题特点设计了相应的算法进行求解;在此基础上开发了铁路托盘装载优化软件系统，实现了本文优化算法的设计思想。论文的主要研究工作如下: (1)分析了铁路适盘货物装载方案优化问题的相关约束条件，主要包括了重心位置约束、装载范围约束、货物支撑面约束、装载重量约束、放置不重叠约束、放置方向约束和货物堆码强度约束，为装载优化模型的建立提供理论基础。 (2)针对同类直方体货物托盘装载优化问题，建立了以货车载货数量最多或者货车载货空间利用率最大为目标的装载优化模型;根据同类货物三维装载问题特点，将其转化为确定货物在托盘上的堆码层数、托盘货件在货车内的堆码层数、货物在托盘上的布局以及托盘货件在货车车厢内的布局等几个方面;分析了货物和托盘货件堆码层数的确定方法，并提出改进的二维布局优化算法求解货物和托盘的二维布局方案，通过实例分析说明了装载算法的有效性。 (3)针对同类圆柱体货物托盘装载优化问题，建立了以货车载货数量最多或者货车载货空间利用率最大为目标的装载优化模型;将圆柱体货物的三维装载问题转化为圆形的二维排样问题，并利用圆形规范排样算法进行求解，通过实例分析验证装载算法的有效性。 (4)针对混合直方体货物托盘装载优化问题，建立了以货车车厢使用数量最少为目标的装载优化模型，并提出了三阶段装载算法进行求解:第一阶段，同类货物利用二维布局优化算法求解托盘装载方案;第二阶段，混合货物利用基于“平面”和“货物块”的启发式算法求解托盘装载方案;第三阶段，求解托盘货件装车方案。最后，给出了混合货物装载方案的求解实例。 (5)利用Microsoft Visual Studio2012开发铁路托盘装载优化软件系统，系统主要包括了数据库模块、输入模块、托盘设计模块、装载计算模块、约束条件模块、输出模块和图形显示模块，用户可以通过不同的视角查看装载方案的三维视图。 |
| 作者： | 秦鉴 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 何世伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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