增强学习算法在集装箱船舶配载问题上的应用,这篇配载论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
配载论文参考文献：
集装箱船舶配载是集装箱码头生产作业的重要环节之一,其直接影响码头整体装卸作业效率.目前,我国集装箱码头主要采用传统在线搜索算法解决集装箱船舶配载问题,但此类方法在求解大规模算例时效率较低.为此,本文采用增强学习算法,将大量耗时计算前置到线下训练阶段,实际配载时则利用训练好的网络直接求解,从而提高求解效率.具体思路如下：首先,分析集装箱船舶配载问题的关键决策因素,并从中提炼相关的配载特征向量；然后,根据集装箱船舶配载问题的特点和约束条件,设计相应的状态、动作和回报函数,以计算每组集装箱-船箱位配对的Q值,并以配载特征向量作为网络输入,以每组集装箱-船箱位配对的Q值作为网络输出,以均方误差作为评估函数,构建增强学习网络,并结合Q学习算法实现集装箱船舶配载问题的增强学习算法；最后,分析该算法与传统智能优化算法的区别,说明增强学习算法能够高效求解集装箱船舶配载问题.
1 研究现状
目前,我国集装箱码头主要依靠人工加计算机辅助的方式制订集装箱船舶配载计划,而人工配载的一大弊端是配载结果容易受到配载员个人经验和状态的影响；因此,如何将配载员的个人经验与计算机算法相结合,快速、有效地制订合理的配载计划有重要的研究意义.国内外学者对集装箱船舶配载问题的研究主要集中在配载模型和配载算法方面.
1.1 配载模型的研究现状
（1）主贝计划配载模型 TODD等针对单港口的主贝计划配载问题,以纵倾力矩、横倾力矩、船舶稳性和距离位置等为约束条件,以翻箱量最小为目标函数,采用遗传算法求解.ZHAO等针对集装箱船舶主贝计划配载问题,考虑船舶稳性、翻箱量和场桥作业效率等因素,建立多目标整数规划模型；但该模型过于复杂,很难进行规划求解,缺乏实用性.MOURA等在同时考虑主贝计划和航线因素的情况下,以运输成本最小化为目标函数,建立混合整数规划模型.
（2）贝内计划配载模型 RIEL等以翻箱量最小为优化目标构建简单的整数规划模型,并设计相应算法,通过算例验证该算法在较小规模的情况下可以得到较好的求解效果；但该模型过于简单,实用性不强.SHIELDS建立数学模型,并将模型求解结果与实际装船结果进行对比,证明模型的有效性；但由于当时的船舶大多为中小型船舶,该模型已无法适应当前船舶大型化趋势下的约束条件和优化目标.IMAI等构建0-1整数多目标配载模型,计算得到堆场翻箱量；但在配载问题中,如果存在大量0-1整数二元变量和约束条件,求解难度将加大,很难得到最优解.
1.2 配载算法的研究现状
大多数学者采用智能优化算法求解集装箱船舶配载问题.ALVAREZ在考虑正面吊移动距离、翻箱量和船舶质量分布的情况下,提出基于多个初始解的禁忌搜索算法,并将该算法运用到实际算例中与混合整数规划算法进行对比.研究结果表明,其设计的算法能够在较短时间内求解上百个箱量的算例,而混合整数规划算法只能求解40个以内集装箱的算例.KIM等提出运用束搜索算法求解集装箱船舶配载问题,并在考虑场桥和翻箱量等因素的基础上构建模型,制订合理、有效的配载和收箱策略.LEE等利用层级理论解决集装箱船舶配载问题,将发箱顺序问题分解为小规模子问题,并设计一种将蚁群算法与禁忌搜索算法相结合的混合启发式算法.算例验证结果表明,该混合启发式算法的求解效率高于单纯的蚁群算法和禁忌搜索算法.卫家骏[14]设计禁忌搜索-蚁群混合算法求解集装箱船舶配载问题,并通过仿真模拟试验进行验证.
1.3 小结
综上所述,针对集装箱船舶配载问题,现有的研究主要聚焦于构建混合整数规划模型,并利用特殊设计的启发式算法求解.该类算法虽然能够在一定程度上较好地求解小规模算例,但仍然存在很大局限性,例如：只能求解特殊情况下的配载问题；大规模算例的求解效率不高；等等.为此,本文采用增强学习算法,通过训练得到配载智能体,从而能够在各種情况下高效求解配载问题.
2 集装箱船舶配载问题描述
2.1 决策因素
（1）集装箱不悬空原则 在制订装船作业的贝内计划时,需要考虑集装箱的装船顺序.如果同一列的上层船箱位的装船顺序先于下层船箱位的装船顺序,就会造成集装箱悬空现象,致使装船作业无法顺利进行,进而导致装船作业效率下降.
（2）海侧至陆侧装船原则 在陆侧已装船集装箱层高高于海侧已装船集装箱层高的情况下,如果需要继续为海侧船箱位发箱,岸桥的起升高度必须超过陆侧已装船集装箱层高,否则会造成集装箱碰撞.为避免产生上述跨高作业,对于同一层的船箱位,配载时应当考虑从海侧往陆侧实施装船作业,从而确保装船作业的安全性和高效性.
（3）船箱位质量范围原则 在制订贝内计划时,应当考虑主贝计划确定的船舶贝位预分层质量,即每个贝位每层集装箱的质量范围,确保每个船箱位的集装箱质量在此范围内,以满足船舶稳性和集装箱绑扎要求.
（4）重压轻极限原则 理论上,集装箱船舶配载应遵循下重上轻原则；但在实际配载过程中,为方便码头作业,在不影响船舶稳性的前提下,允许存在少量的重压轻.在重压轻的情况下,上下相邻集装箱的质量差通常应控制在0.5～1.0t,具体可根据船型作相应调整.
2.2 优化目标
（1）舱面梯形配载 梯形配载是舱面配载的独特工艺,指配载时应考虑按船箱位顺序从海侧往陆侧以楼梯形式依次发箱,从而确保相邻格栅已装船集装箱的层高不至于相差过大,同时降低岸桥司机的作业难度.
（2）减少翻箱频次 翻箱作业是无用作业,是导致装船作业效率下降的主要因素之一.对于堆场内同一箱区、同一贝位、同一列的集装箱,配载时应尽量使上层集装箱先发,否则会导致翻箱作业.为避免场桥频繁翻箱,配载时应当考虑同一箱区、同一贝位、同一列的集装箱从上往下依次发箱,从而使场桥翻箱频次最小.
（3）减少移机频次 此处的移机指场桥在不同箱区之间或同一箱区内的不同贝位之间移动.装船作业时,如果相邻发箱顺序号所对应的集装箱位于不同箱区或同一箱区内的不同贝位,就会造成移机.不合理的发箱顺序会导致场桥在不同箱区之间或同一箱区内的不同贝位之间频繁移动,使得装船作业效率下降；因此,配载时应当考虑同一箱区内的同一贝位连续发箱,从而使场桥移机频次最小.
结论：关于配载方面的论文题目、论文提纲、配载论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
集装箱船舶大型化路变窄
摘要：本文主要从三个方面论述集装箱船舶大型化不适合未来市场。第一，世界经济的发展萎靡不振，世界贸易需求下降；第二，从航运市场的集装箱运价指数，供。
基于超球结构支持向量机增量学习算法
摘要：本文首先分析了增量学习过程中支持向量与非支持向量的相互转化问题，而后在此基础上提出了基于超球结构的支持向量机增量学习算法。该算法主要利用超。
聚类稳定性分析方法增强单类学习算法
作者简介：熊玉玲，2003年毕业于湘潭大学信息与计算科学专业；2013～2016，人民大学统计学院；现任职于百度地图大数据团队，专注于交通大数据。
内河船舶配员不足问题
摘 要：本文对当前船舶配员不足存在的问题及海事部门在船舶配员管理上存在的问题进行梳理，对船舶配员不足产生的原因，提出了通过加强源头管理，优化运力。