集装箱船舶装箱排序问题的两阶段算法_李俊1

集装箱船舶装箱排序问题是集装箱港口运营中的核心优化问题之一，涉及到如何有效地安排集装箱的装载顺序以及在船舶上的摆放位置，以最大化装载效率、确保船舶稳定性并遵循实际操作约束。该问题具有复杂的组合优化特性，因此解决起来具有挑战性。 文章提出了一种名为SWO-HES的两阶段算法来处理这一问题。第一阶段采用了吱呀轮算法（Squeaky Wheel Algorithm, SWO），这是一种基于大邻域导向搜索的优化算法。SWO模仿了物理世界中“吱呀”轮子会被优先维修的现象，通过不断寻找问题中最需要改进的部分（即“最响的轮子”）来更新解决方案，从而优化集装箱的装载顺序。这种方法旨在减少堆场发箱顺序与船舶配载之间的冲突，提高整体作业效率。 第二阶段是基于第一阶段得到的装箱顺序，采用混合演化策略算法（Heuristic Evolutionary Strategy Algorithm, HES）。HES结合了启发式规则和演化策略，对船舶内部的箱位布局进行进一步优化。通过引入进化算法的随机性和适应度函数，HES能够有效地探索庞大的解决方案空间，找到更优的箱位分配策略。 为了验证所提出的模型和算法的有效性，研究者进行了不同规模的算例分析，并将SWO-HES与传统的智能算法（如遗传算法、模拟退火等）、基于实际装船规则的启发式算法进行了对比。这些对比分析揭示了SWO-HES在解决装箱排序问题时的优越性能，尤其是在处理大规模问题时的效率和精度。 该研究为解决实际运营中面临的复杂集装箱船舶装箱排序问题提供了一种新的有效工具。通过两阶段的优化策略，既考虑了集装箱的装载顺序，又解决了箱位布置问题，有助于提升港口的作业效率，降低运营成本，同时满足船舶安全航行的要求。未来的研究可能会进一步探索如何将这种算法与实时数据集成，以适应更加动态的港口环境。