基于NCL的集装箱单箱装载优化研究

摘要

随着集装箱运输及集装箱在相关行业与领域应用快速发展，集装箱装载问题在实际应用中作用日益突出，成为了近年来专家学者研究的重点。集装箱装载是集装箱运输及相关作业过程中的一个重要环节，例如在配送业务中，合理高效的装箱方案可以提高集装箱的空间利用率，降低配送成本及提高配送效率等。集装箱装载问题属于NP完全问题，尽管到目前为止，许多学者对该类问题进行大量的研究，但是一直没有得出一个有效的解决集装箱装载问题的算法，所以研究用的新的方法和根据来解决该类问题具有非常重要的意义。
　　 本文首先分析了集装箱装载问题的背景及研究意义，阐述关于集装箱装载问题的基本理论，主要集装箱装箱问题的常有分类及优化算法；紧接着介绍了自然约束语言(Natural Constraint Language，NCL)及优化平台(Programming inOperational and Expressive Models，POEM)的基础理论知识，同时对自然约束语言(NCL)及优化平台POEM在物流优化问题的应用进行了详尽分析；最后在前两章基础之上，得出了集装箱单箱装载问题的数学模型及NCL模型，充分的利用了NCL语言在混合集合规划上的优势，提出了新的解决该类问题的方法及应用工具，在文章的最后通过实例数据验证NCL模型的有效性。
　　 本文的核心主要主要是在前人集装箱装箱研究基础之上，同时结合NCL语言和优化平台POEM提出一个解决集装箱单箱装载问题的新的方法，主要解决的是弱异类货物的装箱问题。基于NCL语言理论和优化平台POEM，该算法相比其他算法拥有明显的优势，抛开了以前的繁琐处理，尤其在实例数据验证下，该算法求解集装箱单箱装载优化问题是可行的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

1.1课题的背景及研究意义

1.1.1选题背景

1.1.2研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3本文研究主要内容

1.4论文框架

第二章 集装箱装箱问题基本理论

2.1裁剪与装填问题概述

2.1.1裁剪与装填问题

2.1.2裁剪与装填问题分类

2.2集装箱问题概述

2.1.1集装箱装载问题

2.2.2集装箱装载问题分类

2.2.3集装箱装载问题的常用算法

第三章NCL语言的优化应用研究

3.1 NCL语言及优化平台POEM

3.1.1自然约束语言(NCL)概述

3.1.2 POEM平台概述

3.2 NCL模型

3.2.1 NCL建模

3.2.2模型实例

3.3 NCL模型求解

3.3.1 NCL的求解框架

3.3.2其他优化算法的求解理论

3.3 NCL语言的优化应用

3.3.1车辆路径问题的优化应用

3.3.2选址问题的优化应用

3.3.3离散式生产排程问题的优化应用

第四章 基于NCL的集装箱单箱装载优化模型

4.1集装箱单箱装载问题描述

4.1.1问题描述

4.1.2约束条件分析

4.2数学建模

4.2.1模型使用符号说明

4.2.2目标函数

4.2.3约束条件

4.3 NCL模型

4.3.1模型主要约束表示

4.3.2数据约束部分

4.3.3搜索策略规则

第五章 模型应用分析

5.1模型数据

5.2模型求解

5.3模型分析

第六章 研究结论和展望

6.1研究结论

6.2未来展望

参考文献

致 谢