基于遗传算法的集装箱装车配载方案的优化

摘要

针对手工编制集装箱装车配载方案费时、配载不合理等问题,基于集装箱和铁路车辆的参数,推导集装箱装车后铁路车辆的转向架承重、左右两转向架承重差和合重心横向偏离量的计算公式.以1组待装车的左右两转向架承重差之和最小为目标函数,以车辆的载重、转向架承重、左右两转向架承重差和合重心横向偏离量以及集装箱的箱重限制为约束条件,建立集装箱装车配载方案的优化模型.基于遗传算法原理,设计启发式遗传算法对该模型求解,采用罚函数方法和修复策略处理约束条件,并针对编码提出特殊交叉算子和变异算子,以保证生成可行解.以将42个20英尺集装箱和16个40英尺集装箱配载在37辆铁路车辆上为例,采用建立的模型和启发式遗传算法得到集装箱装车的配载方案.该方案不仅满足铁路车辆装载技术要求,而且优于手工编制的配载方案,验证了该优化模型及其求解算法的有效性和合理性,可以实现集装箱装车配载的智能化.