[发明专利]一种三维集装箱装载布局优化方法及系统

权利要求书

1.一种三维集装箱装载布局优化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对待装箱货物进行编码，生成待装箱货物的多个初始货物集，并利用遗传算法生成所述初始货物集的子代货物集；

计算子代货物集中各个体的适应度值及其父代货物集中各个体的适应度值，当子代货物集中各个体的适应度值之和相对其父代货物集中各个体的适应度值之和不再增加时，对相应子代货物集进行个体解码，得到可行解；

将多个初始货物集对应的多个可行解构成的集合作为蚁群算法的输入，利用蚁群算法迭代搜索得到所述待装箱货物的最优装箱方案。

2.如权利要求1所述的三维集装箱装载布局优化的方法，其特征在于，所述利用遗传算法生成所述初始货物集的子代货物集的步骤还包括以下步骤：

初始化遗传算法控制参数；

根据适应度函数计算所述初始货物集中各个体的适应度值；

根据计算得到的所述适应度值以及预存的变异概率，以所述初始货物集为基础进行选择、交叉、变异迭代处理，得到所述初始货物集的多个连续子代货物集。

3.如权利要求2所述的三维集装箱装载布局优化的方法，其特征在于，所述适应度函数满足关系式：

F＝(l_i·w_i·h_i/L_j·W_j·H_j)×100％

其中，F为适应度函数；l_i为第i类货物的长度，w_i为第i类货物的宽度，h_i为第i类货物的高度；L_j为集装箱的长度，W_j为集装箱的宽度，H_j为集装箱的高度。

4.如权利要求2所述的三维集装箱装载布局优化的方法，其特征在于，所述选择处理采用最优保存策略和轮盘赌选择法，所述根据计算得到的所述适应度值以及预存的变异概率，以所述初始货物集为基础进行选择、交叉、变异迭代处理，得到所述初始货物集的多个连续子代货物集的步骤还包括以下步骤：

根据计算得到的个体适应度值及最优保存策略和轮盘赌选择法，确定所述初始货物集中每个个体的选择概率；

根据确定的所述每个个体的选择概率在所述初始货物集内选择两个父个体；

根据预存的变异概率对选择的所述两个父个体进行变异处理或交叉处理，将处理后的两个父个体插入到所述初始货物集的下一连续子代货物集中，并计算所述初始货物集的下一连续子代货物集中各个体的适应度值；

根据计算得到的当前子代货物集中各个体的适应度值及最优保存策略和轮盘赌选择法，确定当前子代货物集中每个个体的选择概率；

根据确定的当前子代货物集中每个个体的选择概率在当前子代货物集内选择两个父个体；

根据预存的变异概率对选择的所述两个父个体进行变异处理或交叉处理，将处理后的两个父个体插入到当前子代货物集的下一连续子代货物集中，从而迭代得到所述初始货物集的多个连续子代货物集。

5.如权利要求1所述的三维集装箱装载布局优化的方法，其特征在于，所述对相应子代货物集进行个体解码，得到可行解的步骤还包括以下步骤：

从相应子代货物集中顺次取出一待装箱货物，根据取出的所述待装箱货物信息计算取出的所述待装箱货物的体积；

根据装箱约束条件V′+l_i·w_i·h_i≤V判断取出的所述待装箱货物是否可以装入集装箱中，其中，V′为已装入集装箱的货物体积，l_i·w_i·h_i为取出的所述待装箱货物的体积，V为集装箱的有效容积；

根据判断结果，当判断取出的所述待装箱货物可以装入集装箱中时，将取出的所述待装箱货物的体积累加到所述已装入集装箱的货物体积V′中，当判断取出的所述待装箱货物不可以装入集装箱中时，从相应子代货物集中顺次取出下一待装箱货物，当相应子代货物集中全部待装箱货物取完或取出的待装箱货物的体积与已装入集装箱的货物体积之和大于所述集装箱的有效容积时，得到相应子代货物集转化后的可行解。