[发明专利]一种基于应用数学模型的集装箱平衡控制方法

摘要

本发明公开了集装箱装载技术领域的一种基于应用数学模型的集装箱平衡控制方法，该基于应用数学模型的集装箱平衡控制方法的具体步骤如下S1建立空间坐标系；S2建立应用数学模型及其构建目标函数；S3输入集装箱装载货物的横、纵向允许偏移量；S4确立集装箱平衡装箱实验方案；S5计算装载货物的横、纵向偏移量；S6根据集装箱约束条件调整集装箱平衡装箱方案，本发明在考虑集装箱容积和载重量等约束条件下，解决了货物装载稳定性、空间独占性和平衡装配的问题，本发明通过对集装箱应用数学模型的建立，设计了相应的求解算法，能够快速有效的求出货物在集装箱内最优装箱方案。

主权项

一种基于应用数学模型的集装箱平衡控制方法，其特征在于：该基于应用数学模型的集装箱平衡控制方法的具体步骤如下：S1：以集装箱箱内左后下角为坐标原点、箱底板为X‑Y平面，建立空间直角坐标系，其中X轴沿集装箱端壁侧边，方向从后向前，Y轴箱底板侧边并平行于箱底板横向中心线，方向从左向右，Z轴垂直箱底板平面上；S2：空间、平面及装载后的货物在X、Y、Z轴方向上的尺寸分别称之为宽、长、高，并建立以集装箱容积利用率为第一目标、最大化载重量利用率为第二目标的集装箱平衡装箱数学模型，其目标函数如下：maxZ=αΣi=1NΣj=1nNpijQijQ+βΣi=1NΣj=1nNpijVijV]]>满足：|Σi=1NΣj=1nNpijpijxQijΣi=1NΣj=1nNpijQij-W2|≤Δ1,---(1)]]>|Σi=1NΣj=1nNpijpijyQijΣi=1NΣj=1nNpijQij-L2|≤Δ2,---(2)]]>aij≤pijx≤W-(Aij-aij),---(3)]]>bij≤pijy≤L-(Bij-bij),---(4)]]>hij≤pijz≤H-(Hij-hij),---(5)]]>Σi=1NΣj=1nNpijQij≤Q,---(6)]]>Σi=1NΣj=1nNpijVij≤V,---(7)]]>MAX[|pijx-pstx|(Aij+Ast),|pijy-psty|(Bij+Bst),|pijz-pstz|(Hij+Hst)2]≥1,---(8)]]>对一切i≠s或j≠t，(pijz-hij)*{|pijz-dpijzHij2-1|}+|MAX[|pijy-dpsty(dAst-Aij)2|,1]-1|+|MAX[|pijx-dpstx(dBst-Bij)2|,1]-1|=0,---(9)]]>对一切i，jpij＝0或1，对一切i，j，对一切i，j式中，pij表示第i类货物的第j个货物，若货物pij装入了集装箱，pij取1，否则取0；L，W，H，Q和V分别表示集装箱的长、宽、高、载重量和箱内有效容积；Qi和Vi分别表示第i货物的重量和体积；Aij，Bij和Hij分别表示货物pij装载后的宽、长、高；(aij，bij，hij)表示货物pij装载的重心位置，即为货物pij装箱后的重心坐标，其中分别为货物pij中心到YZ平面即后内侧衬板、XZ平面即端壁内衬板和XY平面即底板的距离，dAij和dBij分别为装载货物pij的底面的左后点的坐标、宽和长；为箱底板纵横中心线交叉点坐标，Δ1(≥0)为横向允许偏移量，Δ2(≥0)为纵向允许偏移量；在式中，α和β为＞0＜1的常数，且α＞β；S3：输入集装箱货物pij的横向允许偏移量Δ1及其纵向允许偏移量Δ2，并输入横向偏移量可调节次数φh和纵向偏移量可调节次数φz；S4：已调节次数确立集装箱平衡装箱实验方案；S5：判断集装箱平衡装箱实验方案中货物pij的总重心(aij，bij，hij)是否满足横向、纵向允许偏移量的限制；S6：根据集装箱的所有约束条件调整集装箱平衡装箱实验方案，并将其即为最终集装箱的装载方案，并输出该平衡集装箱装载方案的货物布局表。