[发明专利]一种基于改进SPEA2算法的岸吊优化调度方法

摘要

本发明涉一种基于改进SPEA2算法的岸吊优化调度方法，具体涉及岸吊调度技术领域。该基于改进SPEA2算法的岸吊优化调度方法通过结合局部进化方法和岸吊作业约束方法，对SPEA2算法进行改进，在每一次进化中，保留外部存档集Et和局部进化种群为Qt，Et负责进行全局搜索，Qt负责进行局部搜索，二者构成下一代进化的父代种群，共同参与SPEA2的其他遗传进化操作。算法兼顾了全局搜索与局部搜索，同时外部存档集Et和局部进化种群Qt可以进行基因交换，这样，既弥补了算法局部搜索不足，保证了种群基因多样性，又突破了种群内部的平衡，防止陷入局部最优。

主权项

一种基于改进SPEA2算法的岸吊优化调度方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：定义待装卸任务集合为W，对待装卸任务进行编号，采用岸吊作业约束方法对岸吊作业顺序进行约束；步骤二：定义种群中个体数最大值为M，迭代次数为t，进化到t代时的种群为Pt，令迭代次数t＝0，随机产生初始化种群P0，定义P0中的每一个体为i，如果个体不满足约束条件和作业顺序约束，则将该个体i删除，并重新生成下一个个体i，直到P0中个体全部符合条件，并将全部符合条件的个体定义为优秀个体；步骤三：定义外部存档集为Et，局部进化种群为Qt，当迭代次数t＝0时，E0为空的外部存档集，Q0为空的局部进化种群；步骤四：将P0中的优秀个体复制到E0，具体为：对P0中的每一个体i计算目标函数值，如果Pareto前沿为1，则将个体i复制到E0中，如果E0中的个体数大于最大值M，则使用截断策略方法进行修剪；步骤五：将E0中的二分之一的个体复制到Q0；步骤六：开始迭代循环，对于每一次迭代t，计算Pt、Et和Qt中个体的适应度值，并按照适应度值由小到大进行排序；步骤七：将Pt和Et中的非支配个体复制到Et+1中，如果Et+1中的个体数大于M，则使用截断策略方法进行修剪；如果Et+1中的个体数小于M，则复制Pt和Et中的受支配个体到Et+1中，直到Et+1中的个体数等于M；步骤八：计算Et+1中个体的适应度值，并按适应度值由小到大进行排序，并复制Et+1中前个个体到Qt+1中；步骤九：对Qt+1中的每一个体进行局部进化；步骤十：对Et+1和Qt+1中的个体采用锦标赛方法选择优秀个体进入交配池；步骤十一：对交配池中的每一个个体执行交叉和变异操作，产生下一代种群Pt+1；步骤十二：迭代次数加1，即令t＝t+1，如果t大于最大迭代次数，则停止搜索，输出Et和Qt。