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智能码头复杂系统的若干问题和算法

王晓  
【摘要】:本文第一章先介绍集装箱码头的发展状况、作业流程,然后从最优化方面对作业流程中存在的问题进行简单分析,并提出利用图论理论的解决办法,最后简单介绍图论的相关理论。 第二章是本文的重点,也是本文的重要创新之处。本章有五部分内容,第一部分讲述完美匹配(Perfect Matching)和最大匹配(Maximum Matching)的内容及其寻找最大匹配的算法;第二部分先详细分析集装箱码头配载作业流程中存在的问题,然后从中抽象出二部图的图论模型,并描述对一一匹配(Matching)的推广,最后提出从二部图(Bipartite Graph)中找这种推广匹配的算法(Algorithm)的问题;第三部分分别从匹配和网络流(Network Flows)方面考虑这个问题,并从匹配的角度和网络流的角度提出寻找推广匹配的算法,并证明了算法的有效性;第四部分讨论寻找最大权的推广匹配的算法;第五部分讲述我们得出的新理论在码头开发的对作业流程进行优化的软件中的运用。 第三章对集装箱码头应用性较强的装船方式进行研究,并建立起矩阵模型对集装箱的上船顺序进行优化,最后论证了它们在实际操作中的可行性。 第四章从分析堆场的翻箱问题开始,然后对此问题建立图论模型,最后提出一种受限制广度优先搜索(Breadth First Search)算法和算法中的剪枝优化方案。


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