專利名稱：：一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及物流運(yùn)輸行業(yè)的貨物配載，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法。
背景技術(shù)：
：集裝箱是長途運(yùn)輸業(yè)的一種現(xiàn)代化工具，它是一種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)輸容器，集裝箱的使用大大提高了運(yùn)輸效率。集裝箱的空間利用率是衡量一種裝載效果好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一，由于集裝箱運(yùn)用于運(yùn)輸，也需要考慮下面幾個(gè)方面運(yùn)輸載體(如車輛)具有載重負(fù)荷的要求，故貨物的裝載要有重量上的限制；貨物裝載到集裝箱容易使集裝箱的總體重心偏離集裝箱的中心，如果在運(yùn)輸中集裝箱的重心嚴(yán)重偏向某一側(cè)，則當(dāng)運(yùn)輸載體沿曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，重心就會(huì)作用到運(yùn)輸載體上，因而會(huì)降低穩(wěn)定性；通過經(jīng)驗(yàn)可知，貨物的易碎性與重量和受到的壓力有關(guān)，故一般把重的貨物放在輕的貨物下面，這樣也易于操作人員的裝卸，所以這些都是裝箱需要考慮的問題?，F(xiàn)有的裝箱技術(shù)能夠取到很好的空間利用率，如論文"何大勇，鄂明成,查建中，王春喜，姜義東.基于空間分解的集裝箱布局啟發(fā)式算法及布局空間利用率規(guī)律[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),2000，12(5):367-370."、"姜義東,查建中，何大勇.集裝箱裝載矩形貨物的布局研究.鐵道學(xué)報(bào)，2000,22(6):13-18."和"劉霞，呂漢興.集裝箱裝載矩形貨物的一種啟發(fā)式算法.起重運(yùn)輸機(jī)械，2003，(1):16-18."等。但這些技術(shù)僅限于空間利用率方面上的改進(jìn)，實(shí)用性不高?？紤]到集裝箱裝箱具有較多的限制條件，本發(fā)明提出的一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法，目的是在滿足各種限制條件下搜索出一組空間利用率比較高的配載方案，因此該方法具有較高的實(shí)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法，在滿足各種限制條件下，通過引入蟻群算法搜索出一組待裝貨物的順序序列使得裝完后能夠得到空間利用率較高的配載方案，該方法通過以下流程實(shí)現(xiàn)(1)、讀取貨物數(shù)據(jù)和貨物規(guī)格，并輸入集裝箱的規(guī)格載重負(fù)荷，預(yù)定裝完后貨物在寬度方向上的重心偏移率范圍、長度方向上的重心偏移率范圍、重力勢(shì)能符合率范圍，最大搜索次數(shù)M4X;(2)、對(duì)待裝貨物進(jìn)行編碼變換，把編碼選擇問題轉(zhuǎn)換到蟻群算法所能處理的路徑選擇上；所謂蟻群算法，是模擬自然界中螞蟻覓食的原理，蟻群算法不需要任何先驗(yàn)知識(shí)，最初只是隨機(jī)地選擇搜索路徑，隨著對(duì)路徑信息的了解，搜索變得有規(guī)律，并逐漸逼近直至最終找到一條比較好的路徑，對(duì)所要裝載的貨物進(jìn)行編碼^,S，...,^，把編碼中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)看成是蟻群算法中路徑上的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間都存放著螞蟻留下的信息量，信息量為ry(表示從/結(jié)點(diǎn)到/結(jié)點(diǎn)的信息量)，初始時(shí)刻信息量^為一常量C;(3)根據(jù)路徑上的信息量搜索出一條完整的路徑，即得出一組待裝貨物的順序序列；路徑選擇方法設(shè)當(dāng)前螞蟻隨機(jī)從某一結(jié)點(diǎn)出發(fā)，在路徑搜索過程中在S結(jié)點(diǎn)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)選擇概率/7，選擇從f結(jié)點(diǎn)到下一結(jié)點(diǎn)的選擇概率與^接近的結(jié)點(diǎn)^(下一結(jié)點(diǎn)不能選己選擇過的結(jié)點(diǎn))，其中下一結(jié)點(diǎn)選擇概率的計(jì)算方法為/^=、/(;(4)、對(duì)得出的待裝貨物的順序序列，按下面方式進(jìn)行填裝并得出空間利用率/;把集裝箱看成是一張二維的面，面內(nèi)有裝載貨物的高度信息，視覺角度從箱子的高度方向垂直往下看，三維貨物也看成是一張二維的面，面內(nèi)有高度的信息，對(duì)于集裝箱未裝貨物的地方高度信息為零，每放入一塊貨物后高度信息增加貨物的高度并與不同高度的面分割開來，集裝箱的高度作為裝載貨物的限制高度；把集裝箱二維矩形面的長度與寬度按豎直與水平的方向建立坐標(biāo)，原點(diǎn)在矩形面的左上角，水平向右為x軸遞增坐標(biāo)軸，豎直向下為y軸遞增軸；為了便于查找可以容得給定貨物的面，本發(fā)明用二維鏈表表示集裝箱內(nèi)部裝有不同高度貨物的各個(gè)面，二維鏈表使用方法x軸方向的指針后面的所有的矩形面y坐標(biāo)相等，并按X坐標(biāo)遞增成為一條單鏈表；y軸方向的按y坐標(biāo)的大小遞增；從待裝貨物的順序序列拿出當(dāng)前貨物，從高度信息最小的面開始尋找一塊可以容得下當(dāng)前貨物的面，若找到則裝入當(dāng)前貨物重新修改面的高度信息并計(jì)算當(dāng)前裝入貨物的總體積，若找不到，則從貨物順序序列中拿出下一塊，直到?jīng)]有貨物或集裝箱不能再裝入貨物為止；計(jì)算空間利用率/，空間利用率為裝入貨物總體積與集裝箱體積的比率；(5)、對(duì)填裝完的貨物(即配載方案)進(jìn)行指標(biāo)考察；重量考察指標(biāo)對(duì)于一組配載方案，計(jì)算裝入的貨物總重量，判斷是否小于集裝箱所能承受的重量；集裝箱寬度方向上的穩(wěn)定性指標(biāo)對(duì)于一組配載方案，要求所裝入的貨物在寬度方向上重心不能嚴(yán)重偏向某一邊，一般取寬度方向上的重心偏移率在5%以內(nèi)；計(jì)算位于寬度中間線左邊的貨物的力矩重量,其中m表示貨物重心在寬度中間線左邊的個(gè)數(shù)，W,表示貨物的重量，/,表示貨物重心到寬度中間線的矩離；計(jì)算位于寬度中間線右邊的貨物的力矩重量g^Wy，其中《表示貨物重心在寬度中間線右邊的個(gè)數(shù)，M^表示貨物的重量，6表示貨物重心到寬度中間線的矩離；因此，寬度方向上的重心偏移率=||>,<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>集裝箱長度方向上的穩(wěn)定性指標(biāo)對(duì)于一組配載方案，要求所裝入的貨物在長度方向上重心不能嚴(yán)重偏向某一邊，一般取長度方向上的重心偏移率在10%以內(nèi)；計(jì)算位于長度中間線上邊的貨物的力矩重量，其中w表示貨物重心在長度中間線上邊的個(gè)數(shù)，^表示貨物的重量，"表示貨物重心到長度中間線的矩離；計(jì)算位于長度中間線下邊的貨物的力矩重量tw^，其中V表示貨物重心在長度中間線下邊的個(gè)數(shù)，^表示貨物的重量，^表示貨物重心到長度中間線的矩離；因此，長度方向上的重心偏移率<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>解決貨物易碎性和裝卸方便性考察指標(biāo)為了盡量保證重的貨物放到輕的貨物下面，本發(fā)明主要看其裝載的貨物總體重力勢(shì)能，總體重力勢(shì)能越高說明重的貨物就更多的擺放到輕的貨物上面，性能就越差，對(duì)于一組配載方案計(jì)算裝入貨物的總體積「=|>,，其中m表示裝入集裝箱的貨物總數(shù)，^表示單個(gè)貨物的體積；計(jì)算裝入貨物的總重量『=|;^，其中m表示裝入集裝箱的貨物總數(shù)，w表示單個(gè)貨物的重量；把重力勢(shì)能『i^。/=(7+5+2)><『看成是理想的狀態(tài)(其中S為集裝箱的底面積，(廠+S+2)為理想狀態(tài)的重心高度)；計(jì)算裝入貨物的總體重力勢(shì)能『丄^.=t(vv,x/0，其中m表示裝入集裝箱的貨物總數(shù)，w,表示單個(gè)貨物的重量，/z,表示第/個(gè)貨物的重心到集裝箱底部的高度，一般裝載貨物的重力勢(shì)能會(huì)比理想重力勢(shì)能大，故令重力勢(shì)能考査指標(biāo)為，重力勢(shì)能符合率=肌翻,+肌吻，一般取重力勢(shì)能符合率大于85%;(6)、判斷配載方案得出的指標(biāo)結(jié)果是否滿足約束條件的要求；判斷所裝載的貨物總重量是否小于集裝箱所能承受的最大負(fù)荷，裝完貨物后集裝箱寬度方向的重心偏移率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，集裝箱長度方向的重心偏移率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，重力勢(shì)能符合率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，若有一項(xiàng)不滿足，則令空間利用率/為零，否則全部滿足，則判斷空間利用率是否在當(dāng)前搜索出來的配載方案中最好的，若是最好的，則更新當(dāng)前最好的配載方案及貨物怎樣擺放的信息；(7)、根據(jù)空間利用率修改當(dāng)前螞蟻?zhàn)哌^結(jié)點(diǎn)之間的信息量；根據(jù)空間利用率/修改該條路徑上的信息量，按貨物順序序列的頭結(jié)點(diǎn)開始，相連結(jié)點(diǎn)信息量調(diào)整方法為^=/^.+義/()，、表示從S結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到A結(jié)點(diǎn)已有的信息素，其中"_/，^表示當(dāng)前螞蟻?zhàn)哌^后路徑上的信息量，/9可取0.5~0.9，/l根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選??；(8)、當(dāng)前搜索次數(shù)小于最大搜索次數(shù)M4義，則重新進(jìn)入流程(3)，否則，輸出搜索到的空間利用率最高的貨物裝配方案、貨物怎樣擺放信息、空間利用率、貨物總重量、寬度方向上的重心偏移率、長度方向上的重心偏移率和重力勢(shì)能符合率，流程結(jié)束；本發(fā)明的一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法的優(yōu)點(diǎn)是1、應(yīng)用該方法，排除了人為因素，使系統(tǒng)在滿足各種約束件的基礎(chǔ)上，搜索出一組空間利用率較高的配載方案，降低集裝箱的運(yùn)營成本，提高運(yùn)營效益；2、通過引進(jìn)重心穩(wěn)定性等考察指標(biāo)，易于裝載人員對(duì)貨物的搬運(yùn)操作，并能保證在運(yùn)輸過程中貨物擺放的位置具有較好的穩(wěn)定性；3、應(yīng)用該方法，規(guī)范了作業(yè)程序，確保貨物擺放的平穩(wěn)，加快了裝箱速度，提高了工作效率。能給出各個(gè)貨物擺放的三維坐標(biāo)和貨物的擺放方向，便于裝載人員的操作。圖l算法實(shí)現(xiàn)流程圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，如圖1所示，應(yīng)用一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法，對(duì)于一組貨物進(jìn)行了配裝的實(shí)現(xiàn)流程是(1)、讀取表1的貨物數(shù)據(jù)和貨物規(guī)格，并輸入集裝箱的規(guī)格，這里載重負(fù)荷為無窮大，確定裝完后貨物在寬度方向上的重心偏移率不應(yīng)大于5%、長度方向上的重心偏移率不應(yīng)大于10%，重力勢(shì)能符合率要大于8596以上，最大搜索次數(shù)M4Z;(2)、對(duì)待裝貨物進(jìn)行編碼變換，把編碼選擇問題轉(zhuǎn)換到蟻群算法所能處理的路徑選擇上，并初始化路徑信息；對(duì)w個(gè)貨物進(jìn)行編碼A，A，...,A，并把編碼中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)看成是蟻群算法中路徑上的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的信息量初始化為常量C=100;(3)、根據(jù)路徑上的信息量搜索出一條完整的路徑，即得出一組待裝貨物的順序序列；路徑選擇方法設(shè)當(dāng)前螞蟻隨機(jī)從某一結(jié)點(diǎn)出發(fā)，在路徑搜索過程中在f結(jié)點(diǎn)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)選擇概率/，選擇從f結(jié)點(diǎn)到下一結(jié)點(diǎn)的選擇概率與p接近的結(jié)點(diǎn)^(下一結(jié)點(diǎn)不能選已選擇過的結(jié)點(diǎn))，其中下一結(jié)點(diǎn)選擇概率的計(jì)算方法為^^=、./(g12^);(4)、對(duì)得出的待裝貨物的順序序列進(jìn)行填裝并得出空間利用率；把集裝箱看成是一張二維的面，面內(nèi)有裝載貨物的高度信息，視覺角度從箱子的高度方向垂直往下看，三維貨物也看成是一張二維的面，面內(nèi)有高度的信息，對(duì)于集裝箱未裝貨物的地方高度信息為零，每放入一塊貨物后高度信息增加貨物的高度并與不同高度的面分割開來，集裝箱的高度作為裝載貨物的限制高度；把集裝箱二維矩形面的長度與寬度按豎直與水平的方向建立坐標(biāo)，原點(diǎn)在矩形面的左上角，水平向右為JC軸遞增坐標(biāo)軸，豎直向下為y軸遞增軸；為了便于查找可以容得下給定貨物的面，本發(fā)明用二維鏈表表示集裝箱內(nèi)部裝有不同高度貨物的各個(gè)面，二維鏈表使用方法x軸方向的指針后面的所有的矩形面y坐標(biāo)相等，并按x坐標(biāo)遞增成為一條單鏈表；y軸方向的按y坐標(biāo)的大小遞增；從待裝貨物的順序序列拿出當(dāng)前貨物，從高度信息最小的面開始尋找一塊可以容得下當(dāng)前貨物的面，若找到則裝入當(dāng)前貨物重新修改面的高度信息并計(jì)算當(dāng)前裝入貨物的總體積，若找不到，則從貨物順序序列中拿出下一塊，直到?jīng)]有貨物或集裝箱不能再裝入貨物為止；計(jì)算空間利用率/，空間利用率為裝入貨物總體積與集裝箱體積的比率；(5)、對(duì)填裝完的貨物(即配載方案)進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算；計(jì)算裝入貨物的總重量；計(jì)算寬度方向上的重心偏移率計(jì)算寬度方向中間線左邊貨物重心到中間線的力矩重量，計(jì)算寬度方向中間線右邊貨物重心到中間線的力矩重量，寬度方向上重心偏移率為兩者的差的絕對(duì)值和兩者和的比率；計(jì)算長度方向上的重心偏移率計(jì)算長度方向中間線上邊貨物重心到中間線的力矩重量，計(jì)算長度方向中間線下邊貨物重心到中間線的力矩重量，長度方向上重心偏移率為兩者的差的絕對(duì)值和兩者和的比率；計(jì)算重力勢(shì)能符合率設(shè)集裝箱所裝的所有貨物是一塊底面與集裝箱底面一樣的矩形貨物，且該貨物密度均勻，則把這個(gè)狀態(tài)看為集裝箱裝載貨物的理想狀態(tài)，計(jì)算理想狀態(tài)重心到集裝箱底部的重力勢(shì)能，計(jì)算所裝貨物各個(gè)貨物到集裝箱底部的重力勢(shì)能總和，重力勢(shì)能符合率為理想狀態(tài)重心的重力勢(shì)能與所裝貨物的重力勢(shì)能總和的比率；(6)、判斷配載方案得出的指標(biāo)結(jié)果是否滿足約束條件的要求；判斷所裝載的貨物總重量是否小于集裝箱所能承受的最大負(fù)荷，裝完貨物后集裝箱寬度方向的重心偏移率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，集裝箱長度方向的重心偏移率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，重力勢(shì)能符合率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，若有一項(xiàng)不滿足，則令空間利用率/為零，否則全部滿足，則判斷空間利用率是否在當(dāng)前搜索出來的配載方案中最好的，若是最好的，則更新當(dāng)前最好的配載方案及貨物怎樣擺放的信息；(7)、根據(jù)空間利用率修改蟻群算法上的路徑信息量；根據(jù)空間利用率/修改該條路徑上的信息量，按貨物順序序列的頭結(jié)點(diǎn)開始，相連結(jié)點(diǎn)信息量調(diào)整方法為^=/^y.+;i/()，^表示從《結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到^.結(jié)點(diǎn)已有的信息素，其中/*_/，^表示當(dāng)前螞蟻?zhàn)哌^后路徑上的信息量，p取0.6，義取8;(8)、當(dāng)前搜索次數(shù)小于最大搜索次數(shù)M4X，則重新進(jìn)入流程(3)，否則，輸出搜索到的空間利用率最高的貨物裝配方案、貨物怎樣擺放信息、空間利用率、貨物總重量、寬度方向上的重心偏移率、長度方向上的重心偏移率和重力勢(shì)能符合率，流程結(jié)束；任務(wù)結(jié)束。測(cè)試結(jié)果如下本文采用論文"何大勇，鄂明成，查建中，王春喜，姜義東.基于空間分解的集裝箱布局啟發(fā)式算法及布局空間利用率規(guī)律[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),2000,12(5):367-370."上的貨物數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試,對(duì)原始數(shù)據(jù)單位進(jìn)行轉(zhuǎn)換得出貨物信息見表1。由于所列出的數(shù)據(jù)沒有重量參考數(shù)據(jù)，故假設(shè)所有物體密度一樣，把體積看為物體的重量(使體積大的物體盡量放在集裝箱的底部)，這里不考慮集裝箱的負(fù)荷問題，即只考慮體積利用率和重心穩(wěn)定性。表l.貨物的詳細(xì)信息(單位為厘米cm)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>貨物裝載在規(guī)格為589.9cm(長)x238.8cm(寬)x235.2cm(高)的集裝箱中，對(duì)表1的貨物進(jìn)入裝載，本算法運(yùn)行時(shí)間30秒得到表2上的裝箱結(jié)果，其空間利用率為77.6%，裝入貨物23個(gè)，其寬度方向重心偏移率為1%、長度方向重心偏移率為6.5%、重力勢(shì)能平衡率為90.6%;表2.對(duì)表1中的貨物進(jìn)行裝箱的結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>其中，定義三維空間的寬向方向?yàn)閤軸，長向方向?yàn)閥軸，高度方向?yàn)閦軸(垂直zor平面向上，零點(diǎn)在xor平面上)。則x表示貨物在z軸方向上的坐標(biāo)，^表示貨物在y軸方向上的坐標(biāo)，z表示貨物在Z軸方向上的坐標(biāo)。寬向長是貨物的一條底邊乘于寬向?qū)訑?shù)所得的長度，且平行于X軸；同理，長向長平行于y軸；高向長只能是貨物的高度乘于高向?qū)訑?shù)，且平行于Z軸。如果不考慮約束條件，只追求空間利用率本算法運(yùn)行時(shí)間30秒得出空間利用率為82.5%，裝入貨物16個(gè)，其寬度方向重心偏移率為30.2%(嚴(yán)重偏離中心)、長度方向重心偏移率為4.5%、重力勢(shì)能平衡率為91.9%。權(quán)利要求1、一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法，其特征在于通過引入蟻群算法作為待裝貨物順序序列的搜索算法，使用該方法通過以下流程實(shí)現(xiàn)(1)、讀取貨物數(shù)據(jù)和貨物規(guī)格，并輸入集裝箱的規(guī)格載重負(fù)荷，預(yù)定裝完后貨物在寬度方向上的重心偏移率范圍、長度方向上的重心偏移率范圍、重力勢(shì)能符合率范圍，最大搜索次數(shù)MAX；(2)、對(duì)待裝貨物進(jìn)行編碼變換，把編碼選擇問題轉(zhuǎn)換到蟻群算法所能處理的路徑選擇上，并初始化路徑信息；對(duì)n個(gè)貨物進(jìn)行編碼P1，P2，...，Pn，并把編碼中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)看成是蟻群算法中路徑上的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的信息量初始化為常量C；(3)、根據(jù)路徑上的信息量搜索出一條完整的路徑，即得出一組待裝貨物的順序序列；路徑選擇方法設(shè)當(dāng)前螞蟻隨機(jī)從某一結(jié)點(diǎn)出發(fā)，在路徑搜索過程中在Pi結(jié)點(diǎn)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)選擇概率ρ，選擇從Pi結(jié)點(diǎn)到下一結(jié)點(diǎn)的選擇概率與ρ接近的結(jié)點(diǎn)Pj(下一結(jié)點(diǎn)不能選已選擇過的結(jié)點(diǎn))，其中選擇下一結(jié)點(diǎn)Pj概率為Pi結(jié)點(diǎn)到Pj結(jié)點(diǎn)的信息量與Pi到其他所有結(jié)點(diǎn)信息量的總和的比率；(4)、對(duì)得出的待裝貨物的順序序列進(jìn)行填裝并得出空間利用率f；裝完該組待裝貨物的順序序列后計(jì)算空間利用率f，空間利用率為裝入貨物總體積與集裝箱體積的比率；(5)、對(duì)填裝完的貨物(即配載方案)進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算；計(jì)算裝入貨物的總重量；計(jì)算寬度方向上的重心偏移率計(jì)算寬度方向中間線左邊貨物重心到中間線的力矩重量，計(jì)算寬度方向中間線右邊貨物重心到中間線的力矩重量，寬度方向上重心偏移率為兩者的差的絕對(duì)值和兩者和的比率；計(jì)算長度方向上的重心偏移率計(jì)算長度方向中間線上邊貨物重心到中間線的力矩重量，計(jì)算長度方向中間線下邊貨物重心到中間線的力矩重量，長度方向上重心偏移率為兩者的差的絕對(duì)值和兩者和的比率；計(jì)算重力勢(shì)能符合率設(shè)集裝箱所裝的所有貨物是一個(gè)底面與集裝箱底面一樣的矩形貨物，且該貨物密度均勻，則把這個(gè)狀態(tài)看為集裝箱裝載貨物的理想狀態(tài)，計(jì)算理想狀態(tài)重心到集裝箱底部的重力勢(shì)能，計(jì)算所裝貨物各個(gè)貨物到集裝箱底部的重力勢(shì)能總和，重力勢(shì)能符合率為理想狀態(tài)重心的重力勢(shì)能與所裝貨物的重力勢(shì)能總和的比率；(6)、判斷配載方案得出的指標(biāo)結(jié)果是否滿足約束條件的要求；判斷所裝載的貨物總重量是否小于集裝箱所能承受的最大負(fù)荷，裝完貨物后集裝箱寬度方向的重心偏移率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，集裝箱長度方向的重心偏移率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，重力勢(shì)能符合率是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，若有一項(xiàng)不滿足，則令空間利用率f為零，否則全部滿足，則判斷空間利用率是否在當(dāng)前搜索出來的配載方案中最好的，若是最好的，則更新當(dāng)前最好的配載方案及貨物怎樣擺放的信息；(7)、根據(jù)空間利用率修改蟻群算法上的路徑信息量；信息量修改方法按貨物順序序列的頭結(jié)點(diǎn)開始，相連兩結(jié)點(diǎn)信息量調(diào)整方法為當(dāng)前信息量乘于剩余率ρ加上λ乘于空間利用率f，其中，ρ可取0.5～0.9，λ根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取；(8)、當(dāng)前搜索次數(shù)小于最大搜索次數(shù)MAX，則重新進(jìn)入流程(3)，否則，輸出搜索到的空間利用率最高的貨物裝配方案、貨物怎樣擺放信息、空間利用率、貨物總重量、寬度方向上的重心偏移率、長度方向上的重心偏移率和重力勢(shì)能符合率，流程結(jié)束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法，其特征在于流程(4)所述的對(duì)得出的待裝貨物的順序序列進(jìn)行填裝，是按如下方式進(jìn)行把集裝箱看成是一張二維的面，面內(nèi)有裝載貨物的高度信息，視覺角度從箱子的高度方向垂直往下看；三維貨物也看成是一張二維的面，面內(nèi)有高度的信息，對(duì)于集裝箱未裝貨物的地方高度信息為零，每放入一塊貨物后高度信息增加貨物的高度并與不同高度的面分割開來，集裝箱的高度作為裝載貨物的限制高度；把集裝箱二維矩形面的長度與寬度按豎直與水平的方向建立坐標(biāo)，原點(diǎn)在矩形面的左上角，水平向右為x軸遞增坐標(biāo)軸，豎直向下為;;軸遞增軸；為了便于査找可以容得下給定貨物的面，用二維鏈表表示集裝箱內(nèi)部裝有不同高度貨物的各個(gè)面，二維鏈表使用方法x軸方向的指針后面的所有的矩形面y坐標(biāo)相等，并按x坐標(biāo)遞增成為一條單鏈表；y軸方向的按y坐標(biāo)的大小遞增；從待裝貨物的順序序列拿出當(dāng)前貨物，從高度信息最小的面開始尋找一塊可以容得下當(dāng)前貨物的面，若找到則裝入當(dāng)前貨物重新修改面的高度信息并計(jì)算當(dāng)前裝入貨物的總體積，若找不到，則從貨物順序序列中拿出下一塊，直到?jīng)]有貨物或集裝箱不能再裝入貨物為止；3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法，其特征在于流程(8)所述的寬度方向上的重心偏移率為不超過5%的范圍；所述的長度方向上的重心偏移率為不超過10%的范圍；所述的重力勢(shì)能符合率為大于85%。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于蟻群算法的集裝箱裝載方法，該方法綜合考慮集裝箱的重量承受能力、貨物擺放穩(wěn)定性、以及裝卸的方便性等約束條件，對(duì)于一組待裝的貨物引入蟻群算法搜索出一種空間利用率較高的配載方案。其具體的解決策略是首先，通過蟻群算法搜索出一組待裝貨物的順序序列，使得裝完后的貨物在滿足各種限制條件的同時(shí)能夠取到較好的空間利用率；其次，根據(jù)搜索出來得到最好的空間利用率對(duì)應(yīng)的配載方案對(duì)貨物進(jìn)行裝載，其中配載方案中有各個(gè)貨物怎樣擺放的信息。本發(fā)明的集裝箱裝載方法具有較高的實(shí)用價(jià)值。文檔編號(hào)B65G65/00GK101381033SQ20081015513公開日2009年3月11日申請(qǐng)日期2008年10月15日優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日發(fā)明者宋淑娜,莊鳳庭,尚高申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)