基于文化算法的三維裝箱問題研究.pdf

1、在工業(yè)領(lǐng)域中經(jīng)常遇到把一些物體裝入容器的問題，尤其是物流運(yùn)輸行業(yè)，裝箱是其中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，在工業(yè)中普遍存在，隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)、國(guó)際貨運(yùn)正以極快的速度發(fā)展，物流運(yùn)輸面臨前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。作為物流運(yùn)輸過(guò)程中重要的一個(gè)步驟，找到一種合理有效的方法解決裝箱問題，對(duì)降低運(yùn)輸成本，充分有效地利用空間，提高貨運(yùn)質(zhì)量和效率，提高配送業(yè)務(wù)的自動(dòng)化水平具有非常重要的意義。
　　首先，本文研究了三維裝箱問題，按照問題不同形式，分三類介紹

2、了三維裝箱問題，并介紹了裝填時(shí)不同的三維空間結(jié)構(gòu)劃分策略和求解問題的方法，通過(guò)分析各種求解算法的優(yōu)缺點(diǎn)，指出使用智能優(yōu)化算法更能快速有效地處理大規(guī)模裝箱問題，且穩(wěn)定性也更好。
　　裝箱問題是一個(gè)典型的NP-hard組合優(yōu)化問題，目前，以遺傳算法為標(biāo)志的智能算法廣泛應(yīng)用于求解這類多約束優(yōu)化問題，但這些算法都是基于單層種群空間搜索的方法，其效率并不高，且易陷入局部最優(yōu)。針對(duì)本文研究問題的特點(diǎn)和傳統(tǒng)算法存在的局限性，提出用雙層進(jìn)化機(jī)制相

3、互影響相互促進(jìn)的文化算法求解問題。之后，詳細(xì)介紹文化算法的空間結(jié)構(gòu)和之間的通訊協(xié)議，并通過(guò)函數(shù)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法在求解優(yōu)化問題時(shí)的收斂性和搜索能力。
　　分析可知文化算法信仰空間中的知識(shí)在指導(dǎo)一代種群空間后便會(huì)得到更新，信仰空間前后并無(wú)優(yōu)劣之分，對(duì)于優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)無(wú)所保留，若后一代信仰空間比前一代差時(shí)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)會(huì)倒退，影響解的質(zhì)量，且經(jīng)驗(yàn)知識(shí)影響作用較單一，由此針對(duì)求解非線性多約束優(yōu)化問題，本文提出劃分信仰子空間的文化算法，將信仰空間

4、劃分為多個(gè)子空間，每個(gè)子空間保存一代種群中選出的優(yōu)秀個(gè)體，且每組優(yōu)秀個(gè)體分別具有不同的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)種群進(jìn)化產(chǎn)生新一組優(yōu)秀個(gè)體時(shí)，按照優(yōu)先級(jí)，通過(guò)比較每組的值決定是否更新子空間，對(duì)子空間的評(píng)價(jià)使優(yōu)質(zhì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)得以保存，避免倒退，信仰空間中保留具有不同優(yōu)勢(shì)的優(yōu)良個(gè)體，既能促進(jìn)對(duì)最優(yōu)解的搜索，同時(shí)保持進(jìn)化過(guò)程中種群多樣性，避免陷入局部最優(yōu)，提高算法性能，最后通過(guò)幾組函數(shù)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法性能進(jìn)行驗(yàn)證。
　　最后，結(jié)合實(shí)際裝載過(guò)程中的約束條件建立數(shù)