本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的遠洋漁船船隊調(diào)度優(yōu)化問題研究

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【摘要】：現(xiàn)代社會是信息化的社會,“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃的提出,推動了互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等與傳統(tǒng)行業(yè)的結(jié)合,遠洋漁業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式不斷受到?jīng)_擊,如果不能順應(yīng)時代的潮流,必將危機遠洋漁業(yè)企業(yè)的發(fā)展。我國是漁業(yè)大國,捕撈業(yè)是重要的漁業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。但近幾年來,近海漁業(yè)資源嚴(yán)重衰退,海產(chǎn)品捕撈量難以滿足國內(nèi)市場的需求,許多漁業(yè)部門開始鼓勵漁民建造大船,去遠洋區(qū)域進行捕撈作業(yè)。如今,國內(nèi)許多沿海城市組建了遠洋漁船捕撈船隊,遠洋漁業(yè)已經(jīng)成為我國水產(chǎn)業(yè)重要組成部分。大力發(fā)展遠洋漁業(yè)有利于改善漁業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),擴展?jié)O業(yè)發(fā)展空間,促進漁業(yè)增效和漁民增收。隨著對遠洋漁業(yè)競爭的日益激烈,各國非常重視對遠洋漁業(yè)資源和市場的競爭。我國遠洋漁業(yè)起步較晚,與發(fā)達國家相比仍然比較落后,所以提高我國遠洋漁業(yè)的國際競爭力是我們當(dāng)前首要任務(wù)。構(gòu)建大規(guī)模的遠洋漁船船隊,實現(xiàn)遠洋捕撈的系統(tǒng)化管理,可以極大的提升我國遠洋漁業(yè)的國際競爭力。隨著遠洋漁船船隊的不斷擴大,漁船的調(diào)度會變得越來越復(fù)雜,單純依靠調(diào)度員的經(jīng)驗調(diào)度漁船不僅效率低而且調(diào)度方案缺乏合理性。運用計算機技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)遠洋漁船智能化調(diào)度,將會快速調(diào)整資源配置,提高調(diào)度工作效率,對調(diào)度路徑進行優(yōu)化,可以減少船隊的運營成本,船隊的智能化調(diào)度已成為許多遠洋漁業(yè)企業(yè)的重點研究方向之一。本文在深入分析了船舶調(diào)度現(xiàn)狀及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠洋漁船應(yīng)用現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,結(jié)合北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),建立了基于物聯(lián)網(wǎng)的遠洋漁船船隊智慧調(diào)度系統(tǒng)。本文分析了遠洋漁船船隊調(diào)度的原則及問題的特點的基礎(chǔ)上,建立了帶時間窗懲罰的遠洋漁船船隊調(diào)度數(shù)學(xué)模型,該模型以最小運營成本為目標(biāo)函數(shù),分析各漁船往漁場調(diào)度的路徑。對模型的算法分析方面采用蟻群算法和遺傳算法,這兩種現(xiàn)代智能算法在分析組合優(yōu)化問題方面有著獨特的優(yōu)勢,仿真實驗表明這兩種算法都能有效的求解遠洋漁船船隊調(diào)度模型。文中還對遺傳算法在選擇和交叉策略上進行改進,采用選擇算子帶精英策略,交叉算子具有自適應(yīng)能力的方法,以解決易陷入早熟收斂的問題,并與傳統(tǒng)遺傳算法進行比較,通過MATLAB仿真試驗分析,改進的遺傳算法可有效解決未改進的遺傳算法易陷入早熟收斂的問題,且能快速得到更少的運營成本的調(diào)度方案。根據(jù)遠洋漁業(yè)公司和大型遠洋漁船上的實地調(diào)研,對遠洋漁業(yè)企業(yè)船隊調(diào)度系統(tǒng)進行需求分析,設(shè)計基于物聯(lián)網(wǎng)的遠洋漁船船隊智慧調(diào)度系統(tǒng)的總體架構(gòu),并通過總體架構(gòu)對各層的功能模塊和數(shù)據(jù)庫進行設(shè)計。漁獲物出入庫環(huán)節(jié),運用RFID技術(shù)將漁獲物量的數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入漁船服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中;北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合GIS技術(shù),在電子海圖上實現(xiàn)漁船的實時跟蹤定位;運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)結(jié)合蟻群算法或遺傳算法,分析調(diào)度路線的選擇,得到優(yōu)化的調(diào)度路線。最后根據(jù)B/S系統(tǒng)開發(fā)方式,在Eclipse開發(fā)環(huán)境中,采用PHP編程語言和Baidu Map API技術(shù),實現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的遠洋漁船船隊智慧調(diào)度系統(tǒng)的開發(fā)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了漁船在地圖上的實時定位以及漁船信息的顯示,漁船歷史軌跡回放,自動生成漁船調(diào)度路線。系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠洋漁船船隊的智能化調(diào)度,提高遠洋漁業(yè)企業(yè)的管理效率。
【關(guān)鍵詞】：遠洋漁船 物聯(lián)網(wǎng) 調(diào)度問題 數(shù)學(xué)模型 算法分析 智慧調(diào)度系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44;TN929.5;U692.4
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 船舶調(diào)度研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 路徑優(yōu)化問題研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線16-17
• 1.3.1 論文研究主要內(nèi)容16
• 1.3.2 技術(shù)路線16-17
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第二章 關(guān)鍵技術(shù)19-31
• 2.1 物聯(lián)網(wǎng)及RFID技術(shù)19-23
• 2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)概述19-20
• 2.1.2 RFID技術(shù)概述20-21
• 2.1.3 物聯(lián)網(wǎng)及RFID技術(shù)在遠洋漁船中的應(yīng)用21-23
• 2.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)23-26
• 2.2.1 北斗定位系統(tǒng)概述23
• 2.2.2 北斗定位系統(tǒng)在遠洋漁船中的應(yīng)用23-26
• 2.3 地理信息系統(tǒng)（GIS）26-27
• 2.3.1 GIS概述26-27
• 2.3.2 GIS的功能27
• 2.4 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)27-31
• 2.4.1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)概述27-28
• 2.4.2 數(shù)據(jù)挖掘的功能28-29
• 2.4.3 數(shù)據(jù)挖掘的主要方法29-31
• 第三章 遠洋漁船船隊調(diào)度優(yōu)化問題研究方法31-34
• 3.1 遠洋漁船船隊調(diào)度原則31-32
• 3.1.1 準(zhǔn)時性原則31
• 3.1.2 路徑最短原則31
• 3.1.3 船舶資源利用最大化原則31-32
• 3.2 遠洋漁船船隊調(diào)度模型32-34
• 3.2.1 問題描述32
• 3.2.2 模型建立32-34
• 第四章 遠洋漁船船隊調(diào)度問題的算法分析34-46
• 4.1 蟻群算法34-36
• 4.1.1 蟻群算法概述34
• 4.1.2 蟻群算法分析漁船船隊調(diào)度模型34-36
• 4.2 遺傳算法36-39
• 4.2.1 遺傳算法概述36-37
• 4.2.2 改進遺傳算法分析漁船船隊調(diào)度模型37-39
• 4.3 仿真分析39-45
• 4.3.1 蟻群算法仿真分析40-42
• 4.3.2 遺傳算法仿真分析42-44
• 4.3.3 兩種算法的比較44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 基于物聯(lián)網(wǎng)的遠洋漁船船隊調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計46-59
• 5.1 系統(tǒng)需求分析46-47
• 5.1.1 系統(tǒng)概述46
• 5.1.2 需求分析46-47
• 5.2 系統(tǒng)總體設(shè)計47-52
• 5.2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計47
• 5.2.2 系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)設(shè)計47-49
• 5.2.3 系統(tǒng)應(yīng)用功能框架設(shè)計49-50
• 5.2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計50-52
• 5.3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計52-59
• 5.3.1 注冊登錄模塊的設(shè)計52-53
• 5.3.2 信息管理模塊設(shè)計53-55
• 5.3.3 漁船定位跟蹤模塊設(shè)計55-57
• 5.3.4 漁船調(diào)度路線模塊設(shè)計57-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-60
• 6.1 論文總結(jié)59
• 6.2 工作展望59-60
• 參考文獻60-63
• 攻讀碩士期間的科研成果63-64
• 致謝64

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本文編號：791462