CN103810541A - 码头轨道式起重机最优路径调度方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了码头轨道式起重机最优路径调度方法和系统，能够在两台轨道式起重机操作中产生冲突区域时提供最优的优先执行顺序方案，来调度轨道式起重机获得好的执行效率。其技术方案为：获取当前轨道式起重机的任务；将当前轨道式起重机的任务分解成为按顺序执行的两个单元操作步骤；通过预估按照单个优先顺序执行方案执行可能产生的冲突和避让情况，计算出所有方案的完成任务时间；通过比较所有方案的完成任务时间，判断出所要执行的方案；根据所要执行的方案中的执行顺序来指挥码头轨道式起重机的操作动作。
Description
技术领域
本发明涉及自动化码头领域，尤其涉及自动化码头轨道式起重机自动化任务调度方法和系统。
背景技术
传统码头的轨道式起重机由司机操作，由司机互相之间交流决定相互的避让，自动化码头的轨道式起重机的任务执行全都由电脑控制，两台轨道式起重机在任务执行空间上有冲突的情况，当产生冲突时就需要有一个轨道式起重机选择避让或等待。不同的避让选择会导致轨道式起重机的执行效率不同。由于自动化码头对效率的要求所以需要一种智能的方法来决定两个轨道式起重机之间任务步骤执行的优先顺序，来获得好的执行效率。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种码头轨道式起重机最优路径调度方法和系统，能够在两台轨道式起重机操作中产生冲突区域时提供最优的优先执行顺序方案，来调度轨道式起重机获得好的执行效率。
本发明的技术方案为：本发明公开了一种码头轨道式起重机最优路径调度方法，包括：
获取当前轨道式起重机的任务；
将当前轨道式起重机的任务分解成为按顺序执行的两个单元操作步骤；
通过预估按照单个优先顺序执行方案执行可能产生的冲突和避让情况，计算出所有方案的完成任务时间；
通过比较所有方案的完成任务时间，判断出所要执行的方案；
根据所要执行的方案中的执行顺序来指挥码头轨道式起重机的操作动作。
根据本发明的码头轨道式起重机最优路径调度方法的一实施例，当前轨道式起重机的任务分解为两个单元的操作步骤为：
第一单元的操作步骤：轨道式起重机移动到提箱点进行提箱操作；
第二单元的操作步骤：轨道式起重机移动到目的点进行放箱操作。
根据本发明的码头轨道式起重机最优路径调度方法的一实施例，当前轨道式起重机的任务分解的步骤是排列出与同一活动区域另一台轨道式起重机的当前任务剩余单元操作步骤执行的所有优先顺序排列方案。
根据本发明的码头轨道式起重机最优路径调度方法的一实施例，在计算出所有方案的完成任务时间的步骤中，对于第一单元和第二单元，都判断是否和之前的另一台轨道式起重机的操作产生冲突，如果有冲突则判断是否需要避让，并预估单元操作的可开始时间和结束时间。
根据本发明的码头轨道式起重机最优路径调度方法的一实施例，在判断出所要执行的方案的步骤中，比较所有方案的完成任务时间，选择出最早完成所有预估任务的执行顺序。
本发明还揭示了一种码头轨道式起重机最优路径调度系统，包括：
任务获取装置，获取当前轨道式起重机的任务；
任务分解装置，将当前轨道式起重机的任务分解成为按顺序执行的两个单元操作步骤；
任务时间计算装置，通过预估按照单个优先顺序执行方案执行可能产生的冲突和避让情况，计算出所有方案的完成任务时间；
方案确定装置，通过比较所有方案的完成任务时间，判断出所要执行的方案；
任务执行装置，根据所要执行的方案中的执行顺序来指挥码头轨道式起重机的操作动作。
根据本发明的码头轨道式起重机最优路径调度系统的一实施例，任务分解装置进一步包括：
第一单元的操作模块，轨道式起重机移动到提箱点进行提箱操作；
第二单元的操作模块，轨道式起重机移动到目的点进行放箱操作。
根据本发明的码头轨道式起重机最优路径调度系统的一实施例，任务分解装置排列出与同一活动区域另一台轨道式起重机的当前任务剩余单元操作步骤执行的所有优先顺序排列方案。
根据本发明的码头轨道式起重机最优路径调度系统的一实施例，任务时间计算装置中，对于第一单元和第二单元都判断是否和之前的另一台轨道式起重机的操作产生冲突，如果有冲突则判断是否需要避让，并预估单元操作的可开始时间和结束时间。
根据本发明的码头轨道式起重机最优路径调度系统的一实施例，方案确定装置中，比较所有方案的完成任务时间，选择出最早完成所有预估任务的执行顺序。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明通过遍历出所有轨道式起重机任务执行的优先顺序，预估每一种方法的完成时间，并从中选出一种最短时间执行顺序。相较于现有技术，本发明智能化决定两个轨道式起重机之间任务步骤执行的优先顺序，通过合理的避让选择提高轨道式起重机的执行效率。
附图说明
图1示出了本发明的码头轨道式起重机最优路径调度方法的较佳实施例的流程图。
图2示出了遍历所有可能的优先顺序的示意图。
图3示出了每一个优先执行顺序从顶点开始执行的流程图。
图4示出了本发明的码头轨道式起重机最优路径调度系统的较佳实施例的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
图1示出了本发明的码头轨道式起重机最优路径调度方法的较佳实施例的流程。请参见图1，本实施例的最优路径调度方法的实施步骤详述如下。
步骤S1：获取当前轨道式起重机的任务。
轨道式起重机管理系统通过网络从TOS获取到当前轨道式起重机最新的任务。
步骤S2：将当前轨道式起重机的任务分解成为按顺序执行的两个单元操作步骤。
当前轨道式起重机的任务分解为两个单元的操作步骤为：第一单元的操作步骤为轨道式起重机移动到提箱点进行提箱操作，第二单元的操作步骤为轨道式起重机移动到目的点进行放箱操作。
当前轨道式起重机的任务分解的步骤是排列出与同一活动区域另一台轨道式起重机的当前任务剩余单元操作步骤执行的所有优先顺序排列方案。
在本步骤中，根据当前情况遍历出所有可能的优先顺序，如图2所示，假设当前轨道式起重机为A,同一区域另一台轨道式起重机为B。
如果B轨道式起重机任务还未开始执行，遍历起点为起点200，从起点开始到所有顶点的路径就是可能的优先执行顺序。
如果B轨道式起重机已经在执行步骤第一单元（i）的操作步骤，那么遍历起点就是220，从起点开始到所有顶点的路径就是可能的优先执行顺序。
如果B轨道式起重机已经在执行步骤第二单元（ii）的操作步骤，那么遍历起点就是222，从起点开始到顶点路径只有唯一路径222->2221->22211。
步骤S3：通过预估按照单个优先顺序执行方案执行可能产生的冲突和避让情况，计算出所有方案的完成任务时间。
在计算出所有方案的完成任务时间的步骤中，对于第一单元和第二单元，都判断是否和之前的另一台轨道式起重机的操作产生冲突，如果有冲突则判断是否需要避让，并预估单元操作的可开始时间和结束时间。
预估每一种方法的完成时间的流程如图3所示，以每一个优先执行顺序从顶点开始执行。
步骤S300：获取下一条优先执行的操作。
如果无法获取下一步操作说明已经走完全路径，预估计算已经结束，输出时间结果；如果获得下一优先操作，执行步骤S310。
步骤S310：进行冲突判断。需要判断当前操作的轨道式起重机如果在其前一步操作执行结束后立刻执行是否会与另一台轨道式起重机之前优先的操作产生冲突。
如果没有冲突，执行步骤S320；如果有冲突，执行步骤S311。
步骤S311：将该轨道式起重机当前操作的开始时间更换为另一台轨道式起重机离开冲突区域的时间，如果没有离开，则更换为另一台轨道式起重机完成之前操作的时间。将起始位置更换为冲突区域边缘位置。再以这个开始时间和开始位置执行步骤S320。
步骤S320：执行当前操作步骤，计算出该操作所花的时间和所移动的位置。再继续执行步骤S300。
步骤S4：通过比较所有方案的完成任务时间，判断出所要执行的方案。
在判断出所要执行的方案的步骤中，比较所有方案的完成任务时间，选择出最早完成所有预估任务（花费时间最少）的执行顺序。
步骤S5：根据所要执行的方案中的执行顺序来指挥码头轨道式起重机的操作动作。
图4示出了本发明的码头轨道式起重机最优路径调度系统的较佳实施例的原理。请参见图4，本实施例的系统包括：任务获取装置1、任务分解装置2、任务时间计算装置3、方案确定装置4、任务执行装置5。
任务获取装置1获取当前轨道式起重机的任务。
任务分解装置2将当前轨道式起重机的任务分解成为按顺序执行的两个单元操作步骤。任务分解装置2进一步包括第一单元的操作模块21和第二单元的操作模块22。第一单元的操作模块21中轨道式起重机移动到提箱点进行提箱操作，第二单元的操作模块22中轨道式起重机移动到目的点进行放箱操作。任务分解装置2排列出与同一活动区域另一台轨道式起重机的当前任务剩余单元操作步骤执行的所有优先顺序排列方案。
任务时间计算装置3通过预估按照单个优先顺序执行方案执行可能产生的冲突和避让情况，计算出所有方案的完成任务时间。对于第一单元和第二单元都判断是否和之前的另一台轨道式起重机的操作产生冲突，如果有冲突则判断是否需要避让，并预估单元操作的可开始时间和结束时间。
方案确定装置4通过比较所有方案的完成任务时间，判断出所要执行的方案，亦即，比较所有方案的完成任务时间，选择出最早完成所有预估任务的执行顺序。
任务执行装置5根据所要执行的方案中的执行顺序来指挥码头轨道式起重机的操作动作。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。
Claims (10)
1.一种码头轨道式起重机最优路径调度方法，包括：
获取当前轨道式起重机的任务；
将当前轨道式起重机的任务分解成为按顺序执行的两个单元操作步骤；
通过预估按照单个优先顺序执行方案执行可能产生的冲突和避让情况，计算出所有方案的完成任务时间；
通过比较所有方案的完成任务时间，判断出所要执行的方案；
根据所要执行的方案中的执行顺序来指挥码头轨道式起重机的操作动作。
2.根据权利要求1所述的码头轨道式起重机最优路径调度方法，其特征在于，当前轨道式起重机的任务分解为两个单元的操作步骤为：
第一单元的操作步骤：轨道式起重机移动到提箱点进行提箱操作；
第二单元的操作步骤：轨道式起重机移动到目的点进行放箱操作。
3.根据权利要求1所述的码头轨道式起重机最优路径调度方法，其特征在于，当前轨道式起重机的任务分解的步骤是排列出与同一活动区域另一台轨道式起重机的当前任务剩余单元操作步骤执行的所有优先顺序排列方案。
4.根据权利要求2所述的码头轨道式起重机最优路径调度方法，其特征在于，在计算出所有方案的完成任务时间的步骤中，对于第一单元和第二单元，都判断是否和之前的另一台轨道式起重机的操作产生冲突，如果有冲突则判断是否需要避让，并预估单元操作的可开始时间和结束时间。
5.根据权利要求1所述的码头轨道式起重机最优路径调度方法，其特征在于，在判断出所要执行的方案的步骤中，比较所有方案的完成任务时间，选择出最早完成所有预估任务的执行顺序。
6.一种码头轨道式起重机最优路径调度系统，包括：
任务获取装置，获取当前轨道式起重机的任务；
任务分解装置，将当前轨道式起重机的任务分解成为按顺序执行的两个单元操作步骤；
任务时间计算装置，通过预估按照单个优先顺序执行方案执行可能产生的冲突和避让情况，计算出所有方案的完成任务时间；
方案确定装置，通过比较所有方案的完成任务时间，判断出所要执行的方案；
任务执行装置，根据所要执行的方案中的执行顺序来指挥码头轨道式起重机的操作动作。
7.根据权利要求6所述的码头轨道式起重机最优路径调度系统，其特征在于，任务分解装置进一步包括：
第一单元的操作模块，轨道式起重机移动到提箱点进行提箱操作；
第二单元的操作模块，轨道式起重机移动到目的点进行放箱操作。
8.根据权利要求6所述的码头轨道式起重机最优路径调度系统，其特征在于，任务分解装置排列出与同一活动区域另一台轨道式起重机的当前任务剩余单元操作步骤执行的所有优先顺序排列方案。
9.根据权利要求7所述的码头轨道式起重机最优路径调度系统，其特征在于，任务时间计算装置中，对于第一单元和第二单元都判断是否和之前的另一台轨道式起重机的操作产生冲突，如果有冲突则判断是否需要避让，并预估单元操作的可开始时间和结束时间。
10.根据权利要求6所述的码头轨道式起重机最优路径调度系统，其特征在于，方案确定装置中，比较所有方案的完成任务时间，选择出最早完成所有预估任务的执行顺序。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109032145A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-18 | 广州市君望机器人自动化有限公司 | 对多机器人路径的调度方法及装置 |
| CN110516894A (zh) * | 2018-05-22 | 2019-11-29 | 招商局国际信息技术有限公司 | 货场调度方法及装置 |
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| CN109032145A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-18 | 广州市君望机器人自动化有限公司 | 对多机器人路径的调度方法及装置 |
| CN109032145B (zh) * | 2018-08-29 | 2021-09-10 | 广州安商智能科技有限公司 | 对多机器人路径的调度方法及装置 |
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