CN107133735A - 一种无人船资源共享方法及装置 - Google Patents

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CN107133735A CN201710294476.4A CN201710294476A CN107133735A CN 107133735 A CN107133735 A CN 107133735A CN 201710294476 A CN201710294476 A CN 201710294476A CN 107133735 A CN107133735 A CN 107133735A
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Abstract

本发明公开了一种无人船资源共享方法及装置,无人船资源共享装置包括GPS收发天线、通信电台、第一数据处理装置、安装在无人船上的信息采集识别装置以及分析所述数据的第二处理器,无人船资源共享方法包括以下步骤:无人船租用者设置任务参数;任务平台对任务信息进行判断、分析、筛选无人船;无人船针对任务信息进一步判断,筛选任务;反馈给任务平台和无人船租用者移动终端。本发明的无人船资源共享装置及方法对无人船能进行合理的调度,实现数据共享,确保所有待租赁的无人船能进行合理的调度,减少资源浪费,且能根据用户的任务参数,调整和优化各个无人船资源配置,实现无人船资源的共享。

Description

一种无人船资源共享方法及装置
技术领域
本发明涉及共享和控制的技术领域,尤其涉及一种无人船资源共享方法及装置。
背景技术
随着无人驾驶技术的发展,未来的海洋世界将是水域机器人的天下,其中无人船技术的日趋成熟,其智能化程度越来越高,将应用于海洋旅游业中。消费者想单独使用船舶时难以担负船舶昂贵的采购费用,采购后港口有限也无处停放,普通民众驾船技术有限无法规避划船风险,可提供船舶驾驶服务的专职人员数量有限,这些因素阻碍了船舶大众化推广。无人船具备自主航行、自主避障等优点正好能满足以上需求,尤其可通过共享业务的开展实现消费者在海上自主旅游。当无人船集团拥有数个港口平台,各港口停留多艏无人船,单无人船将涉及多个任务,此时需要制定整体调度制度来实现众多消费者的预定需求,降低运营成本,提高服务质量,目前尚未有方法和设备来实现消费者与无人船及共享平台系统的对接。
发明内容
有鉴于此,本发明所解决的技术问题在于提供一种无人船资源共享方法及装置,确保所有待租赁的无人船能进行合理的调度,从而实现无人船的共享。
本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题:一种无人船资源共享方法,包括以下步骤:
a.无人船租用者通过终端设置任务参数;
b.任务平台接收并根据所述任务参数筛选无人船,向选定的无人船发送任务信息;
c.接收到所述任务信息的无人船的资源共享装置根据所述任务信息筛选任务,反馈应答信息给任务平台;
f.该无人船并根据由任务平台处获得的该无人船租用者身份信息和无人船的资源共享装置识别的序列号信息,与该无人船租用者终端建立无线短距通讯连接;
g.无人船租用者通过所述终端,下达指令开始用船;
h.用船结束,无人船租用者通过所述终端下达指令结束用船,断开所述通讯连接,无人船向任务平台发送到达信息。
优选的,步骤b与c之间还包括步骤:m1.任务平台根据无人船的反馈信息,选定一无人船;
m2.被选定的无人船的资源共享装置识别任务始发地停靠点,反馈给任务平台。
优选的,步骤a包括:无人船租用者通过移动终端,从互联网获取任务平台上的航线信息;移动终端设置任务参数,所述任务参数包括至少以下之一:无人船租用者的通讯号码、出发位置A、任务始发地位置B、航路点位置E(j)、目的地位置E(m),其中E(j)表示计划任务参数中的第j个航路点的位置,m为航路点的个数,E(m)为计划任务参数中的最后一个航路点位置即目的地位置。
优选的,步骤b的方法是:通过通信电台获取无人船状态信息,并将无人船状态信息传输至任务平台,任务平台对无人船状态信息分析并根据筛选步骤筛选符合任务参数条件的无人船,还包括向所筛选的无人船发送包含任务参数和任务平台通讯号码的任务信息;
所述无人船状态信息包括无人船的通讯号码、当前位置D(h)、航路点位置存油量F、平均航速v,其中表示身份为h的无人船当前任务状态中的第i个航路点的位置,n为航路点的个数,h表示不同无人船的身份,为当前任务状态中的最后一个航路点位置即目的地位置;
所述任务参数条件包括剩余时间△t、最远允许距离J△t、安全油耗F△t、单位距离油耗常数CF,△t=出发时间-信息发布时间,J△t=△t×v,F△t=J△t×CF
所述筛选步骤为:
b1.提取无人船状态信息,计算无人船当前剩余航段距离当前航段间距当前航段最后任务点的返航距离计划任务航段间距计划任务第一航段间距其中表示无人船从当前任务状态中的第i个航路点的位置到第i+1个航路点位置的航段;
E(j)E(j+1)表示计划任务航段中的第j个航路点的位置到第j+1个航路点位置的航段;表示无人船当前剩余航段状态中的第n个航路点的位置到当前任务起点位置的航段;
b2.当且存油量F>F△t时,将对应的无人船状态信息组成数据集合,其中表示从无人船的当前位置到当前任务状态中的下一个航路点位置即第i个航路点位置的距离,表示从当前任务状态中的下一个航路点位置即第i个航路点位置到第n个航路点位置间的所有航路点位置间距的和,表示从当前任务状态中的第n个航路点位置即目的地位置到任务始发地位置B的距离;
b3.计算数据集合中各无人船状态信息对应的资源利用系数
,其中表示从任务始发地位置B到计划任务参数中的第1个航路点位置的距离,表示从计划任务参数中的第j个航路点位置到第m个航路点位置间的所有航路点位置间距的和,表示无人船从当前任务状态中的第n个航路点位置即目的地位置到任务始发地位置B的距离;
b4.提取数据集合中资源利用系数K对应的无人船状态信息。
优选的,所述步骤m1的方法是:无人船通过无人船资源共享装置接收各任务平台发送的任务信息集合,无人船根据无人船的状态信息,计算完成任务信息集合中各项任务对应的紧张系数k;
所述任务信息集合包括无人船租用者的通讯号码、出发位置A(p)、任务始发地位置B(p)、航路点位置目的地位置其中表示计划任务参数中的第j个航路点的位置,m为航路点的个数,p表示不同身份的任务平台,B(p)表示不同无人船租用者对应的任务始发地位置,为计划任务参数中的最后一个航路点位置即目的地位置;
所述无人船状态信息包括无人船的通讯号码、当前位置D、航路点位置Q(i),存油量F、平均航速v,其中Q(i)表示当前任务状态中的第i个航路点的位置,n为航路点的个数,Q(n)为当前任务状态中的最后一个航路点位置即目的地位置;
表示从无人船的当前位置到当前任务状态中的下一个航路点位置即第i个航路点位置的距离,表示从当前任务状态中的下一个航路点位置即第i个航路点位置到第n个航路点位置间的所有航路点位置间距的和,表示从当前任务状态中的第n个航路点位置即目的地位置到任务始发地位置B(p)的距离,各任务平台发送的任务始发地位置B(p)不同,提取k对应的任务信息,判断k是否为最大紧张系数,若否,则向任务平台发送包含了任务信息的失败应答信息,若是则比较k对应的任务信息中时间戳,若时间戳最早,并向任务平台发送包含了任务信息的成功应答信息并储存任务信息、任务平台通讯号码及无人船租用者的通讯号码,若否,则向任务平台发送包含了任务信息的失败应答信息。
优选的,所述步骤m2中选定无人船的方法为:若应答成功的无人船为一艘,则存储该无人船的状态信息,并向无人船发送任务建立信息,若应答成功的无人船为多艘,则随机存储一艘无人船的状态信息,并向该无人船发送任务建立信息,向其他无人船发送任务建立失败信息。
优选的,所述步骤的方法是:无人船停靠任务始发地的港口后,通过无人船资源共享装置识别任务始发地港口的停靠点序列号码牌,采集码牌上的序列号信息;当序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的任务始发地位置B相同时;然后通过无人船资源共享装置向任务平台通讯号码发送停靠点序列号信息。
优选的,所述步骤e还包括:n1.当所述序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的任务始发地位置B相同时,开启无线短距数据传输装置进行短距离无线广播;n2.根据存储的无人船租用者的通讯号码生成随机的链接配对码;n3.将链接配对码添加至港口停靠点序列号信息后;n4.最后通过无人船资源共享装置向无人船租用者的通讯号码发送包含停靠点序列号信息的链接配对码;n5.无人船租用者基于无人船停靠点信息寻船;n6.无人船租用者终端通过自身身份信息和链接配对码链接所述无人船。
根据步骤f后的步骤,优选的,所述步骤h包括至少以下之一:用船结束时,无人船租用者通过所述终端向无线短距数据传输装置发送结束任务指令;无人船资源共享装置停止无人船航行任务并关闭无线短距数据传输装置,断开所述通讯连接;当无人船通过传感器检测到无人船租用者全部离船后,再通过无人船资源共享装置向任务平台发送到达信息。
或无人船停靠目的地位置E(m)后,通过无人船资源共享装置识别目的地位置E(m)的停靠点序列号码牌,采集码牌上的序列号信息;当序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的目的地位置E(m)相同时,通过无人船资源共享装置停止无人船任务并关闭无线短距数据传输装置,断开所述通讯连接;当无人船通过传感器检测到无人船租用者全部离船后,再通过无人船资源共享装置向任务平台发送到达信息。
对应无人船资源共享方法,优选的,所述的无人船资源共享装置,包括GPS收发天线、通信电台、第一数据处理装置、安装在无人船上的信息采集识别装置以及分析所述数据的第二处理器,信息采集识别装置包括颜色传感器以及图形传感器。所述第一数据处理装置包括第一处理器、第一存储器、通用可编程IO接口,用于解析、处理、转换和打包步骤b和c中任务信息和应答信息数据包,所述第二处理器通过通用可编程IO接口连接第二存储器、GSM模块、信息采集识别装置、压力变送器,用于处理步骤d-f中的数据信息,信息采集识别装置上还设置有补偿光源,所述第二处理器还连接无线短距数据传输装置、第一继电器和第二继电器,通过对第一继电器的控制来控制无人船动力装置的电磁控制阀供电,通过对第二继电器的控制来控制对无线短距数据传输装置供电,所述无线短距数据传输装置由:无线访问节点、无线控制器、链接配对码认证服务器组成,所述无线短距数据传输装置用于生成和验证随机链接配对码,使移动终端通过软件无线控制无人船。
与现阶段在共享出租应用领域,常应交通路况,和车辆资源非智能分配的原因,导致乘客需长时间等待已预订的出租车到达上车点,由于船舶航速较慢,更容易发生长时间等待船只,或无人船过早抵达登船点,长时间等待乘客的现象。其次,由于无人船不同于出租车,在水域中难以随时快速的补充能源,所以无人船搭载乘客前需测算航程和剩余能源量,防止中途抛锚。与现有技术相比,本发明的技术方案至少具有如下有益效果:
1.步骤b中筛选无人船的方法可提高无人船的利用率,减少无人船的燃油浪费:当多个无人船满足任务参数条件时,任务平台根据筛选方法优先选择当前剩余航段距离与当前航段间距总和之和较大,且返航距离较小的无人船,即本港口有无人船在港停留可以执行任务,也不轻易启动它执行需等待时间较久的任务,让它停在港口等待执行需等待时间较短的任务;
2.步骤m1中筛选任务的方法可减少无人船燃料资源和时间资源浪费,提高无人船周转利用率:当无人船处于多个任务始发地位置B(p)之间时,同时接到多个任务信息,无人船根据筛选方法优先选择离当前任务的终点距离较近的任务始发地位置B(p)的任务,此筛选方法排除了计划任务参数中总距离值对K大小的影响,若当计划任务参数中总距离值极大,而返航距离不为0时的K’,比当计划任务参数中总距离值较小而返航距离为0时的K”大时,无人船依据k值仍会选择离当前任务的终点距离较近的任务始发地位置B(p)的任务,把K’对应的任务留给顺路的无人船使无人船资源合理分配。
3.本发明的无人船资源共享方法通过无人船租用者与任务平台完成支付程序,任务平台收到预付金后作为无人船与无人船租用者的保付担保方,防止海上通讯不佳时,无人船租用者难以完成与无人船间的支付程序。降低无人船的运算量和通讯数据量,无人船租用者与无人船仅在任务始发地位置B和目的地位置E(m)通过无线局域网交换任务开始和任务结束信息,控制无人船启停。
4.无人船通过识别停靠点序列号码牌,判断序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的目的地位置E(m)是否相同,通过传感器检测无人船租用者是否全部离船,再向任务平台发送任务结束信息,减少了无人船与任务平台的通讯量。
5.本发明的无人船航线共享注册方法能对无人船能进行合理的调度,实现数据共享,确保所有待租赁的无人船能进行合理的利用,从而减少资源浪费,根据租用者的任务参数,合理规划路径,调整和优化各个无人船资源配置,实现无人船航线的共享。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下结合优选实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例的无人船资源共享方法的无人船筛选流程。
图2为本发明实施例的无人船资源共享方法的任务筛选流程。
图3为本发明实施例的无人船资源共享方法中不同无人船状态信息对应于一个任务参数信息的综合示意图。
图4为本发明实施例的无人船资源共享方法中无人船状态信息对应于不同任务参数信息的综合示意图。
图5为本发明实施例的无人船资源共享装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明的无人船资源共享方法的工作流程分为:a.无人船租用者设置任务参数,和预付请求。b.任务平台根据任务参数筛选无人船,向无人船发送任务信息,c.无人船资源共享装置1000根据任务信息筛选任务,反馈应答信息给任务平台,d.根据无人船的反馈信息,任务平台选定无人船,并向无人船租用者反馈任务应答信息,并通过支付网关向无人船租用者反馈支付授权信息。e.无人船租用者根据反馈的任务应答信息,授权支付;f.无人船抵达港口后,无人船资源共享装置1000通过信息识别装置1200识别任务始发地停靠点序列号码牌,采集码牌上的序列号信息;当序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的任务始发地位置B相同时;向任务平台通讯号码发送停靠点序列号信息并开启蓝牙模块1330(无线短距数据传输装置),再根据存储的无人船租用者的通讯号码生成随机的链接配对码,无人船的认证服务器软件通知GSM模块1305(短信网关)向无人船租用者的通讯号码发送一条包含随机链接配对码(港口停靠点序列号+随机账号+配对码)的短信。无人船租用者基于无人船停靠点序列号信息寻船,无人船租用者移动终端将其填入链接配对码(账号+链接配对码),并提交验证,链接蓝牙模块1330,软件能够根据无人船租用者需求灵活定制用户所需的Portal页面。g.无人船租用者通过蓝牙模块1330,下达指令开始用船,无人船响应指令按预定航迹自主航行;h.用船结束,无人船租用者通过蓝牙模块1330下达停船指令,控制无人船资源共享装置停止无人船航行并关闭蓝牙模块1330,无人船通过压力变送器1306(传感器)检测到无人船租用者全部离船后,再通过无人船资源共享装置1000向任务平台发送任务结束信息;或无人船停靠目的地位置E(m)后,通过无人船资源共享装置1000识别目的地位置E(m)的停靠点序列号码牌,采集码牌上的序列号信息,当序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的目的地位置E(m)相同时,然后通过无人船资源共享装置1000停止无人船航行并关闭蓝牙模块1330,无人船通过压力变送器1306检测到无人船租用者全部离船后,再通过无人船资源共享装置1000向任务平台发送任务结束信息。开始下一个任务。
任务平台基于MapX进行开发,当无人船租用者通过移动终端,从互联网获取任务平台上的航线信息,通过该自主订票软件在任务平台上设置任务参数,而任务平台主要负责对无人船租用者的任务参数进行判断、分析、任务分配、无人船处于远海时任务平台通过GPS收发天线1103接收无人船状态信息和应答信息,无人船处于近海时任务平台通过通信电台1104接收无人船状态信息和应答信息,然后反馈给无人船租用者。如图1、2所示,步骤具体的流程如下:本例中,无人船处于近海状态。
本发明的任务始发位置B停靠点和目的地位置E(m)均设置有信息序列号牌,信息序列号牌上列有港口编号、停靠点编号、经度信息、纬度信息。
任务参数包括至少以下之一:无人船租用者的通讯号码、出发位置A、任务始发地位置B、航路点位置E(j)、目的地位置E(m)、(此例中无中间航路点E(j),直接驶向目的地E(m),即j=m)人数、出发时间、信息发布时间。其中E(j)表示计划任务参数中的第j个航路点的位置,m为航路点的个数,E(m)为计划任务参数中的最后一个航路点位置即目的地位置;
任务参数条件计算:无人船租用者移动终端根据无人船租用者的出发时间,确定无人船到达任务始发地位置B的最晚时间;根据无人船租用者的信息发布时间,确定无人船前往任务始发地位置B的最早时间;以最晚时间和最早时间的差值△t,乘以平均航速换算成最远允许距离J△t,乘以单位时间平均油耗常数CF换算成安全油耗F△t
无人船租用者依据计算结果,确认电子支票信息,通过GSM模块1305向任务平台发出支付请求,请求包括以下信息:港口标志|交易序列号(时间戳)|交易金额|无人船租用者标志|密钥机制和会话密钥随机序列号|发卡行账号|支付密码|出发时间序列号|数量序列号|目的地序列号|无人船租用者的数字签名及校验码
任务平台针对从通信电台1104获取无人船状态信息,对无人船状态信息分析并根据筛选步骤筛选符合任务参数条件的无人船,且向所筛选的无人船发送包含任务参数和任务平台通讯号码的任务信息;
如图3,无人船状态信息包括无人船的通讯号码、当前位置D(h)、当前任务目的地位置(此例中无中间航路点直接驶向目的地即i=n时),存油量F(通过液位计测量)、平均航速v;其中表示当前任务状态中的第i个航路点的位置,n为航路点的个数,h表示不同无人船的身份,为当前任务状态中的最后一个航路点位置即目的地位置;
此例中无人船的当前任务状态中仅有一个航路点且目的地就是第一个航路点,i=n=1,同样计划任务参数中也仅有一个航路点且目的地就是第一个航路点,j=m=1,为避免混淆,计算内容为:计算无人船当前剩余航段距离返航距离即从当前任务目的地位置到任务始发地位置B的距离计划任务航段间距即从任务始发地位置B到目的地位置E(m)的距离
无人船中心位置的获取方法为:建立投影坐标系并将船舶GPS位置转换为坐标系下的坐标值,例如将船舶GPS位置(如38°59.2801’N,117°42.8741’E)转换为墨卡托投影坐标系下的坐标值;根据GPS收发天线1103安装位置与船舶中心基准点位置(CCRP)的距离和方位,计算船舶中心基准点的坐标;通过投影反变换将船舶中心位置的投影坐标转换为地理坐标。
当无人船当前剩余航段距离与返航距离的和:无人船存油量超过F△t时,将对应的无人船状态信息组成数据集合,计算集合中各无人船状态信息对应的资源利用系数K,
其中
提取数据集合中最大资源利用系数K对应的无人船状态信息,向该无人船发送任务信息。
任务信息:任务平台标志|时间戳|无人船租用者标志|出发时间序列号|数量序列号|目的地序列号|任务始发地序列号
此筛选无人船的方法可提高无人船的利用率:对于完成同一任务,任务始发位置B与目的地位置E(m)相同,任务始发地位置B到目的地位置E(m)的距离相同,当不同无人船处于闲置在其他任务始发地(即闲置在其他港口无当前任务或到达当前任务目的地且目的地不为任务始发地B时), 或闲置在任务始发地B时(无当前任务时),或即将到达当前任务目的地且目的地为任务始发地B时,或在执行任务中时任务平台根据筛选方法会优先选择K值最大的无人船,当前剩余航段距离越大,且返航距离越小,则资源利用系数K越大,当△t较大可被选择的无人船较多时,利于避免闲置的无人船被过早选中导致原地待命,使无人船滞留;当△t较小时会选中当前任务状态中目的地位置离任务始发位置B较近的无人船,防止当前任务状态中目的地位置离任务始发位置B较远的无人船被选中,驶向任务始发位置B造成燃油浪费。
最大K值对应的无人船在完成当前剩余航段然后完成从当前任务状态中目的地位置返回任务始发位置B的航段最后执行完成计划任务航段所产生的预计利润最大,预计利润为:
其中C1为售价常数,C2为成本常数。
如图4,无人船通过无人船资源共享装置1000接收来自不同任务平台不同任务始发位置B(p)的任务信息集合时,无人船根据无人船的状态信息,计算完成任务信息集合中各项任务对应的紧张系数k,所述任务信息集合包括无人船租用者的通讯号码、出发位置A(p)、任务始发地位置B(p)、航路点位置目的地位置其中表示计划任务参数中的第j个航路点的位置,m为航路点的个数,p表示不同身份的无人船租用者,B(p)表示不同无人船租用者对应的任务始发地位置,为计划任务参数中的最后一个航路点位置即目的地位置;
所述无人船状态信息包括无人船的通讯号码、当前位置D、航路点位置Q(i),存油量F、平均航速v,其中Q(i)表示当前任务状态中的第i个航路点的位置,n为航路点的个数,Q(n)为当前任务状态中的最后一个航路点位置即目的地位置;
其中
各任务平台发送的任务始发地位置B(p)不同,提取k对应的任务信息,判断k是否为最紧张系数,若否,则向任务平台发送包含了任务信息的失败应答信息,若是则比较k对应的任务信息中时间戳,若时间戳最早,并向任务平台发送包含了任务信息的成功应答信息并储存任务信息、任务平台通讯号码及无人船租用者的通讯号码,若否,则向任务平台发送包含了任务信息的失败应答信息。此筛选任务的方法可减少无人船燃料资源和时间资源浪费,提高无人船周转利用率:当无人船处于多个任务始发位置B(p)之间时,同时接到多个任务始发位置B(h)的任务信息,此时相同,无人船根据筛选方法优先选择当前任务目的地位置Q(n)到任务始发地位置B(h)的距离较小的任务。此筛选方法排除了计划任务参数中总距离值对K大小的影响,若当计划任务参数中总距离值极大,而返航距离不为0时的K’,比当计划任务参数中总距离值较小而返航距离为0时的K”大时,无人船依据k值仍会选择离当前任务的终点距离较近的任务始发地位置B的任务,把K’对应的任务留给顺路的无人船使无人船资源合理分配。
最大k值对应的任务在完成当前剩余航段并完成从当前任务状态中目的地位置Q(n)返回任务始发位置B(p)的航段所产生的预计剩余利润最大,预计剩余利润为:
其中C1为售价常数,C2为成本常数。
应答信息包括以下信息:无人船标志|应答序列号|请求成功/失败(1/0)|失败类型;
任务平台收到无人船的应答信息,若应答成功的无人船为一艘,则存储该无人船的状态信息,并向无人船发送任务建立信息,若应答成功的无人船为多艘,则随机存储一艘无人船的状态信息,K值越大的无人船被选中的概率越大,并向该无人船发送任务建立信息,向其他无人船发送任务建立失败信息;
任务建立信息包括以下信息:任务平台标志|时间戳|无人船租用者标志|出发时间序列号|数量序列号|目的地序列号|任务始发地序列号|应答序列号|请求成功/失败(1/0)|失败类型;
任务平台向无人船租用者反馈任务应答信息,并通过支付网关向无人船租用者反馈支付授权信息;
无人船租用者根据反馈的任务应答信息,授权支付;
此支付流程中任务平台收到预付金后作为无人船与无人船租用者的保付担保方,防止海上通讯不佳时,无人船租用者难以完成与无人船间的支付程序。降低无人的运算量和通讯数据量,无人船租用者与无人船仅在任务始发地位置B和目的地位置E(m)通过无线短距数据传输装置1330交换任务开始和任务结束信息,控制无人船启停。
无人船停靠任务始发地的港口后,当无人船靠港时,无人船上的CCD相机1203拍摄到港口停靠点的信息序列号牌,将图像传给信息采集识别装置1200,通过颜色传感器1201以及图形传感器1202采集图像像素点与预存的数据库中的图像样本比对,识别序列号牌上的颜色和序列号信息,当序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的任务始发地位置B相同时,无人船资源共享装置1000通过第一继电器1310控制无人船动力装置1311(此例中为柴油发动机燃油喷射泵的电磁控制阀1311)关闭,并通过第二继电器1320开启蓝牙模块1330,此例中无线短距数据传输装置1330为蓝牙模块1330、基于WiFi的无线网关、zigbee模块、3G/4G模块,当为蓝牙模块1330时。无人船资源共享装置1000再根据存储的无人船租用者的通讯号码生成随机的链接配对码,将链接配对码添加至港口停靠点序列号信息后;最后通过无人船资源共享装置1000向无人船租用者的通讯号码发送包含停靠点序列号信息的链接配对码。
无人船租用者凭停靠点序列号找到无人船,通过链接配对码与无人船的蓝牙模块1330配对链接,登陆操作界面,下达出发指令,开启航程。
用船结束时,无人船租用者通过蓝牙模块1330向无人船传输停船指令,控制无人船资源共享装置1000停止无人船航行并关闭蓝牙模块1330,无人船通过压力变送器1306(传感器)检测到无人船租用者全部离船后,再通过无人船资源共享装置1000向任务平台发送任务结束信息;或无人船停靠目的地位置E(m)后,通过无人船资源共享装置1000识别目的地位置E(m)的停靠点序列号码牌,采集码牌上的序列号信息,当序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的目的地位置E(m)相同时,然后通过无人船资源共享装置1000停止无人船航行并关闭蓝牙模块1330,无人船通过压力变送器1306(传感器)检测到无人船租用者全部离船后,再通过无人船资源共享装置1000向任务平台发送任务结束信息。任务平台完成港口发卡行与无人船收单行之间的资金转账与结算;
此外如图5所示,无人船资源共享装置1000包括:包括GPS收发天线1103、通信电台1104、第一数据处理装置1100、安装在无人船上的信息采集识别装置1200以及分析所述数据的第二处理器1303,信息采集识别装置包括颜色传感器1201以及图形传感器1202。GPS收发天线1103和通信电台1104冗余配置,用于接收卫星发送给无人船的定位信息、任务信息,和用于发送无人船的应答信息、状态信息。
进一步地,第一数据处理装置1100包括第一处理器1101、第一存储器1102、通用可编程IO接口,GPS收发天线1103和通信电台1104接收的信息数据包,通过第一数据处理装置1100中的RS-232接口1105传入,存储在第一存储器1102的缓冲区中,根据数据通讯协议,第一处理器1101对接收的数据包进行解析、处理,发送消息时,第一处理器1101将信息转换成16进制数据,根据数据通讯协议打包数据,通过RS-232接口1105发送至GPS收发天线1103和通信电台1104,GPS收发天线1103用于接收卫星定位信息和发送报文、指令,通信电台1104用于数据传输。
进一步地,第二处理器1303通过通用可编程IO接口连接第二存储器1304、GSM模块1305、信息采集识别装置1200、压力变送器1306,用于处理步骤S6-S9中的数据信息,信息采集识别装置1200上还设置有补偿光源,优选的,第二处理器还连接蓝牙模块1330、第一继电器1310和第二继电器1320,通过对第一继电器1310的控制来控制对柴油发动机燃油喷射泵的电磁控制阀1311供电,通过对第二继电器1320的控制来控制对蓝牙模块1330供电。蓝牙模块1330由:蓝牙天线1332、CS8635芯片1331、链接配对码认证服务器1333组成,所述蓝牙模块1330用于生成和验证随机链接配对码,使移动终端通过软件无线控制无人船。
优选的,无线短距数据传输装置1330为基于WiFi的无线网关时,无线网关由:无线访问节点(蓝牙天线1332)、无线控制器(CS8635芯片1331)、链接配对码认证服务器1333组成,无线控制器AC1331:是一种网络设备,它是一个无线网络的核心,负责管理无线网络中的无线访问节点AP1332(只做收发信号),对AP管理包括:下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理。链接配对码认证服务器1333,内置Radius Server,负责短信密码生成及处理无线控制器1331传递过来的认证请求,链接配对码认证服务器1333支持与主流的无线控制器1331如Cisco、H3C、华为、Motolola互操作。链接配对码认证服务器1333支持短信网关(含MAS机)、短信猫。
与现阶段在共享出租应用领域,常因交通路况,和车辆资源非智能分配的原因,导致无人船租用者需长时间等待已预订的出租车到达上车点,由于船舶航速较慢,更容易发生长时间等待船只,或无人船过早抵达登船点,长时间等待无人船租用者的现象。其次,由于无人船不同于出租车,在水域中难以随时快速的补充能源,所以无人船搭载无人船租用者前需测算航程和剩余能源量,防止中途抛锚。无人船无人驾驶需具备分析无人船租用者请求,判断航程收益,实现利用率最大化,资源浪费最小化的能力。此外,无人船还要实现与无人船租用者的自动链接及断链,资金安全转移功能。
和本发明的无人船筛选、任务筛选、链接共享的方法及装置能对无人船能进行合理的调度,实现数据共享,确保所有待租赁的无人船能进行合理的调度,从而减少资源浪费,调整和优化各个无人船资源配置,实现无人船资源的共享。

Claims (10)

1.一种无人船资源共享方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.无人船租用者通过终端设置任务参数;
b.任务平台接收并根据所述任务参数筛选无人船,向选定的无人船发送任务信息;
c.接收到所述任务信息的无人船的资源共享装置根据所述任务信息筛选任务,反馈应答信息给任务平台;
d.该无人船并根据由任务平台处获得的该无人船租用者身份信息和无人船的资源共享装置识别的序列号信息,与该无人船租用者终端建立无线短距通讯连接;
e.无人船租用者通过所述终端,下达指令开始用船;
f.用船结束,无人船租用者通过所述终端下达指令结束用船,断开所述通讯连接,无人船向任务平台发送到达信息。
2.根据权利要求1所述的无人船资源共享方法,其特征在于,步骤b与c之间还包括步骤:
m1.接收到所述任务信息的无人船的资源共享装置根据所述任务信息筛选任务,反馈应答信息给任务平台;
m2.任务平台根据无人船的反馈信息,选定一无人船。
3.根据权利要求1所述的无人船资源共享方法,其特征在于,步骤a包括:
无人船租用者通过移动终端,从互联网获取任务平台上的航线信息;移动终端设置任务参数,所述任务参数包括至少以下之一:无人船租用者的通讯号码、出发位置A、任务始发地位置B、航路点位置E(j)、目的地位置E(m),其中E(j)表示计划任务参数中的第j个航路点的位置,m为航路点的个数,E(m)为计划任务参数中的最后一个航路点位置即目的地位置。
4.根据权利要求1所述的无人船资源共享方法,其特征在于,所述步骤b的方法是:通过通信电台获取无人船状态信息,并将无人船状态信息传输至任务平台,任务平台对无人船状态信息分析并根据筛选步骤筛选符合任务参数条件的无人船,还包括向所筛选的无人船发送包含任务参数和任务平台通讯号码的任务信息;
所述无人船状态信息包括无人船的通讯号码、当前位置D(h)、航路点位置存油量F、平均航速v,其中表示身份为h的无人船当前任务状态中的第i个航路点的位置,n为航路点的个数,h表示不同无人船的身份,为当前任务状态中的最后一个航路点位置即目的地位置;
所述任务参数条件包括剩余时间△t、最远允许距离J△t、安全油耗F△t、单位距离油耗常数CF,△t=出发时间-信息发布时间,J△t=△t×v,F△t=J△t×CF
所述筛选步骤为:
b1.提取无人船状态信息,计算无人船当前剩余航段距离当前航段间距当前航段最后任务点的返航距离计划任务航段间距计划任务第一航段间距其中表示无人船从当前任务状态中的第i个航路点的位置到第i+1个航路点位置的航段;E(j)E(j+1)表示计划任务航段中的第j个航路点的位置到第j+1个航路点位置的航段;表示无人船当前剩余航段状态中的第n个航路点的位置到当前任务起点位置的航段;
b2.当且存油量F>F△t时,将对应的无人船状态信息组成数据集合,其中表示从无人船的当前位置到当
前任务状态中的下一个航路点位置即第i个航路点位置的距离,表示从当前任务状态中的下一个航路点位置即第i个航路点位置到第n个航路点位置间的所有航路点位置间距的和,表示从当前任务状态中的第n个航路点位置即目的地位置到任务始发地位置B的距离;
b3.计算数据集合中各无人船状态信息对应的资源利用系数
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <msub> <mi>D</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <msub> <mi>BE</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </msub> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msub> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </msub> </mrow> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <msubsup> <mi>BQ</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> </mrow> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> ,
其中表示从任务始发地位置B到计划任务参数中的第1个航路点位置的距离,表示从计划任务参数中的第j个航路点位置到第m个航路点位置间的所有航路点位置间距的和,表示无人船从当前任务状态中的第n个航路点位置即目的地位置到任务始发地位置B的距离;
b4.提取数据集合中资源利用系数K对应的无人船状态信息。
5.根据权利要求1所述的无人船资源共享方法,其特征在于,所述步骤m1的方法是:无人船通过无人船资源共享装置接收各任务平台发送的任务信息集合,无人船根据无人船的状态信息,计算完成任务信息集合中各项任务对应的紧张系数k;
所述任务信息集合包括无人船租用者的通讯号码、出发位置A(p)、任务始发地位置B(p)、航路点位置目的地位置其中表示计划任务参数中的第j个航路点的位置,m为航路点的个数,p表示不同身份的任务平台,B(p)表示不同无人船租用者对应的任务始发地位置,为计划任务参数中的最后一个航路点位置即目的地位置;
所述无人船状态信息包括无人船的通讯号码、当前位置D、航路点位置Q(i),存油量F、平均航速v,其中Q(i)表示当前任务状态中的第i个航路点的位置,n为航路点的个数,Q(n)为当前任务状态中的最后一个航路点位置即目的地位置;
<mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <msub> <mi>DQ</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msub> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </msub> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>p</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msub> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> ,
表示从无人船的当前位置到当前任务状态中的下一个航路点位置即第
i个航路点位置的距离,表示从当前任务状态中的下一个航路点位置即第i个航路点位置到第n个航路点位置间的所有航路点位置间距的和,表示从当前任务状态中的第n个航路点位置即目的地位置到任务始发地位置B(p)的距离,各任务平台发送的任务始发地位置B(h)不同,提取k对应的任务信息,判断k是否为最大紧张系数,若否,则向任务平台发送包含了任务信息的失败应答信息,若是则比较k对应的任务信息中时间戳,若时间戳最早,并向任务平台发送包含了任务信息的成功应答信息并储存任务信息、任务平台通讯号码及无人船租用者的通讯号码,若否,则向任务平台发送包含了任务信息的失败应答信息。
6.根据权利要求2所述的无人船资源共享方法,其特征在于,所述步骤m2中选定无人船的方法为:若应答成功的无人船为一艘,则存储该无人船的状态信息,并向无人船发送任务建立信息,若应答成功的无人船为多艘,则随机存储一艘无人船的状态信息,并向该无人船发送任务建立信息,向其他无人船发送任务建立失败信息。
7.根据权利要求1所述的无人船资源共享方法,其特征在于,所述步骤d的方法是:无人船停靠任务始发地的港口后,通过无人船资源共享装置识别任务始发地港口的停靠点序列号码牌,采集码牌上的序列号信息;当序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的任务始发地位置B相同时;然后通过无人船资源共享装置向任务平台通讯号码发送停靠点序列号信息。
8.根据权利要求1所述的无人船资源共享方法,其特征在于,所述步骤e还包括:n1.当所述序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的任务始发地位置B相同时,开启无线短距数据传输装置进行短距离无线广播;n2.根据存储的无人船租用者的通讯号码生成随机的链接配对码;n3.将链接配对码添加至港口停靠点序列号信息后;n4.最后通过无人船资源共享装置向无人船租用者的通讯号码发送包含停靠点序列号信息的链接配对码;n5.无人船租用者基于无人船停靠点信息寻船;n6.无人船租用者终端通过自身身份信息和链接配对码链接所述无人船。
9.根据权利要求1所述的无人船资源共享方法,其特征在于,所述步骤f包括至少以下之一:用船结束时,无人船租用者通过所述终端向无线短距数据传输装置发送结束任务指令;无人船资源共享装置停止无人船航行任务并关闭无线短距数据传输装置,断开所述通讯连接;当无人船通过传感器检测到无人船租用者全部离船后,再通过无人船资源共享装置向任务平台发送到达信息;
或无人船停靠目的地位置E(m)后,通过无人船资源共享装置识别目的地位置E(m)的停靠点序列号码牌,采集码牌上的序列号信息;当序列号信息中的位置信息与存储的任务信息中的目的地位置E(m)相同时,通过无人船资源共享装置停止无人船任务并关闭无线短距数据传输装置,断开所述通讯连接;当无人船通过传感器检测到无人船租用者全部离船后,再通过无人船资源共享装置向任务平台发送到达信息。
10.一种采用权利要求1中的无人船资源共享方法的无人船资源共享装置,其特征在于,包括GPS收发天线、通信电台、第一数据处理装置、安装在无人船上的信息采集识别装置以及分析所述数据的第二处理器,信息采集识别装置包括颜色传感器以及图形传感器;所述第一数据处理装置包括第一处理器、第一存储器、通用可编程IO接口,用于解析、处理、转换和打包步骤b和c中任务信息和应答信息数据包,所述第二处理器通过通用可编程IO接口连接第二存储器、GSM模块、信息采集识别装置、压力变送器,用于处理步骤d-f中的数据信息,信息采集识别装置上还设置有补偿光源,所述第二处理器还连接无线短距数据传输装置、第一继电器和第二继电器,通过对第一继电器的控制来控制无人船动力装置的电磁控制阀供电,通过对第二继电器的控制来控制对无线短距数据传输装置供电,所述无线短距数据传输装置由:无线访问节点、无线控制器、链接配对码认证服务器组成,所述无线短距数据传输装置用于生成和验证随机链接配对码,使移动终端通过软件无线控制无人船。
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