CN111815161A - 一种水平运输调度系统的交通管制规则应用方法 - Google Patents
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Abstract
一种水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，该方法通过结合实际作业场景情况设计交通管制模块，对水平运输作业进行区域划分，对各区域通行规则进行制定，并根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力，然后依据分析结果对路径进行动态规划，将交通管制规则与任务调度相结合，简化调度策略。该方法通过结合实际作业场景情况设计交通管制模块，实现对水平运输作业的区域划分以及各区域通行规则的制定，同时可根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力，并依据分析结果对路径进行动态规划从而提升通行能力，将交通管制规则与任务调度相结合，简化调度策略，提高系统运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及水平运输调度系统技术领域，特别是一种水平运输调度系统的交通管制规则应用方法。
背景技术
随着信息与物流技术、自动控制技术、传感器技术、导航与决策等无人驾驶技术的发展以及在物流行业的应用，AGV因其工作效率高、结构简单、可控性强和安全性好等优点，已经逐步成为企业解放生产力、提升生产效率和物流自动化、智能化水平的一重要因素。集装箱码头智能化水平运输系统是是衔接码头前沿到堆场的重要环节，其主要作用是采用重载AGV实现作业过程中集装箱由码头前沿到后方堆场指定区域的转运，而水平运输系统任务调度系统是其控制中心，也是集装箱码头作业效率、投资与营运成本、环境安全及吞吐能力的关键影响因素。
近年来随着自动化、无人化、智能化码头建设的推进，具备无人驾驶功能的水平运输用重载AGV也陆续在一些港口码头得到应用。由于码头操作环境复杂、AGV数量较多，调度系统设计需结合水平运输系统作业情况具备任务主控、任务规划、任务进程管理和可视化等功能，这对调度策略与方法提出了非常高的要求和挑战，在该方向当前国内还未形成成熟产品，国外的相关算法亦未对外开放，因此，面向多AGV的任务调度策略和方法亟待研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够将交通管制规则与任务调度相结合，简化调度策略，提高系统运行效率的水平运输调度系统的交通管制规则应用方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，该方法通过结合实际作业场景情况设计交通管制模块，对水平运输作业进行区域划分，对各区域通行规则进行制定，并根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力，然后依据分析结果对路径进行动态规划，将交通管制规则与任务调度相结合，简化调度策略。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，该方法的具体步骤如下：
（1）对实际作业场景的水平运输系统区域进行动态规划，设计高速运行区与慢速运行区，并明确缓冲区、转弯区、任务执行区、运输区的分区；
（2）根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力，并结合AGV指标、数量情况进行车道布局与通行规则设计；
（3）基于初步设计的通行区域划分和通行规则进行任务分配与运行情况分析，实时动态调整任务分配情况，记录作业情况，完成任务统计分析和车道利用情况分析；
（4）基于任务统计分析结果和车道利用情况分析，修改通行规则，将高峰任务期的空闲车道设计为潮汐车道或双向车道，并与调度策略结合执行水平运输系统转运任务。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，该方法根据AGV实际运行场景进行运行区域地图构建与交通管制模块设计，调度策略基于交通规则的制定。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，该方法中，AGV的运行基于所在区域的通行规则与调度系统的任务分配。
与现有技术相比，本发明的显著优点：
（1）创新性在任务调度系统中增加交通管制模块，通过对AGV通行环境的交通管制规则制定有效解决了调度系统在策略设计上的复杂建模问题，降低了算法的复杂性和调度系统的运算能力要求；
（2）在码头场区内设计高速、慢速运行区，并通过对缓冲区、转弯区、任务执行区、运输区进行区域通行规则设计与实际任务情况相结合的方式实现基于任务状态的潮汐车道或双向车道控制，提高场区资源利用率和作业效率；
（3）对磁导航AGV、二维码导航AGV以及自主导航AGV在封闭环境下的多任务调度均适用，该方法有较好的泛化应用能力和可移植性；
（4）基于交通管制规则的多AGV任务调度方法依托所涉及的通行规则使调度系统全局任务规划与路径规划难度降低，因此，对于AGV的路径规划要求降低，提高无人驾驶的可用性。
附图说明
图1为本发明的一种码头布局图；
图2为本发明的基于码头环境的区域调度规划图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，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做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。
参照图1-2，本申请是一种水平运输任务调度系统的交通管制规则应用方法，其中，设置的交通管制模块可根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力，并依据分析结果对路径进行动态规划从而提升通行能力；该方法根据AGV实际运行场景进行运行区域地图构建与交通管制模块设计，调度策略基于交通规则的制定，分别设计高速运行区与慢速运行区，并通过对缓冲区、转弯区、任务执行区、运输区进行区域通行规则设计与制定实现基于任务状态的潮汐车道或双向车道设计，AGV的运行则基于所在区域的通行规则与调度系统的任务分配情况；由于通行规则已经较大程度约束了车辆运行，则有效解决了调度系统在策略设计上复杂建模问题，降低了算法的复杂性和调度系统的运算能力要求，简化调度策略后对系统运行可靠性有较大提升，实现资源最优化利用和作业效率提升。
该方法为了降低调度策略的复杂性，通过采用基于交通管制规则的任务进程管理，调整水平运输系统任务调度系统架构，有效地降低了调度系统建模、调度策略和算法的复杂性，该方法现已应用于水平运输系统相关产品开发与应用，实现了对多AGV复杂任务集中管控与调度，模块化设计具备较高的泛化应用和扩展能力，满足多种封闭环境下的多AGV任务调度移植应用。
本申请的目的在于结合实际作业场景情况设计交通管制模块，实现对水平运输作业的区域划分以及各区域通行规则的制定，根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力，并依据分析结果对路径进行动态规划从而提升通行能力，将交通管制规则与任务调度相结合，简化调度策略，提高系统运行效率；
本申请的具体步骤如下：
第一步，对实际作业场景的水平运输系统区域进行动态规划，设计高速运行区与慢速运行区，并明确缓冲区、转弯区、任务执行区、运输区的分区情况；
第二步，根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力并结合AGV指标、数量情况进行车道布局与通行规则设计；
第三步，基于初步设计的通行区域划分和通行规则进行任务分配与运行情况分析，实时动态调整任务分配情况，记录作业情况，完成任务统计分析和车道利用情况分析；
第四步，基于任务统计分析结果和车道利用情况分析，修改通行规则，将高峰任务期的空闲车道设计为潮汐车道或双向车道，并与调度策略结合执行水平运输系统转运任务。
本申请的实际应用，仅需在前期规划时期增加对场区的区域划分，结合现场任务情况进行车道和通行能力计算以此实现潮汐车道或双向车道的设计并基于任务数据对其进行动态调整，极大降低了顶层调度系统的复杂性，简化调度策略并降低算法出错率；模块化设计具备较高的泛化应用和扩展能力，可实现对封闭环境下多AGV复杂任务集中管控与调度应用。
本发明的优点：
（1）创新性在任务调度系统中增加交通管制模块，通过对AGV通行环境的交通管制规则制定有效解决了调度系统在策略设计上的复杂建模问题，降低了算法的复杂性和调度系统的运算能力要求；
（2）在码头场区内设计高速、慢速运行区，并通过对缓冲区、转弯区、任务执行区、运输区进行区域通行规则设计与实际任务情况相结合的方式实现基于任务状态的潮汐车道或双向车道控制，提高场区资源利用率和作业效率；
（3）对磁导航AGV、二维码导航AGV以及自主导航AGV在封闭环境下的多任务调度均适用，该方法有较好的泛化应用能力和可移植性；
（4）基于交通管制规则的多AGV任务调度方法依托所涉及的通行规则使调度系统全局任务规划与路径规划难度降低，因此，对于AGV的路径规划要求降低，提高无人驾驶的可用性。
本交通管制规则针对大中小型集装箱码头的无人运输车调度管控需求，针对AGV运行过程中的路口交汇、转弯等待、执行超车等交通状况进行高速运行区、慢速运行区、确缓冲区、转弯区、任务执行区、运输区的划分，完成车流统计、潮汐车道变换，最终实现车辆运行控制；已在具体场景中进行了验证：
1、在实验室进行了调度仿真实验
在实验室内进行相关场地的搭建，搭建的场地包括岸边作业区、AGV行驶区、堆场作业区、中控室、充电区；在本交通管制规则的管控下，指挥AGV实现超车、停车等待、转弯、执行、避让等操作；管理AGV实现装卸定点停车、自动充电等作业。
Claims (4)
1.一种水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，其特征在于：该方法通过结合实际作业场景情况设计交通管制模块，对水平运输作业进行区域划分，对各区域通行规则进行制定，并根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力，然后依据分析结果对路径进行动态规划，将交通管制规则与任务调度相结合，简化调度策略。
2.根据权利要求1所述的水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
（1）对实际作业场景的水平运输系统区域进行动态规划，设计高速运行区与慢速运行区，并明确缓冲区、转弯区、任务执行区、运输区的分区；
（2）根据用户输入的信息或系统任务状态分析计算道路通过能力，并结合AGV指标、数量情况进行车道布局与通行规则设计；
（3）基于初步设计的通行区域划分和通行规则进行任务分配与运行情况分析，实时动态调整任务分配情况，记录作业情况，完成任务统计分析和车道利用情况分析；
（4）基于任务统计分析结果和车道利用情况分析，修改通行规则，将高峰任务期的空闲车道设计为潮汐车道或双向车道，并与调度策略结合执行水平运输系统转运任务。
3.根据权利要求1所述的水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，其特征在于：该方法根据AGV实际运行场景进行运行区域地图构建与交通管制模块设计，调度策略基于交通规则的制定。
4.根据权利要求1所述的水平运输调度系统的交通管制规则应用方法，其特征在于：该方法中，AGV的运行基于所在区域的通行规则与调度系统的任务分配。
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