CN112559951A - 集装箱运输agv调度方法、设备、电子终端及存储介质 - Google Patents

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CN112559951A CN202011339615.9A CN202011339615A CN112559951A CN 112559951 A CN112559951 A CN 112559951A CN 202011339615 A CN202011339615 A CN 202011339615A CN 112559951 A CN112559951 A CN 112559951A
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Abstract

本发明实施例提供了一种集装箱运输AGV调度方法及设备。所述方法包括：构建AGV调度模型的目标函数；对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度；根据所述整体调度和单次调度，获取所述目标函数的全局最小值。本发明实施例提供的集装箱运输AGV调度方法及设备，通过构建AGV调度模型，并针对AGV调度模型进行多桥吊或场吊，单桥吊或场吊情景下的调度，可以缩短AGV等待时长和AGV空驶时长，有效减少了AGV调度的总里程，降低了AGV调度的能耗。

Description

集装箱运输AGV调度方法、设备、电子终端及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及载重AGV控制技术领域，尤其涉及一种集装箱运输AGV调度方法、设备、电子终端及存储介质。
背景技术
AGV是自动化集装箱码头的重要组成部分，可以改善集装箱码头物流系统的性能。在水平运输环节，AGV通过移动通信网络实现数据传输，并利用定位、导航、感知设备实现自动驾驶，完成集装箱由前沿至堆场的水平运输，其稳定合理的调度是高效完成作业任务的关键。可靠的调度控制系统不仅可以保持AGV运输系统稳定性，也可以提高集装箱水平运输的效率。目前，自动化集装箱码头AGV调度方式大多缺乏针对多桥吊或场吊进行调度方法，并且调度过程中考虑的因素较为单一，造成调度方法与现实脱节，调度效果不能满足现实需求。因此，开发一种集装箱运输AGV调度方法及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种集装箱运输AGV调度方法及设备。
第一方面，本发明的实施例提供了一种集装箱运输AGV调度方法，包括：构建AGV调度模型的目标函数；对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度；根据所述整体调度和单次调度，获取所述目标函数的全局最小值。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述构建AGV调度模型的目标函数，包括：
Figure BDA0002798244950000021
约束条件为：
Figure BDA0002798244950000022
Figure BDA0002798244950000023
Figure BDA0002798244950000024
Figure BDA0002798244950000025
Figure BDA0002798244950000026
Figure BDA0002798244950000027
Figure BDA0002798244950000028
Figure BDA0002798244950000029
Figure BDA00027982449500000210
Figure BDA00027982449500000211
决策量为：
Figure BDA00027982449500000212
Figure BDA00027982449500000213
Figure BDA00027982449500000214
Figure BDA00027982449500000215
其中，α、β、γ、λ、μ为调整系数；q为桥吊；c为场吊；Q为桥吊集合；i为i号AGV；C为场吊集合；V为AGV集合，P为任务集合；T1ij为i号AGV接收到任务j的时刻；T2ij为i号AGV到达任务j起始点的时刻；T3ij为i号AGV到达任务j目的点的时刻；T4ij为i号AGV在桥吊下完成任务j的装卸的时刻；T5qj为桥吊在执行任务j前处于空闲的时刻；T6qj为桥吊抓取任务j集装箱的时刻；T7cj为场吊在执行任务j前处于空闲的时刻；T8cj为场吊抓取任务j集装箱的时刻；T9ij为i号AGV在任务j开始充电时刻；T10ij为i号AGV在任务j结束充电时刻；Um为卸船作业桥吊下等待AGV的数量限制；Nm为装船作业桥吊下等待AGV的数量限制；Tq为桥吊q等待总时长；Un为卸船作业场吊下等待AGV的数量限制；Nn为装船作业场吊下等待AGV的数量限制；Tc为场吊c等待总时长；T1i为i号AGV等待总时长；T2i为i号AGV空驶总时长；T3i为i号AGV充电总时长。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，包括：获取桥吊或场吊AGV等待队列信息，获取桥吊或场吊作业任务数量；对作业任务队列进行排序，若等待队列中有AGV，则桥吊或场吊进行装卸作业，从等待队列剔除进行装卸作业的AGV，剩余作业任务数减1，桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，在所述桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1之后，还包括：若桥吊或场吊的作业任务数大于0，且桥吊或场吊中需要调度的AGV数大于0，则获取目标AGV，所述目标AGV驶向任务起始地，桥吊或场吊作业任务数减1，桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述对作业任务队列进行排序包括采用优先级函数对作业任务队列进行排序，相应地，所述优先级函数包括：
Pri＝αTi+βNi+γPi+λGi
其中，α、β、γ、λ为调整系数；T为任务所属的桥吊或场吊己等待的时长；N为任务所属桥吊或场吊发布的任务中有多少未调度成功的任务；P为任务所属桥吊或场吊本身的作业任务；G为AGV执行充电任务花费的时长；i为i号AGV。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度，包括：获取任务起始点位置、全部AGV状态及全部AGV当前位置，遍历每一AGV，根据AGV优先级确定若干初始AGV,根据所述若干初始AGV中每一AGV当前位置及任务起始点位置，得到每一AGV到达任务起始点位置的第一时长集合，选定所述第一时长集合中的最小时长对应的AGV为需要单次调度的AGV。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述AGV优先级，包括：AGV处于空闲状态为第一优先级；AGV剩余电量为第二优先级；其中，第二优先级中AGV电量越多，则被选中的概率越大。
第二方面，本发明的实施例提供了一种集装箱运输AGV调度装置，包括：
目标函数模块，用于构建AGV调度模型的目标函数；调度模块，用于对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度；全局收敛模块，用于根据所述整体调度和单次调度，获取所述目标函数的全局最小值。
第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的集装箱运输AGV调度方法。
第四方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的集装箱运输AGV调度方法。
本发明实施例提供的集装箱运输AGV调度方法及设备，通过构建AGV调度模型，并针对AGV调度模型进行多桥吊或场吊，单桥吊或场吊情景下的调度，可以缩短AGV等待时长和AGV空驶时长，有效减少了AGV调度的总里程，降低了AGV调度的能耗。
附图说明
图1为本发明实施例提供的集装箱运输AGV调度方法流程图；
图2为本发明实施例提供的集装箱运输AGV调度装置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的集装箱运输AGV调度系统结构示意图。
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。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
通过对AGV装船、卸船(包括提箱)、充电予以区分，并采用不同的调度算法。算法效率不同衡量因素，对于装船为，桥吊等待载箱AGV到达时长、AGV等待桥吊抓箱时长、AGV从当前位置驶向堆场指定位置时长。对于卸船,为桥吊等待空载AGV到达时长、AGV等待桥吊放箱时长、AGV从当前位置行驶到桥吊时长。基于这种思想，本发明实施例提供了一种集装箱运输AGV调度方法，参见图1，该方法包括：构建AGV调度模型的目标函数；对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度；根据所述整体调度和单次调度，获取所述目标函数的全局最小值。
需要说明的是，在进行对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，以及对整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度之前，还需要对AGV调度的一些基础数据进行获取，主要包括：获取自动化码头操作系统TOS的作业计划，并将作业计划生成作业任务池，作业任务从任务池中匹配提取。获取所有AGV的状态、电量、实时位置坐标，以AGV空闲无故障、电量充足、空跑时长最短为指标为AGV派发作业任务。计算AGV执行每条运输任务、充电所需要的时长。获取AGV作业路线图以及路线站点交通信息(如信号灯)，为空闲AGV规划最短时长或最短路程的作业线路，AGV路径规划考虑了以时长Petri网模型解决死锁问题。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述构建AGV调度模型的目标函数，包括：
Figure BDA0002798244950000061
约束条件为：
Figure BDA0002798244950000062
Figure BDA0002798244950000063
Figure BDA0002798244950000064
Figure BDA0002798244950000065
Figure BDA0002798244950000066
Figure BDA0002798244950000067
Figure BDA0002798244950000068
Figure BDA0002798244950000069
Figure BDA00027982449500000610
Figure BDA00027982449500000611
决策量为：
Figure BDA00027982449500000612
Figure BDA00027982449500000613
Figure BDA00027982449500000614
Figure BDA00027982449500000615
其中，α、β、γ、λ、μ为调整系数；q为桥吊；c为场吊；Q为桥吊集合；i为i号AGV；C为场吊集合；V为AGV集合，P为任务集合；T1ij为i号AGV接收到任务j的时刻；T2ij为i号AGV到达任务j起始点的时刻；T3ij为i号AGV到达任务j目的点的时刻；T4ij为i号AGV在桥吊下完成任务j的装卸的时刻；T5qj为桥吊在执行任务j前处于空闲的时刻；T6qj为桥吊抓取任务j集装箱的时刻；T7cj为场吊在执行任务j前处于空闲的时刻；T8cj为场吊抓取任务j集装箱的时刻；T9ij为i号AGV在任务j开始充电时刻；T10ij为i号AGV在任务j结束充电时刻；Um为卸船作业桥吊下等待AGV的数量限制；Nm为装船作业桥吊下等待AGV的数量限制；Tq为桥吊q等待总时长；Un为卸船作业场吊下等待AGV的数量限制；Nn为装船作业场吊下等待AGV的数量限制；Tc为场吊c等待总时长；T1i为i号AGV等待总时长；T2i为i号AGV空驶总时长；T3i为i号AGV充电总时长。显而易见的是，集装箱运输AGV调度方法的目的在于通过对整体若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行调度，以及对单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行调度，对调度时长进行优化，最终使得(1)式取得全局最小值。需要说明的是，(1)式的建立基于如下假设：AGV及桥吊、场吊在整个作业任务结束前不会出现设备故障，且通信不会出现断开丢失的情况；忽略AGV起步损失时长，即认为AGV完成起步后保持匀速行驶；单个AGV最小任务只有一个起始点和目标点，不考虑AGV同时执行多任务的情况；充电桩个数足够，不会出现AGV排队充电的情形。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，包括：获取桥吊或场吊AGV等待队列信息，获取桥吊或场吊作业任务数量；对作业任务队列进行排序，若等待队列中有AGV，则桥吊或场吊进行装卸作业，从等待队列剔除进行装卸作业的AGV，剩余作业任务数减1，桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1(即Nuq或Nuc加1)。在另一实施例中，若等待队列中无AGV，则桥吊或场吊作业处于等待状态。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，在所述桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1之后，还包括：若桥吊或场吊的作业任务数大于0，且桥吊或场吊中需要调度的AGV数大于0(即Nuq或Nuc大于0)，则获取目标AGV，所述目标AGV驶向任务起始地，桥吊或场吊作业任务数减1，桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1，直至调度任务结束。在另一实施例中，若桥吊或场吊中需要调度的AGV数等于0，则等待直至桥吊或场吊中需要调度的AGV数大于0(即Nuq或Nuc大于0)。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述对作业任务队列进行排序包括采用优先级函数对作业任务队列进行排序，相应地，所述优先级函数包括：
Pri＝αTi+βNi+γPi+λGi (2)
其中，α、β、γ、λ为调整系数；T为任务所属的桥吊或场吊己等待的时长；N为任务所属桥吊或场吊发布的任务中有多少未调度成功的任务；P为任务所属桥吊或场吊本身的作业任务；G为AGV执行充电任务花费的时长；i为i号AGV。
具体地，由于作业过程的随机性和复杂性，AGV到桥吊或场吊下的时长是不可能精确控制的，理想的作业情况是不存在的，需要牺牲AGV的部分效益而保证桥吊和场吊工作的效率。因此为毎个桥吊和场吊设计一个AGV等待队列Qn和Cn，其中n表示桥吊和场吊编号。在AGV等待队列中总是维持AGV数量在一个固定的数值上，使得在新调度的AGV距离桥吊或场吊过远、AGV因特殊原因不能及时到达等情况下，也能最大限度的保证桥吊和场吊的工作效率。
为了兼顾AGV的等待时长，需要确保桥吊和场吊下的AGV等待队列的长度不能过长，维持队列长度的关键在于在桥吊和场吊的整个作业过程中如何调度AGV。考虑AGV的作业时长一般小于AGV到达桥吊或场吊的时长，所以采取一进一出的调度策略，在桥吊下AGV等待队列长度较小时即可满足绝大多数情况下的桥吊连续作业。即当桥吊或场吊完成等待队列中一辆AGV的装卸作业时，立即发布调度任务，调度另外一辆AGV来到等待队列中。对于多桥吊多场吊同时作业时存在可被调度的AGV数量不足的情况，当桥吊或场吊完成一次装卸作业而又无空闲AGV可调度的时候，若不采取措施会使得等待队列中AGV的数量越来越少。对于这种情况，为毎个桥吊和场吊设置应调度AGV数Nuq和Nuc，其初始值为AGV等待队列长度。考虑AGV数量不足而发生多个桥吊或场吊等待空闲AGV的资源竞争时，引入优先级队列PriQ，当暂时无AGV可调度时，将此次任务加入PriQ队列，同时触发PriQ优先级重新排序。优先级函数如(2)式所示。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度，包括：获取任务起始点位置、全部AGV状态及全部AGV当前位置，遍历每一AGV，根据AGV优先级确定若干初始AGV,根据所述若干初始AGV中每一AGV当前位置及任务起始点位置，得到每一AGV到达任务起始点位置的第一时长集合，选定所述第一时长集合中的最小时长对应的AGV为需要单次调度的AGV。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度方法，所述AGV优先级，包括：AGV处于空闲状态为第一优先级；AGV剩余电量为第二优先级；其中，第二优先级中AGV电量越多，则被选中的概率越大。具体地，将AGV处于空闲状态作为第一优先级，AGV剩余电量作为第二优先级，AGV到达任务起始点位置的时长为第三优先级。优先顺序为第一优先级大于第二优先级大于第三优先级。
具体地，桥吊和场吊的等待时长由AGV不能及时到达导致，所以应为桥吊和场吊设置等待队列，使队列中始终有适量的AGV等待，防止作业的随机性导致AGV不能及时到达，同时对AGV不足情况也应进行相应的处理。AGV的等待时长为AGV在桥吊或场吊等待队列中等待桥吊或场吊作业的时长，这就需要保证每个桥吊或场吊的等待队列不能超过一定限度，保证AGV等待时长不会太长，AGV在桥吊和场吊的等待队列长度设置为Nq和Nc。同时，对AGV设置剩余电量临界值S，确保AGV完成一个任务后能返回充电。为保证AGV空驶时长短、桥吊等待时长短、场吊等待时长短，调度距离任务起始地最近的空闲AGV。
本发明实施例提供的集装箱运输AGV调度方法，通过构建AGV调度模型，并针对AGV调度模型进行多桥吊或场吊，单桥吊或场吊情景下的调度，可以缩短AGV等待时长和AGV空驶时长，有效减少了AGV调度的总里程，降低了AGV调度的能耗。
本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中，可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况，在上述各实施例的基础上，本发明的实施例提供了一种集装箱运输AGV调度装置，该装置用于执行上述方法实施例中的集装箱运输AGV调度方法。参见图2，该装置包括：目标函数模块，用于构建AGV调度模型的目标函数；调度模块，用于对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度；全局收敛模块，用于根据所述整体调度和单次调度，获取所述目标函数的全局最小值。
本发明实施例提供的集装箱运输AGV调度装置，采用图2中的各种模块，通过构建AGV调度模型，并针对AGV调度模型进行多桥吊或场吊，单桥吊或场吊情景下的调度，可以缩短AGV等待时长和AGV空驶时长，有效减少了AGV调度的总里程，降低了AGV调度的能耗。
本发明实施例提供的集装箱运输AGV调度方法在现实中依赖于图4所示的集装箱运输AGV调度系统实现，该系统包括：TOS(Terminal Operating System，即码头操作系统)接口，用于与集装箱运输AGV调度系统通信，通过通信协议获取装船卸船作业计划的数据；网络通信模块，用于与网络进行连接；设备接口模块，用于与设备进行连接；AGV调度模块，用于实现本发明各个实施例提供的集装箱运输AGV调度方法；路径规划模块，用于为空闲AGV规划最短时间或最短路程的作业线路；实时监控模块，用于监控AGV调度的整个过程；地图管理模块，用于获取AGV作业路线图以及路线站点交通信息；信息管理模块，用于与数据库进行交互；数据库模块，用于为AGV调度提供数据支持。
需要说明的是，本发明提供的装置实施例中的装置，除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外，还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法，区别仅仅在于设置相应的功能模块，其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同，只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上，参考其他方法实施例中的具体技术方案，通过组合技术特征获得相应的技术手段，以及由这些技术手段构成的技术方案，在保证技术方案具备实用性的前提下，就可以对上述装置实施例中的装置进行改进，从而得到相应的装置类实施例，用于实现其他方法类实施例中的方法。例如：
基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度装置，还包括：第二模块，用于获取桥吊或场吊AGV等待队列信息，获取桥吊或场吊作业任务数量；对作业任务队列进行排序，若等待队列中有AGV，则桥吊或场吊进行装卸作业，从等待队列剔除进行装卸作业的AGV，剩余作业任务数减1，桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1。
基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度装置，还包括：第三模块，用于若桥吊或场吊的作业任务数大于0，且桥吊或场吊中需要调度的AGV数大于0，则获取目标AGV，所述目标AGV驶向任务起始地，桥吊或场吊作业任务数减1，桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1。
基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的集装箱运输AGV调度装置，还包括：第四模块，用于获取任务起始点位置、全部AGV状态及全部AGV当前位置，遍历每一AGV，根据AGV优先级确定若干初始AGV,根据所述若干初始AGV中每一AGV当前位置及任务起始点位置，得到每一AGV到达任务起始点位置的第一时长集合，选定所述第一时长集合中的最小时长对应的AGV为需要单次调度的AGV。
本发明实施例的方法是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图3所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)304、至少一个存储器(memory)302和通信总线303，其中，至少一个处理器301，通信接口304，至少一个存储器302通过通信总线303完成相互间的通信。至少一个处理器301可以调用至少一个存储器302中的逻辑指令，以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
此外，上述的至少一个存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种集装箱运输AGV调度方法，其特征在于，包括：构建AGV调度模型的目标函数；对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度；根据所述整体调度和单次调度，获取所述目标函数的全局最小值。
2.根据权利要求1所述的集装箱运输AGV调度方法，其特征在于，所述构建AGV调度模型的目标函数，包括：
Figure FDA0002798244940000011
约束条件为：
Figure FDA0002798244940000012
Figure FDA0002798244940000013
Figure FDA0002798244940000014
Figure FDA0002798244940000015
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Figure FDA0002798244940000018
Figure FDA0002798244940000019
Figure FDA00027982449400000110
Figure FDA00027982449400000111
决策量为：
Figure FDA00027982449400000112
Figure FDA00027982449400000113
Figure FDA0002798244940000021
Figure FDA0002798244940000022
其中，α、β、γ、λ、μ为调整系数；q为桥吊；c为场吊；Q为桥吊集合；i为i号AGV；C为场吊集合；V为AGV集合，P为任务集合；T1ij为i号AGV接收到任务j的时刻；T2ij为i号AGV到达任务j起始点的时刻；T3ij为i号AGV到达任务j目的点的时刻；T4ij为i号AGV在桥吊下完成任务j的装卸的时刻；T5qj为桥吊在执行任务j前处于空闲的时刻；T6qj为桥吊抓取任务j集装箱的时刻；T7cj为场吊在执行任务j前处于空闲的时刻；T8cj为场吊抓取任务j集装箱的时刻；T9ij为i号AGV在任务j开始充电时刻；T10ij为i号AGV在任务j结束充电时刻；Um为卸船作业桥吊下等待AGV的数量限制；Nm为装船作业桥吊下等待AGV的数量限制；Tq为桥吊q等待总时长；Un为卸船作业场吊下等待AGV的数量限制；Nn为装船作业场吊下等待AGV的数量限制；Tc为场吊c等待总时长；T1i为i号AGV等待总时长；T2i为i号AGV空驶总时长；T3i为i号AGV充电总时长。
3.根据权利要求1所述的集装箱运输AGV调度方法，其特征在于，所述对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，包括：获取桥吊或场吊AGV等待队列信息，获取桥吊或场吊作业任务数量；对作业任务队列进行排序，若等待队列中有AGV，则桥吊或场吊进行装卸作业，从等待队列剔除进行装卸作业的AGV，剩余作业任务数减1，桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1。
4.根据权利要求3所述的集装箱运输AGV调度方法，其特征在于，在所述桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1之后，还包括：若桥吊或场吊的作业任务数大于0，且桥吊或场吊中需要调度的AGV数大于0，则获取目标AGV，所述目标AGV驶向任务起始地，桥吊或场吊作业任务数减1，桥吊或场吊中需要调度的AGV数加1。
5.根据权利要求3所述的集装箱运输AGV调度方法，其特征在于，所述对作业任务队列进行排序包括采用优先级函数对作业任务队列进行排序，相应地，所述优先级函数包括：
Pri＝αTi+βNi+γPi+λGi
其中，α、β、γ、λ为调整系数；T为任务所属的桥吊或场吊己等待的时长；N为任务所属桥吊或场吊发布的任务中有多少未调度成功的任务；P为任务所属桥吊或场吊本身的作业任务；G为AGV执行充电任务花费的时长；i为i号AGV。
6.根据权利要求1所述的集装箱运输AGV调度方法，其特征在于，所述针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度，包括：获取任务起始点位置、全部AGV状态及全部AGV当前位置，遍历每一AGV，根据AGV优先级确定若干初始AGV,根据所述若干初始AGV中每一AGV当前位置及任务起始点位置，得到每一AGV到达任务起始点位置的第一时长集合，选定所述第一时长集合中的最小时长对应的AGV为需要单次调度的AGV。
7.根据权利要求6所述的集装箱运输AGV调度方法，其特征在于，所述AGV优先级，包括：AGV处于空闲状态为第一优先级；AGV剩余电量为第二优先级；其中，第二优先级中AGV电量越多，则被选中的概率越大。
8.一种集装箱运输AGV调度设备，其特征在于，包括：目标函数模块，用于构建AGV调度模型的目标函数；调度模块，用于对若干桥吊或场吊需要的若干AGV进行整体调度，针对所述整体调度中单个桥吊或场吊需要的单个AGV进行单次调度；全局收敛模块，用于根据所述整体调度和单次调度，获取所述目标函数的全局最小值。
9.一种电子终端，其特征在于，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口；其中，
所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1至7任一项权利要求所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1至7中任一项权利要求所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023165080A1 (zh) * 2022-03-01 2023-09-07 北京京东振世信息技术有限公司 一种自动化车辆的调度方法、装置、电子设备和可读介质
CN118036976A (zh) * 2024-02-28 2024-05-14 交通运输部水运科学研究所 港口的agv调度方法、装置、设备及介质

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