基于时间窗的双小车岸桥与AGV协调调度研究

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基于时间窗算法的多AGV调度路径规划黄洮年

基于时间窗算法的多AGV调度路径规划黄洮年

基于时间窗算法的多AGV调度路径规划黄洮年发布时间:2021-09-09T06:54:02.707Z 来源:《防护工程》2021年16期作者:黄洮年[导读] 本文结合理论与实际对AGV调度系统的路径规划进行研究。

针对多AGV调度系统的问题,研究了多AGV调度系统的冲突和死锁问题。

研究基于时间窗方法,来进行多AGV调度路径规划的研究。

经研究基于时间窗算法的效果良好,能在大部分的情况下解决多AGV路径冲突和死锁的问题。

黄洮年南宁富桂精密工业有限公司广西南宁 530000摘要:本文结合理论与实际对AGV调度系统的路径规划进行研究。

针对多AGV调度系统的问题,研究了多AGV调度系统的冲突和死锁问题。

研究基于时间窗方法,来进行多AGV调度路径规划的研究。

经研究基于时间窗算法的效果良好,能在大部分的情况下解决多AGV路径冲突和死锁的问题。

关键词:AGV;时间窗算法;路径规划1 前言AGV具有灵活性、智能化等显著特点,可以方便的重组系统,达到生产制造业柔性化运输的需求。

与传统的人工或半人工的物料运输方式相比,AGV调度系统降低了劳动强度,减小了物料运输时的潜在危险性,极大的提高了生产效率,在各行各业发挥着重要的作用。

2、AGV核心技术研究目的2.1 路径规划技术路径规划技术是解决AGV从起点到目标点的路径问题,是解决“如何去”的问题。

针对已知环境、未知环境和动态环境等不同的环境因素,需要应用不同的路径规划算法。

路径规划一直是机器人研究领域的热点和难点问题,已经有大量的算法用于AGV调度系统路径规划。

常用的全局路径规划算法有图论算法、蚁群算法,遗传算法,神经网络等;常用的局部路径规划算法有虚拟力法,模糊路径规划等算法。

针对不同的系统要求和性能指标的不同,为多AGV调度系统选取恰当的路径规划算法,并对算法改进,使其适合系统的要求,是一个理论应用于实践的问题。

2.2 多AGV协调控制技术对于一个AGV调度系统来说,单AGV工作能力和完成的功能是有限的,许多复杂的任务需要多个AGV共同完成,多AGV调度系统具有单AGV调度系统无法比拟的优势。

基于时间窗的双小车岸桥与AGV协调调度研究

基于时间窗的双小车岸桥与AGV协调调度研究

Researchoncoordinatedschedulingofdoubletrolleyquaycraneand AGVbasedontimewindow
TangShike,YanNannan
(InstituteofLogisticsScience& Engineering,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306,China)
双小车岸桥[2]是一种新型的高效率集装箱装卸设备,通 过改进装卸工艺能有效提高装卸效率。李锋等人[3]通过计算 机软件对双小车岸桥作业仿真模拟,通过调整岸桥前小车和后 小车的运行速度来优化作业。刘艳涛等人[4]以码头作业效率 为优先原则,以失效安全为设计理念,建立了主小车摆动模型, 提出了自动化双小车岸桥的动态防撞方法,保证双小车岸桥能 安全作业并在此基础上提升作业效率。
第 36卷第 5期 2019年 5月
计算机应用研究 ApplicationResearchofComputers
Vol36No5 May2019
基于时间窗的双小车岸桥与 AGV协调调度研究
唐世科,严南南
(上海海事大学 物流科学与工程研究院,上海 201306)
摘 要:针对自动化集装箱码头(automatedcontainerterminal,ACT)的自动导引车 (automaticguidedvehicle, AGV)与自动化双小车岸桥(doubletrolleyquaycrane,QC)协调调度优化问题,以上海洋山港四期工程的实际布 局和装卸工艺为基础,考虑装卸同时进行条件下以最小化任务总完工时间为目标,建立带有时间窗约束的双小 车岸桥和 AGV的协调调度模型,并采用遗传算法对实际算例进行求解。通过灵敏度分析,验证了该模型及算法 的有效性,并对遗传算法参数设置的有效性进行检验。结果分析表明,该调度方法有助于提高自动化集装箱码 头的作业效率,减少集装箱船的在港时间,提高码头竞争力。 关键词:自动化集装箱码头;双小车岸桥;自动导引车;时间窗;遗传算法 中图分类号:TP272 文献标志码:A 文章编号:10013695(2019)05014134305 doi:10.19734/j.issn.10013695.2017.12.0807

带时间窗约束的配载车辆调度问题研究

带时间窗约束的配载车辆调度问题研究

带时间窗约束的配载车辆调度问题研究
陈一永;韩江;龚延成
【期刊名称】《物流技术》
【年(卷),期】2005(000)003
【摘要】运用启发式算法求解带时间窗约束的配载车辆调度问题.借鉴多重旅行商问题的模型结构,建立配载车辆调度模型.通过改进C-K节约算法,在线路连接过程中插入时间窗约束和车辆容量约束的检验子程序,排除不符合约束条件的线路构形,构造求解调度模型的启发式算法.并给出算例,验证调度模型和启发式算法的可行性.【总页数】3页(P48-50)
【作者】陈一永;韩江;龚延成
【作者单位】合肥工业大学,安徽,合肥,230069;合肥工业大学,安徽,合肥,230069;汽车管理学院,安徽,蚌埠,233011
【正文语种】中文
【中图分类】F224.0
【相关文献】
1.带时间窗约束的车辆路径问题研究综述 [J], 武文佳
2.带硬时间窗的共同配送车辆调度问题研究 [J], 宾厚;王缙
3.基于第三方带软时间窗约束的车辆路径问题研究 [J], 葛显龙;辜羽洁;谭柏川
4.具有模糊时间窗的有容积约束车辆调度优化问题研究 [J], 卢冰原;何力;程八一
5.带时间窗的乳品配送车辆调度问题研究 [J], 杜巍
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基于混合流水车间调度的自动化码头调度研究

基于混合流水车间调度的自动化码头调度研究

第10卷 第4期 工程研究——跨学科视野中的工程10 (4): 373-3802018年8月JOURNAL OF ENGINEERING STUDIES Aug., 2018收稿日期: 2018-01-24; 修回日期: 2018-03-19基金项目:国家自然科学基金资助项目(71471110、61540045);上海市科委创新项目(16040501500、16DZ1201402、14170501500);上海市重点学科(J50604);陕西省社会科学基金项目(2015D060)作者简介:陈 宁(1993-),男,硕士研究生,研究方向为物流运作与优化。

DOI: 10.3724/SP.J.1224.2018.00373基于混合流水车间调度的自动化码头调度研究陈 宁, 梁承姬(上海海事大学 物流研究中心,上海 201306)摘 要: 为提高自动化集装箱码头的装卸效率,合理高效地利用设备资源,针对双小车岸桥与AGV 的联合调度问题,综合考虑了岸桥作业过程中的不交叉作业、集装箱优先关系等现实约束,分析了中转平台的容量限制。

采用基于混合流水车间调度的方法,建立以作业完工时间最小化为目标的三阶段混合整数规划模型,运用遗传算法(GA )对模型进行求解,获得集装箱任务的设备分配(QC 和AGV )和处理顺序的调度方案。

最后,对比遗传算法(GA )与粒子群算法(PSO )对模型求解的优劣性,算例结果表明,遗传算法得到的调度结果在完工时间与运行速度上更优。

关键词: 双小车岸桥;中转平台;AGV 调度;混合流水车间调度;遗传算法中图分类号: U691.3 文献标识码: A 文章编号: 1674-4969(2018)04-0373-08引言在现代航运市场竞争日益激烈,全球化进程不断加快的情势下,为降低运营成本,集装箱船舶发展转向大型化趋势。

传统集装箱码头设备装卸效率较低,故障率高,无法有效满足超大型船舶的装卸要求,对班轮船期造成影响。

基于时间窗的AGV冲突处理研究

基于时间窗的AGV冲突处理研究

提出的算法进行了模拟测试,工厂的运行效率平均提高了 12.8%,验证了算法的有效性。使用时间窗模型可以有效减 少多AGV调度过程中的冲突问题,提高了系统的运行效率, 对多AGV系统的调度问题有很好的指导意义。
参考文献
的AGV路径规划[J].工程设计学报,2018,25(2):200-20& [4] 陈广锋,余立潮.多帧时间窗轮换算法规划仓储多AGV
AGV在运行过程中会不间断地向上位机汇报当前状态, 上位机在收到信息后更新该AGV的时间窗,并检查该AGV 是否跟当前区域内的其他AGV时间窗有重叠。如果没有冲 突,则不作处理;如果有重叠,判断冲突类型后交由相应模 块进行处理,进行规避或等待,并修改受影响的AGV时间窗。 常见的AGV冲突类型主要包括以下4种。
本文通过设置拥堵阈值,改进了传统A*算法的启发函 数,通过减少转弯次数和约束转向角度来缩短运行时间。设 计基于时间窗的规避算法以解决冲突问题,分析多AGV的
冲突问题与常见的冲突类型,预测和规避可能发生的冲突, 从而获得全局最优路径[5'6]o
1时间窗模型
时间窗是用来记录地图中所有AGV运行状态的模型,时间 窗的横坐标表示时间段,纵坐标表示资源,即节点和路径,通过 横坐标和纵坐标可以描述资源在一段时间内的占用情况。时间窗 算法会计算运行中的AGV对路径资源的占用时间段,通过重新 规划路段占用时间来避免AGV发生冲突。对于新加入的AGV, 其路径需要基于当前地图运行中的AGV路径进行规划。分析节 点和路段的占用情况可以保证AGV有序运行,时间窗运算的复 杂程度随节点和运行中AGV的数量增大而增加。
Rajotia S等提出了基于半动态时间窗约束的路径规划算 法,实际证明该策略可以有效降低AGV运行过程中的拥堵 概率,提高系统的运行效率❾。梁承姬通过对AGV的路径 进行实时的时间窗计算和改进,找到无冲突的AGV路径, 实现了冲突规避和拥塞避免❾。泰应鹏等通过时间窗与A* 算法的结合,提出了一种改进的A*算法,规划好的路径会 通过计算时间窗进行避障[4]o

基于PSO的自动化集装箱码头双小车岸桥和AGV的协同调度

基于PSO的自动化集装箱码头双小车岸桥和AGV的协同调度
第 35卷第 10期 2018年 10月
计算机应用与软件 ComputerApplicationsandSoftware
Vol35 No.10 Oct.2018
基于 PSO的自动化集装箱码头双小车岸桥和 AGV的协同调度
马孙豫 杨勇生 梁承姬
(上海海事大学物流科学与工程研究院 上海 201306)
率的要求越来越高,目前建造自动化集装箱码头已经 形成一种趋势。 双 小 车 岸 桥 和 自 动 导 引 车 (AGV)的 运用,是自动化集装箱码头的主要特征,自动化集装箱 码头水平运输系统的效率直接影响了船舶停靠时间。 AGV是水平运输系统的主要设备,而决定水平运输系
收稿日期:2018-03-29。上海市科学技术委员会项目(1417501500,17595810300)。马孙豫,硕士生,主研领域:港口运作与运 营。杨勇生,教授。梁承姬,教授。
COLLABORATIVESCHEDULING OFDOUBLETROLLEYQUAYCRANESAND AGVBASEDONPSO ATAUTOMATEDCONTAINERTERMINAL
MaSunyu YangYongsheng LiangChengji
(InstituteofLogisticsScienceandEngineering,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306,China)
Abstract Tostudythecollaborativeschedulingofquaycranes(QCs)andautomatedguidedvehicles(AGVs)in automatedcontainerterminals,avarietyofautomatedloadingandunloadingequipmentforcontainerterminalswere studied.Amixedintegerprogrammingmodel,whichaimstominimizethecompletiontimeofunloadingaship,was establishedmainlybasedonAGV scheduling.Withthechangeofunloadingtasksnumber,thecompletiontimeunder differentcircumstanceswasobtainedbychangingtheallocationofQCsandAGV amount,whichwassolvedbymulti layerparticleswarm optimizationalgorithm (PSO),thenaGanttchartforschedulingwasgivenunderthecorresponding optimalschedulingscheme.TheCPLEXsoftware,PSO,andGeneticAlgorithm (GA)wereusedtosolvetheproblem, andtheeffectivenessofthePSO wascomparedandanalyzedthroughthecalculationresults.Theresultsshowthatthe completiontimeoftheunloadingoperationincreaseswiththeincreaseofthenumberoftasksanddecreaseswiththe increaseofAGV amount.However,itdoesnotmeanthattheterminalhavehigherefficiencywithlargeramountof AGVs.Theexampleillustratesthepracticabilityandeffectivenessofthemodel.

基于混合优化算法的带时间窗的车辆调度问题求解研究

基于混合优化算法的带时间窗的车辆调度问题求解研究

基于混合优化算法的带时间窗的车辆调度问题求解研究
韩世通;朱晓宁;刘金华
【期刊名称】《物流科技》
【年(卷),期】2005(28)6
【摘要】论文建立了带时间窗的车辆调度问题的数学模型,并针对遗传算法在局部搜索能力方面的不足,提出将模拟退火算法与遗传算法相结合,从而构造了求解车辆调度问题的混合优化算法,并进行了实验计算.计算结果表明,用这种混合优化算法求解车辆调度问题,可以在一定程度上用模拟退火算法的概率突跳性克服遗传算法在局部搜索能力方面的不足,从而得到质量较高的解.
【总页数】4页(P77-80)
【作者】韩世通;朱晓宁;刘金华
【作者单位】北京交通大学,北京,100044;北京交通大学,北京,100044;北京交通大学,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】F224
【相关文献】
1.带时间窗装卸一体化车辆路径问题的混合离散粒子群优化算法 [J], 周蓉;沈维蕾;刘明周;赵韩
2.基于混合算法的带时间窗的车辆路径问题求解 [J], 张瑞锋
3.求解带时间窗车辆路径问题的混合蚁群优化算法 [J], 尹珂;汤文兵;郭城
4.求解带时间窗车辆路径问题的动态混合蚁群优化算法 [J], 葛斌;韩江洪;魏臻;程
磊;韩越
5.混合遗传算法求解双目标带时间窗的车辆调度问题 [J], 张莹;张浩林
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基于Manhattan距离的汽车总装车间带时间窗多AGV小车调度优化

基于Manhattan距离的汽车总装车间带时间窗多AGV小车调度优化

基于Manhattan距离的汽车总装车间带时间窗多AGV小车
调度优化
常建娥;王璐;莫易敏;张峰;李佛胜
【期刊名称】《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
【年(卷),期】2017(041)004
【摘要】为解决汽车总装车间物料配送AGV的调度问题,针对汽车流水线的布局特征,以AGV小车利用效率最高、数量配置最少为目标建立数学模型,提出了一种改进的两阶段启发式算法.通过基于Manhattan距离、时间聚集度的启发式分类算法将物料配送点进行聚类;按照聚类的结果,以及物料配送点的优先级,得到优化后AGV的行驶路径.最后通过某汽车企业总装车间多AGV调度优化的实例,与原先的调度方案进行结果对比,验证了该方法的有效性和可行性.
【总页数】6页(P589-594)
【作者】常建娥;王璐;莫易敏;张峰;李佛胜
【作者单位】武汉理工大学机电工程学院武汉 430070;武汉理工大学机电工程学院武汉 430070;武汉理工大学机电工程学院武汉 430070;武汉理工大学机电工程学院武汉 430070;上汽通用五菱汽车股份有限公司柳州 545000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种基于时空距离的带时间窗车辆路径问题算法 [J], 戚铭尧;丁国祥;周游;缪立新
2.基于维修时间窗的柔性作业车间调度优化研究 [J], 朱传军;宋文家;张超勇;曹静;朱孟周
3.基于软时间窗的车间物料配送调度优化研究 [J], 李加玲;钱吴永
4.带双时间窗约束的粮食专用车调度优化 [J], 唐丽敏;张雅茹;潘相君;张殿勇
5.带双时间窗约束的粮食专用车调度优化 [J], 唐丽敏;张雅茹;潘相君;张殿勇
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考虑双小车岸桥中转平台的AGV调度问题研究

考虑双小车岸桥中转平台的AGV调度问题研究

考虑双小车岸桥中转平台的AGV调度问题研究梁承姬;李晔;汤鹏飞【期刊名称】《计算机应用研究》【年(卷),期】2018(035)004【摘要】针对双小车岸桥下的AGV调度问题进行了研究,考虑了双小车岸桥上的中转平台及其容量限制,以岸桥前小车作业延迟时间和岸桥后小车与AGV间的等待时间之和最小为目标函数,建立了带有时间窗约束的AGV调度混合整数规划模型,设计了启发式算法求解后小车时间窗,并采用遗传算法对模型进行求解,获得了基于岸桥后小车作业时间窗的AGV调度优化方案.算例结果表明:双小车岸桥的应用能够有效地降低设备间的等待时间,从而缩短港口整体装卸时间.%This paper studied the AGV scheduling problem about the dual-trolley quay crane,considered the transfer platform of dual-trolley quay crane and its capacity constraints.It took the delay time of the front trolley and the waiting time between the back trolley and AGVs as objective function,and built an AGV scheduling mixed integer programming model with time window constraint.It designed a heuristic algorithm to solve the back trolley's time window and solved the model by genetic algorithm,then obtained the AGV scheduling optimization scheme based on the time window of QC's back dolly.The experimental results show that the application of the dual-trolley quay crane can effectively reduce the waiting time between the equipment and shorten the whole loading and unloading time of the port.【总页数】6页(P1056-1061)【作者】梁承姬;李晔;汤鹏飞【作者单位】上海海事大学物流科学与工程研究院,上海201306;上海海事大学物流科学与工程研究院,上海201306;上海海事大学物流科学与工程研究院,上海201306【正文语种】中文【中图分类】U691.3【相关文献】1.自动化码头双小车岸桥-AGV协同调度研究 [J], 丁一;兰雨雁;林国龙2.自动化码头双小车岸桥与AGV协调调度问题研究 [J], 梁承姬;林洋3.基于时间窗的双小车岸桥与AGV协调调度研究 [J], 唐世科;严南南4.基于PSO的自动化集装箱码头双小车岸桥和AGV的协同调度 [J], 马孙豫;杨勇生;梁承姬5.考虑能耗节约的集装箱码头双小车岸桥与AGV联合配置及调度优化 [J], 范厚明;郭振峰;岳丽君;马梦知因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于模糊时间窗的车辆调度问题研究

基于模糊时间窗的车辆调度问题研究

基于模糊时间窗的车辆调度问题研究下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

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自动化码头双小车岸桥与AGV协调调度问题研究

自动化码头双小车岸桥与AGV协调调度问题研究

自动化码头双小车岸桥与AGV协调调度问题研究梁承姬;林洋【摘要】为研究自动化集装箱码头中自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,AGV)与双小车岸桥(Double-Trolley Quay Crane,QC)的协调调度问题,考虑双小车岸桥中转平台及其容量限制,并以双小车岸桥门架小车时间窗为约束,建立以集装箱任务最大完工时间最小化为目标的混合整数规划模型.设计启发式算法,由中转平台的容量求得岸桥门架小车操作集装箱任务的时间窗,并采用遗传算法进行求解,给出相应的AGV调度优化方案,解决两大设备的协调调度问题.最后,以10组实验为例,比较了遗传算法与粒子群算法的优化结果.结果表明两种算法一致,且基于遗传算法的模型求解收敛速度更快,从而验证了该算法的可行性.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2019(055)010【总页数】8页(P256-263)【关键词】自动化集装箱码头;双小车岸桥;中转平台;时间窗;AGV调度;遗传算法【作者】梁承姬;林洋【作者单位】上海海事大学物流科学与工程研究院,上海 201306;上海海事大学物流科学与工程研究院,上海 201306【正文语种】中文【中图分类】TP391 引言随着世界集装箱海运量不断增长和集装箱船舶日趋大型化,集装箱装卸的稳定高效、节能环保和低成本逐渐成为港口经营者关注的重点[1]。

为提高装卸速率和改进装卸工艺,新型的集装箱装卸设备也应运而生。

自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,AGV)是一种自动无人化驾驶的水平运输工具,按照预设的路径对集装箱进行水平运输。

双小车岸桥[2]是一种新型的高效率集装箱装卸设备,图1所示即为双小车的主要结构和基本工作过程,其主要结构包括主小车(Main Trolley,MT)、门架小车、中转平台等,采用接力模式来进行集装箱的装卸。

以卸船作业为例,初始状态为主小车处于集装箱的正上方,门架小车位于水平运输工具的正上方。

考虑双小车岸桥中转平台的AGV调度问题研究

考虑双小车岸桥中转平台的AGV调度问题研究
摘(要 针对双小车岸桥下的 DX]调度问题进行了研究考虑了双小车岸桥上的中转平台及其容量限制以岸 桥前小车作业延迟时间和岸桥后小车与 DX]间的等待时间之和最小为目标函数建立了带有时间窗约束的 DX]调度混合整数规划模型设计了启发式算法求解后小车时间窗并采用遗传算法对模型进行求解获得了 基于岸桥后小车作业时间窗的 DX]调度优化方案 算例结果表明双小车岸桥的应用能够有效地降低设备间 的等待时间从而缩短港口整体装卸时间 关键词 自动化集装箱港口 双小车岸桥 中转平台 后小车时间窗 自动导引车调度 中图分类号 d)-#@.((文献标志码 D(( 文章编号 #""#%.)-'!"#0"&%#"')%") E;>#"@.-)- FG@>88H@#""#%.)-'@!"#0@"&@"!#
!"引言
外贸是我国国民经济的重要支柱!我国 $"Y以上的外贸 货物都是通过集装箱运输' 随着集装箱船只不断大型化)#* ! 船只载箱量不断增加!各港口面临着加快船只周转速度(缩短 船只在港时间进而发挥大型船的营运成本优势的新挑战)!* ' 为提高集装箱的装卸效率!各港口纷纷建设自动化集装箱港 口!而双小车岸桥).* 及自动导引车" DX]$ 的引入!是自动化集 装箱港口的主要特征' 双小车岸桥作为新型装卸设备" 图 #$! 主要包括前小车(中转平台和后小车!已经实现半自动化操作! 司机只需负责前小车的对箱工作!后小车完全自动化!可有效 提高装卸效率' DX]具有自动化(智能化(并行作业的特点! 可很好地满足集装箱码头水平运输的要求' 由于此设备与原 先传统码头的岸桥和集卡完全不一样!尤其是岸桥上采用双小 车及中转平台!从而其装卸工艺及设备的协调调度模式与传统 码头完全不同'

基于时间窗的拖挂式多AGV系统动态路径优化研究

基于时间窗的拖挂式多AGV系统动态路径优化研究

利用VC++软件进行实验,结果表明,改进算法减少了路径规划的 距离,提高了任务的准时送达率。最后,将该算法应用于C企业 OSIS车间的物料配送中,通过改善前后的数据对比,可以确定,该 方法在实际生产中可行,具有一定的应用价值。
本文的成果可以为同领域的研究提供理论基础和数据支持,同时, 也可以为制造企业的实际生产应用提供参考。
本文研究的是拖挂式多AGV系统的动态路径规划问题。首先,在 研究国内外研究现状的基础上,对比分析了不同多AGV系统的冲 突类型、常用规划算法以及任务调度方式。
通过对不同算法的比较,最终选择Dijkstra算法作为单车路径规 划算法;其次,以总行驶路径最短为目标建立数学模型,提出基于 时间窗的多AGV无碰撞路径规划的一般求解算法。在深入研究传 统单车规划及冲突解决顺序算法的不足之处后,建立了规划路径 与解决路径冲突共变的时间窗改进算法。
随着多品种小批量订单的日益增加,单AGV运送系统已不能满足 生产需要,多AGV系统在提高生产效率、实现信息化等方面表现 出更大的优势。目前,国内已经基本掌握AGV的模块化生产制造 技术,但对于多AGV系统在运行中的任务调度和路径规划还没有 形成完整体系。
AGV系统的采购成本较高,使用不合理就会带来巨大浪费,特别是 在不同的调度和规划方案下,其运输效率化问题已成为企业和学术界 关注的焦点。
基于时间窗的拖挂式多AGV系统动态路 径优化研究
随着“中国制造2025”计划的提出,越来越多的制造企业致力于 实现制造过程的自动化和智能化。生产的自动化离不开物料的 自动配送,自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,简称 AGV)系统正在逐渐取代人力和传送带等传统配送方式。

基于时间窗的改进两阶段AGV路径规划研究

基于时间窗的改进两阶段AGV路径规划研究

随 着 制 造 业 的 不 断 发 展 ,自动导引车 ( Automatic Guided Vehicle,AGV)在仓储物料搬运系统、柔性制造 系 统 中 的 应 用 越 来 越 广 泛 。A G V 基 于 适 应 性 好 、柔性 程 度 高 等 优 点 ,在 物 流 制 造 业 中 发 挥 的 作 用 是 不 可 比 拟 的 。A G V 的 调 度 和 路 径 规 划 作 为 多 A G V 系统研究 的热点和难点,当 系 统 下 达 调 度 命 令 后 ,能否为每台
测控技术
2018年第37卷第6 期
•145 •
基于时间窗的改进两阶段A G V 路径规划研究
徐 镇 华 \ 马 殷 元 12 3
( 1 . 兰 州 交 通 大 学 机 电 技 术 研 究 所 ,甘 肃 兰 州 7 3 0 0 7 0 ; 2 . 甘 肃 省 物 流 及 运 输 装 备 信 息 化 工 程 技 术 研 究 中 心 , 甘 肃 兰 州 7 3 0 0 7 0 ; 3 . 甘 肃 省 物 流 与 信 息 技 术 研 究 院 ,甘 肃 兰 州 7 3 0 0 7 0 )
本文针对以上几种方法的不足提出一种基于时间窗的改进两阶段路径规划方法该方法通过将时间窗原理和dijkstra算法相结合按照任务的优先级规划出各agv的最短路径并检验规划的agv路径是否存在冲突对冲突的任务的优先级进行实时改变从而对agv的运行路径进行实时更新实现对多agv的动态路径规划
奸算机 与控制 1 m
3. Gansu Institu te o f Logistics and Inform ation Technology, Lanzhou 730070r to solve the problem of path collision of automatic guided vehicle(AGV) in warehousing lo­ gistics handing system, an improved two-stage dynamic path planning method based on time window is pro­ posed.The original two-stage path planning method was improved,the Dijkstra algorithm and the time window principle were combined to sequentially plan the paths of each AGV in the offline case.The method of chan­ ging the AGV priority was used to dynamically plan the path online.The simulation results show that the im­ proved algorithm can reduce the probability of collision,effectively avoid the collision between the AGVs.It not only has good robustness and flexibility,but also can improve the system efficiency. Key words:AGV;time window;improved two-stage traffic control strategy;Dijstra algorithm;change priority strategy

基于时间预估模型的AGV调度方法[发明专利]

基于时间预估模型的AGV调度方法[发明专利]

专利名称:基于时间预估模型的AGV调度方法
专利类型:发明专利
发明人:李永翠,刘耀徽,陈强,张晓,刘长辉,张雪飞,丛安慧,柳璠
申请号:CN202110098290.8
申请日:20210125
公开号:CN112764405A
公开日:
20210507
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于时间预估模型的AGV调度方法,包括以下步骤:静态估算步骤,分别估算桥吊和轨道吊作业效率的静态估算值;分别估算集装箱在各作业阶段的静态估算时间;动态估算步骤,分别估算桥吊和轨道吊作业效率的动态估算值;分别估算集装箱在各作业阶段的动态估算时间;根据各作业阶段的静态估算时间和动态估算时间,计算集装箱分别在各作业阶段的最终估算时间以及总作业估算时间;根据集装箱分别在各作业阶段的最终估算时间以及总作业估算时间生成AGV作业调度指令。

本发明的基于时间预估模型的AGV调度方法,结合所估算的时间对AGV的调度更加合理,减少了AGV等待时间,缩短了AGV空载运行时间和距离,提高了AGV运箱效率。

申请人:青岛港国际股份有限公司,青岛新前湾集装箱码头有限责任公司
地址:266000 山东省青岛市黄岛区经八路12号
国籍:CN
代理机构:青岛联智专利商标事务所有限公司
代理人:王艳珍
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基于路段时间窗考虑备选路径的AGV路径规划

基于路段时间窗考虑备选路径的AGV路径规划

基于路段时间窗考虑备选路径的AGV路径规划梁承姬;沈珊珊;胡文辉【摘要】To solve the problem of the automated guided vehicle(AGV)path planning based on the unloader task of automated container terminal,an AGV path planning method based on time window of road section was proposed through combining the optimal path mathematical model, path searching method and time window.First of all,the AGV with dispatched task was planned the shortest path by the optimal path mathematical model.Secondly,AGV alternative paths were selected through path searching method.When the path length was the same,the selection priori-ty was determined by the number of turning times in the path,and the alternative path with fe-wer turning times had higher priority.Finally,time windows of road section were set up under AGV shortest path.If the time windows on the same road section were not overlapped,then the AGV was collision free on the path.As for the overlapped time window of road section,the time window would be inserted into the original path or the alternative path.Then time window's o-verlap test and adjustment continued if there still existed overlaps until the multiple AGV paths planning without time window overlap.In order to verify the validity of the method,a case of eight AGVs working simultaneously was experimented to prove that the proposed path planning method had good free-collision effect on AGVs.The results showed that this method could be used to plan a non-conflict optimization path for AGVs working simultaneously and toget the shorter time path availably.It was found that the method of insert time window on the alternative path was bet-ter.The reasearch shows that the proposed method has good free-collision effect on AGVs.Besides,it can effectively improve the efficiency of AGV utilization and automatic container terminal operation.%针对自动化集装箱码头基于卸箱任务的自动导引车(automated guided vehicle,AGV)路径规划问题,结合最优路径数学模型、路径搜索方法和时间窗,提出了一种基于路段时间窗的AGV路径规划方法.首先,在给AGV下派任务的基础上,用最优路径数学模型为AGV规划出最短路径;其次,用路径搜索方法搜索AGV的备选路径,在路径长度相同的情况下,按照路径中转折次数确定备选路径优先级,转折次数少的备选路径优先级高;最后,在各AGV最短路径下,设置各个路段的时间窗,时间窗无重叠则表明AGV无冲突,对于时间窗重叠的路段,采用在原路径上插入时间窗或者在备选路径上插入时间窗的方法,再进行时间窗重叠测试,若还存在重叠的,则继续调整至最终实现多AGV的无冲突路径规划.为了验证方法的有效性,以8台AGV 分区同时工作为例,用实例证明所提出的路径规划方法的避碰效果.结果显示该方法能为多台同时工作的AGV规划出一条无冲突优化路径,并且用时较短;在试验中发现选择在备选路径上插入时间窗的方法效果更好.研究表明所提方法能有效实现 AGV的避碰,提高AGV利用率和自动化集装箱码头的运作效率.【期刊名称】《工程设计学报》【年(卷),期】2018(025)002【总页数】9页(P200-208)【关键词】自动化集装箱码头;AGV;时间窗;路径规划【作者】梁承姬;沈珊珊;胡文辉【作者单位】上海海事大学物流研究中心,上海201306;上海海事大学物流研究中心,上海201306;上海振华重工(集团)股份有限公司,上海200125【正文语种】中文【中图分类】TP29目前集装箱码头自动化是码头发展新趋势,自动化码头相对于传统码头最明显的区别是自动化码头的布局是垂岸式的,垂岸是指堆场的布局垂直于码头前沿。

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————————————————————————————————————————————————基于时间窗的双小车岸桥与AGV协调调度研究作者唐世科,严南南机构上海海事大学物流科学与工程研究院DOI 10.3969/j.issn.1001-3695.2017.12.0807基金项目上海市科学技术委员会、上海市高校能力建设项目(14170501500);上海市科学技术委员会、上海市扬帆计划项目(15YF1404900)预排期卷《计算机应用研究》2019年第36卷第6期摘要针对自动化集装箱码头(automated container terminals,ACT)的自动导引车( automatic guided vehicle,AGVs) 与自动化双小车岸桥(double-trolley quay cranes,QCs)协调调度优化问题,以上海洋山港四期工程的实际布局和装卸工艺为基础,考虑装卸同时进行条件下以最小化任务总完工时间为目标,建立带有时间窗约束的双小车岸桥和AGV的协调调度模型,并采用遗传算法对实际算例进行求解。

通过灵敏度分析,验证了该模型及算法的有效性,并对遗传算法参数设置的有效性进行检验。

结果分析表明,该调度方法有助于提高自动化集装箱码头的作业效率,减少集装箱船的在港时间,提高码头竞争力。

关键词自动化集装箱码头;双小车岸桥;AGV;时间窗;遗传算法作者简介唐世科(1992-),男,硕士研究生,主要研究方向为港口运作与优化(898337589@);严南南(1968-),女,湖北鄂州人,副教授,博士,主要研究方向为港口物流运作与优化.中图分类号TP272访问地址/article/02-2019-06-016.html投稿日期2017年12月15日修回日期2018年2月2日发布日期2018年3月16日引用格式唐世科, 严南南. 基于时间窗的双小车岸桥与AGV协调调度研究[J/OL]. 2019, 36(6). [2018-03-16]. /article/02-2019-06-016.html.第36卷第6期 计算机应用研究V ol. 36 No. 6 优先出版Application Research of ComputersOnline Publication——————————收稿日期:2017-12-15;修回日期:2018-02-02 基金项目:上海市科学技术委员会、上海市高校能力建设项目(14170501500);上海市科学技术委员会、上海市扬帆计划项目(15YF1404900)作者简介:唐世科(1992-),男,硕士研究生,主要研究方向为港口运作与优化(898337589@ );严南南(1968-),女,湖北鄂州人,副教授,博士,主要研究方向为港口物流运作与优化.基于时间窗的双小车岸桥与AGV 协调调度研究 *唐世科,严南南(上海海事大学 物流科学与工程研究院, 上海 201306)摘 要:针对自动化集装箱码头(automated container terminals ,ACT )的自动导引车 ( automatic guided vehicle ,AGVs) 与自动化双小车岸桥(double-trolley quay cranes ,QCs )协调调度优化问题,以上海洋山港四期工程的实际布局和装卸工艺为基础,考虑装卸同时进行条件下以最小化任务总完工时间为目标,建立带有时间窗约束的双小车岸桥和AGV 的协调调度模型,并采用遗传算法对实际算例进行求解。

通过灵敏度分析,验证了该模型及算法的有效性,并对遗传算法参数设置的有效性进行检验。

结果分析表明,该调度方法有助于提高自动化集装箱码头的作业效率,减少集装箱船的在港时间,提高码头竞争力。

关键词:自动化集装箱码头;双小车岸桥;AGV ;时间窗;遗传算法 中图分类号:TP272 doi: 10.3969/j.issn.1001-3695.2017.12.0807Research on coordinated scheduling of double-trolley quay craneand AGV based on time windowTang Shike, Yan Nannan(Institute of Logistics Science & Engineering , Shanghai Maritime University , Shanghai 201306, China )Abstract: As for the problem of coordinating optimization between the automatic guided vehicles (AGVs) and the double-trolley quay cranes (QCs) in the Automated Container Terminals (ACT) , this paper was based on the actual layout and loading and unloading technology of Shanghai Yangshan Port Fourth project. The total task completion time was taken as objective function considering the condition of dual cycle. A double-trolley quay crane and AGV model with timewindow constraints was established and used to calculate the practical example by using the genetic algorithm. The sensitivity analysis verifies the validity of the model and the algorithm, and tests the validity of the genetic algorithm parameter setting. The results show that this method can help improve the operating efficiency of Automated Container Terminals, reduce the container at port time and improve the terminal competitiveness.Key words: automated container terminals; double-trolley quay crane; AGV; time window; genetic algorithm0 引言随着国家一带一路战略的建设,港口扮演着越来越重要的作用。

船舶大型化的趋势将使20000TEU 以上的集装箱船在码头出现得越来越频繁。

为了提高码头的装卸效率,世界各大港口纷纷研究并建设自动化码头,自动化码头能有效地提升码头的作业效率,安全、智能、绿色已经成为自动化码头的代名词。

目前已建成的自动化码头国外有鹿特丹港、汉堡港等,国内有厦门远海码头、青岛港前湾码头,和上海洋山港四期。

其中双小车岸桥、AGV 、自动化轨道吊的装卸工艺能有效提升码头的装卸效率。

吴沙坪等人[1]针对洋山四期工程的特点,对洋山四期自动化集装箱码头装卸工艺设计作了深入的研究。

双小车岸桥[2]是一种新型的高效率集装箱装卸设备,通过改进装卸工艺能有效提高装卸效率。

李锋等人[3]通过计算机软件对双小车岸桥作业仿真模拟,通过调整岸桥前小车和后小车的运行速度来优化作业。

刘艳涛等人[4]以码头作业效率为优先原则,以失效安全为设计理念,建立了主小车摆动模型,提出了自动化双小车岸桥的动态防撞方法,保证双小车岸桥能安全作业并在此基础上提升作业效率。

在自动化集装箱码头AGV 调度研究方面,国内外学者做了许多研究。

Fazlollahtabar 等人[5]针对多个 AGV 同时调度的问题,考虑 AGV 的到达时间需在预定的时间周期内,过早到达会造成 AGV 等待时间增加,过晚到达会造成其他设备等待时间增加。

Zaghdoud 等人[6]将水平运输中的 AGV 问题分成路由、分配和调度三个子问题,运用Dijkstra算法、遗传算法(GA)和启发式方法为每个集装箱选择AGV,并对这三种方法进行了比较研究。

马越汇等人[7]考虑自动化集装箱码头中的不确定因素(如集装箱码头堆场内的交通控制、交通拥堵等),对AGV 调度与配置问题,以最末任务结束时间最小化为目标建立模型,并设计算法求解。

Luo等人[8]研究了在自动化集装箱码头卸货过程中AGV调度和分配集装箱的仓储位置的的整合问题,并用遗传算法解决所提出的模型。

康志敏[9]对作业线和作业面两种AGV基本调度方式进行了对比,提出了基于作业面的成本最小化的AGV调度方法,以等待时间最少为目标建立AGV调度模型求解。

国内外针对双小车岸桥与AGV协调调度的研究较少,目前主要的研究集中在普通岸桥与AGV的协调调度方面。

Homayounis等人[10]将岸桥和AGV的协调调度问题定义为混合整数线性规划问题,并对该问题建模求解,使用Lingo软件与模拟退火算法进行求解并对比求解结果,结果表明在实际调度问题中模拟退火算法性能更优。

柯冉绚等人[11]针对AGV的调度优化问题,建立以无效最短时间为原则的数学模型,采用Netlogo软件进行模拟仿真,并得出了六种情况下的最佳AGV 和岸桥配置方式。

Homayounis等人[12]研究了自动化集装箱码头岸桥、AGV和存储平台这三种设备的集成调度,并根据求解问题设计一种启发式算法对存储平台三个不同情况下的停留点进行了检验,并将已有算法与设计的启发式算法的求解结果进行比较,结果表明启发式算法在增加作业次数的情况下的求解结果比已有算法更优。

双小车岸桥最大的特点是主小车与门架小车进行接力作业,其中接力点为双小车岸桥上的中转平台,中转平台可同时容纳两个40英尺或四个20英尺的集装箱,中转平台的缓存作用使得岸桥对任务的作业更加柔性,很好地解决了岸桥与AGV的耦合问题。

双小车岸桥结构如图1所示。

中转平台在双小车岸桥作业中起到缓冲的作用,研究缓存区对于双小车岸桥的中转平台的研究有参考价值。

对缓存区的研究,Kim等人[13]将岸桥下方设置缓存区,并将缓存区容量限制问题转换为时间窗限制问题,给出了缓存区转换为时间窗限制的方法,减少设备的等待时间。

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