[发明专利]时变环境下AGV流时空干涉检测与规避方法

权利要求书

1.一种时变环境下AGV流时空干涉检测与规避方法，其特征在于，包含：

研究时变不确定因素及其传导效应下的AGV时变运行轨迹的动态表现，运用马尔可夫链对码头路网AGV流进行动态性分析；

从空间维度、时间维度和业务维度分析AGV流以及AGV运行轨迹道路时空占用的特征，分析AGV时空干涉对象之间的动态交互关系；

研究时空干涉的不确定性和随机性，进行AGV时空干涉的动态检测与规避；

所述的时变环境下AGV流时空干涉检测与规避方法具体包含以下步骤：

步骤S1、根据自动化码头装卸搬运作业需求和时变不确定环境对AGV运行的影响，获取作业环境与作业状态数据集；

步骤S2、根据作业环境与作业状态数据集分析自动化码头作业环境的不确定性特征，剖析影响AGV运行的不确定性来源，运用多变量系统理论研究不确定时空因素的传导关系，分析交叉传导机理，从作业环境与作业状态数据集中选取AGV运行状态数据，并根据AGV运行状态的表现形式和特征属性进行分类；

步骤S3、分析AGV运行轨迹的动态性，获得AGV运行轨迹动态分布特征；

步骤S4、利用马尔可夫链分析AGV流演化规律；

步骤S5、从空间维度、时间维度和业务维度分析AGV流以及AGV运行轨迹道路时空占用的特征，分析AGV时空干涉对象之间的动态交互关系；

步骤S6、进行AGV路径规划；

步骤S7、根据AGV当前的状态判断AGV时空干涉的类型，若属于故障类时空干涉，则进行步骤S10，若属于非故障类时空干涉，则进行步骤S8；

步骤S8、进行AGV时空干涉检测，进行步骤S9；

步骤S9、进行非故障类AGV时空干涉规避，进行步骤S11；

步骤S10、进行故障类AGV时空干涉规避，进行步骤S11；

步骤11、接受下一个作业指令，返回步骤S6；

所述的步骤S1中，自动化码头装卸搬运作业需求和时变不确定环境对AGV运行的影响包含：AGV的作业任务、作业顺序、作业路线、码头路网AGV流量、流向、流速、AGV与AGV、AGV与其他作业机械、AGV与周围环境之间常常出现时空干涉；

所述的步骤S2中，所述的自动化码头作业环境的不确定性特征包含：

船舶、岸桥、场桥、路网的不确定因素及相互组合构成AGV运行的外部不确定时空环境；

AGV可使用数量调度规则、运行轨迹、运行速度及相互组合构成AGV运行的内部不确定时空环境；

所述的步骤S4中，利用马尔可夫链分析AGV流演化规律的方法具体包含：

将各AGV运动轨迹的动态程度映射为误差，借鉴基于多维联合概率分布的误差传递与合成思想，通过协方差矩阵计算各路段、装卸节点、路口AGV流及其概率分布，建立AGV流平均动态的一般演化动态方程；

一般演化动态方程：

其中，w∈W，l∈L_w，f∈Γ；W为AGV所有OD对的集合，OD是任务的起点和终点；L_w为OD对w间所有路径的集合，Γ为路网中所有路径集合；为OD对w间路径q的流量，f为OD对间所有路径组成的向量；为路径l的选择率，为路径l的修正率；

步骤S6中，所述的AGV路径规划方法具体包含以下步骤：

步骤S6.1、自动化集装箱码头的AGV路网以磁钉布局，形成的各节点之间构成对应的距离矩阵，搜索每个岸桥对应箱区的最优路径，构建路径库，采用Dijkstra算法求解AGV最短路径值；

步骤S6.2、依据最短路径值，采用深度优先搜索DFS算法对生成的多条路径进行搜索，筛选出最优路径；

所述的步骤S7中，根据AGV当前的状态判断AGV时空干涉的类型的方法包含：

按照式(1)对AGV当前的状态进行判断：

其中，表示AGV当前的状态类型，为AGV_k从节点i和到节点j的计划行驶时间，P_lock为AGV_k申请的下一行驶路径长度，v_ij表示AGV_k通过节点i和j之间的速度，表示AGV_k通过节点i到j的实际行驶时间，Δt为AGV通过节点i到j的缓冲时间；等于1表示AGV通过节点i到j的行驶时间正常；等于2表示AGV在节点i，j之间可能冲突，申请下一行驶路段失败；等于3表示AGV在节点i，j之间发生设备故障。