[发明专利]时变环境下AGV流时空干涉检测与规避方法

说明书

一种时变环境下AGV流时空干涉检测与规避方法，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。本发明解决了由于行驶中的AGV时空干涉带来的作业任务滞后问题，保证作业继续，减少和避免岸桥、轨道吊的作业等待，为AGV路径规划与运输优化提供参考和支持，以降低整个自动化集装箱码头的作业成本，提升码头的装卸效率和安全性。

技术领域

本发明涉及一种时变环境下AGV流时空干涉检测与规避方法。

背景技术

自动导引车(Automated Guided Vehicle，AGV)是目前自动化码头主流的水平运输工具，承担着岸桥与堆场之间及堆场与堆场之间的集装箱搬运作业。与传统码头(作业系统瓶颈是岸桥、场桥)不同，自动化码头受岸桥、场桥装卸能力提升，作业规模、水平运输距离和并行作业的AGV数量大大增加等因素影响，AGV水平运输正成为自动化码头作业系统的新瓶颈，决定了码头的整体装卸效率。

相对于集卡，AGV的无人驾驶、自动导航、定位精确等智能化特征，使其在运营成本、自动化、节能环保等方面具有优势。然而，人的智能决策的减少、传统生产工艺和管理系统的沿用，降低了AGV对不确定时空环境(船舶到港时间的不确定性、任务分配的随机性、码头交通的动态性等)的适应能力，引起AGV运行轨迹动态变化。同时，受作业规模的扩大，并行作业AGV数量的增加、作业空间和任务完成时间限制等因素的影响，AGV运行的复杂性、时变性等特点突显。如图1所示，自动化码头AGV易于出现冲突、等待、排队甚至碰撞等时空干涉现象，造成了水平运输瓶颈的形成，研究表明，由于时空干涉造成的吞吐量下降可能高达85％，严重制约了自动化码头安全和效率的提升。

发明内容

本发明提供一种时变环境下AGV流时空干涉检测与规避方法，解决了由于行驶中的AGV时空干涉带来的作业任务滞后问题，保证作业继续，减少和避免岸桥、轨道吊的作业等待，为AGV路径规划与运输优化提供参考和支持，以降低整个自动化集装箱码头的作业成本，提升码头的装卸效率和安全性。

为了达到上述目的，本发明提供一种时变环境下AGV流时空干涉检测与规避方法，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；