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基于速度控制的自动化码头AGV无冲突路径规划 被引量:12
1
作者 仲美稣 杨勇生 周亚民 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2019年第7期308-314,共7页
随着劳动力成本的上升,提高码头效率成为港口发展的关键。自动引导车(AGV)是自动化码头水平运输的主要设备,但其作业过程中的冲突、拥堵、等待等问题日益突出,降低了码头的运作效率。以最小化AGV在岸桥和场桥之间的行驶距离为目标建模,... 随着劳动力成本的上升,提高码头效率成为港口发展的关键。自动引导车(AGV)是自动化码头水平运输的主要设备,但其作业过程中的冲突、拥堵、等待等问题日益突出,降低了码头的运作效率。以最小化AGV在岸桥和场桥之间的行驶距离为目标建模,选择最优行驶路径。通过检测AGV的重叠率和冲突时间,遵循先到先服务的原则,采用速度控制策略,实现AGV无冲突路径规划。仿真实验表明,该方法能有效降低AGV冲突的概率,减少岸桥和场桥设备的等待时间,提高AGV的作业效率,实现作业成本的最小化。 展开更多
关键词 自动化码头 速度控制 AGV冲突 路径规划
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基于改进CBS算法的自动化码头多AGV无冲突路径规划 被引量:3
2
作者 周欣慈 朱瑾 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2023年第9期2621-2625,2632,共6页
针对自动化集装箱码头上自动引导车(automated guided vehicle,AGV)数量增加导致冲突更频繁。提出一种改进的基于冲突的搜索(conflict based search,CBS)算法。底层采用基于曼哈顿距离的A算法,上层结合二叉树原理建立冲突树对AGV之间的... 针对自动化集装箱码头上自动引导车(automated guided vehicle,AGV)数量增加导致冲突更频繁。提出一种改进的基于冲突的搜索(conflict based search,CBS)算法。底层采用基于曼哈顿距离的A算法,上层结合二叉树原理建立冲突树对AGV之间的冲突进行规避。以最小化AGV在岸桥和堆场之间的总路径长度为目标,使用栅格法建立AGV路网模型。考虑AGV之间的点冲突与边冲突,将自动化码头多AGV无冲突路径规划问题规约为多智能体寻径问题。实验结果表明,所提出的算法在保证堵塞率为0%的前提下,缩短总路径长度并提高运算速度,验证算法的有效性。 展开更多
关键词 自动化码头 多自动导引车 多智能体路径规划 基于冲突的搜索算法
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基于启发式规则的自动化码头换电式AGV调度优化方法 被引量:2
3
作者 李林蔓 李雨青 +2 位作者 王孟雅 刘冉 潘尔顺 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第10期9-15,共7页
针对自动化集装箱码头的水平运输调度问题,考虑换电式AGV的同步装卸作业模式特点,提出了一种基于启发式规则的AGV调度优化方法。以AGV作业序列和换电时机为决策变量,建立了以最小化AGV空载时间、AGV等待时间、任务等待时间和岸边延误时... 针对自动化集装箱码头的水平运输调度问题,考虑换电式AGV的同步装卸作业模式特点,提出了一种基于启发式规则的AGV调度优化方法。以AGV作业序列和换电时机为决策变量,建立了以最小化AGV空载时间、AGV等待时间、任务等待时间和岸边延误时间总成本为目标的调度模型。在此基础上,设计了基于“任务相对优先级”和“最早可获得时间”启发式规则的改进蚁群算法进行求解。通过数值实验,与不考虑换电过程、传统的启发式规则以及最小化最大完工时间得到的调度方案效果进行验证比较。实验结果表明,本方法提高码头运作效率的同时降低AGV能耗,更符合换电式AGV的实际作业调度。 展开更多
关键词 调度规则 自动化码头 换电式AGV 蚁群算法
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自动化码头支架式单悬臂箱区下场桥调度 被引量:1
4
作者 张雨亭 梁承姬 胡筱渊 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期97-106,共10页
为提高自动化码头的箱区作业效率,提出支架式单悬臂箱区布局方案,在此基础上进行场桥调度.考虑场桥间的安全距离及支架缓冲区数量约束,建立整数规划模型,并设计遗传算法对模型进行求解,并对两种布局下场桥调度进行对比.结果表明,在支架... 为提高自动化码头的箱区作业效率,提出支架式单悬臂箱区布局方案,在此基础上进行场桥调度.考虑场桥间的安全距离及支架缓冲区数量约束,建立整数规划模型,并设计遗传算法对模型进行求解,并对两种布局下场桥调度进行对比.结果表明,在支架式单悬臂箱区布局下,场桥作业效率提高14.50%,场桥等待时间减少65.99%.支架式单悬臂箱区布局可更好地解决多场桥联合作业的优化问题,提高箱区作业效率,为自动化码头箱区规划提供了新思路. 展开更多
关键词 自动化码头 支架式单悬臂箱区 单悬臂场桥 场桥调度 遗传算法
原文传递
基于模型预测控制方法的纯电动集装箱转运车横向运动分析
5
作者 王汐文 鲁统利 江华 《传动技术》 2019年第2期31-36,共6页
应用于自动化码头的新型纯电动智能化集装箱转运车在横向运动时,由于装载的集装箱质量大,质心高,轴距短,如果控制不当则会失稳,造成危害.为了避免类似的情况发生,对转运车的横向运动进行分析.首先建立其多体动力学模型进行仿真,并分析... 应用于自动化码头的新型纯电动智能化集装箱转运车在横向运动时,由于装载的集装箱质量大,质心高,轴距短,如果控制不当则会失稳,造成危害.为了避免类似的情况发生,对转运车的横向运动进行分析.首先建立其多体动力学模型进行仿真,并分析其横向运动时要满足的几何约束与运动学约束.另外,建立包括横向运动加速度及车身俯仰角的集装箱转运车横向运动的二自由度数学模型,设计模型预测控制器,在线滚动地求解车辆的理想加速度输入,保证车辆横向运动的稳定性.最后,通过ADAMS与MATLAB/Simulink联合仿真,验证模型预测控制器的有效性. 展开更多
关键词 自动化码头 LS-AGEV 横向运动 模型预测控制
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自动化码头多AGV路径冲突的优化控制研究 被引量:47
6
作者 张素云 杨勇生 +2 位作者 梁承姬 许波桅 李军军 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期83-89,共7页
针对自动引导车(AGV)在自动化码头水平运输过程中可能发生的路径冲突问题,提出一种将AGV路径容量、安全距离、行驶时间及行驶速度相结合的多参数优化控制模型.Dijkstra算法规划多条AGV路径,位向量交集运算法检测路径冲突,改进的速度控... 针对自动引导车(AGV)在自动化码头水平运输过程中可能发生的路径冲突问题,提出一种将AGV路径容量、安全距离、行驶时间及行驶速度相结合的多参数优化控制模型.Dijkstra算法规划多条AGV路径,位向量交集运算法检测路径冲突,改进的速度控制策略通过控制AGV在冲突节点处的行驶速度,解决冲突问题.对某自动化码头的AGV路网进行仿真实验和分析.比较停车策略、速度控制策略和改进的速度控制策略的结果,验证了改进速度控制策略在AGV路径冲突问题中的可行性及有效性. 展开更多
关键词 智能交通 路径冲突 冲突检测 速度控制 自动引导车 自动化码头
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考虑能耗的自动化码头装卸设备协调调度 被引量:15
7
作者 艾立红 韩晓龙 《上海海事大学学报》 北大核心 2018年第4期26-31,共6页
为提高自动化码头服务水平和减少能耗,在考虑自动化码头装卸设备作业能耗的基础上,针对自动化集装箱码头三种装卸设备(岸桥、自动引导车和自动堆垛机)间的协调调度问题,以设备总作业时间最短和总作业能耗最低为目标,建立多目标混合整数... 为提高自动化码头服务水平和减少能耗,在考虑自动化码头装卸设备作业能耗的基础上,针对自动化集装箱码头三种装卸设备(岸桥、自动引导车和自动堆垛机)间的协调调度问题,以设备总作业时间最短和总作业能耗最低为目标,建立多目标混合整数规划模型,并用遗传算法求解。结果表明,考虑能耗会对装卸设备的装卸时间产生影响,能耗要求越低,装卸时间越长。利用该模型可以实现三种装卸设备间的协调调度,并实现时间效率与节能之间更好的权衡。 展开更多
关键词 自动化码头 能耗 遗传算法 混合整数规划
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自动化码头装卸混合模式下QC、L-AGV及ARMG协同调度方法 被引量:13
8
作者 添玉 王建彬 +1 位作者 陈晶晶 范会方 《上海海事大学学报》 北大核心 2018年第3期14-21,共8页
为解决复杂的自动化码头设备协同调度问题,考虑码头各作业间的相互作用和制约,以最小化船舶在港时间和主要设备作业成本为目标,构建新的装卸混合模式下岸桥(quay crane,QC)、顶升式自动引导车(lifting automated guided vehicle,L-AGV)... 为解决复杂的自动化码头设备协同调度问题,考虑码头各作业间的相互作用和制约,以最小化船舶在港时间和主要设备作业成本为目标,构建新的装卸混合模式下岸桥(quay crane,QC)、顶升式自动引导车(lifting automated guided vehicle,L-AGV)及自动化轨道吊(automated rail mounted gantry crane,ARMG)协同调度的混合整数非线性规划模型。提出一种遗传算法与启发式策略结合的协同调度方法,实现在系统整体性能最优情况下的设备作业序列优化。该模型能充分保障QC、L-AGV、ARMG之间的协同性,并引入QC调度的主要约束,更利于与QC调度模型进一步集成。数值试验证明了该方法的有效性,可为码头装卸作业调度提供决策支持。 展开更多
关键词 自动化码头 自动引导车(AGV) 自动化轨道吊 协同调度 遗传算法(GA)
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时间窗约束下的AGV动态路径规划 被引量:12
9
作者 张峥炜 陈波 陈卫东 《微型电脑应用》 2016年第11期46-49,共4页
针对自动化码头的多自动导引车系统(Automated Guided Vehicle,AGV)的路径规划问题,提出了一种基于时间窗的改进Dijkstra动态路径规划算法。算法按照任务优先级和地图中的先验信息顺序规划各AGV的行驶路径,在已规划路径的基础上,通过更... 针对自动化码头的多自动导引车系统(Automated Guided Vehicle,AGV)的路径规划问题,提出了一种基于时间窗的改进Dijkstra动态路径规划算法。算法按照任务优先级和地图中的先验信息顺序规划各AGV的行驶路径,在已规划路径的基础上,通过更新地图中的时间窗信息,继续规划后续路径,实现各AGV的无冲突且行驶时间最短的动态路径规划。结合实例及对比实验表明该算法能够有效减少多AGV之间的路径冲突,降低AGV的路径行驶时间,提高自动化码头运行效率。 展开更多
关键词 自动导引车 时间窗 动态路径规划 DIJKSTRA算法 自动化码头
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自动化集装箱港口考虑AGV伴侣的AGV调度优化问题研究 被引量:11
10
作者 程聪聪 梁承姬 李晔 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第8期2349-2354,共6页
为提高自动化集装箱港口设备的工作效率,提出了一种新的集装箱进出口工艺:堆场—场桥—AGV伴侣—AGV—岸桥。在考虑AGV伴侣容量限制的基础上,建立了带时间窗约束的AGV调度混合整数规划模型,设计了启发式算法求解AGV伴侣时间窗,采用粒子... 为提高自动化集装箱港口设备的工作效率,提出了一种新的集装箱进出口工艺:堆场—场桥—AGV伴侣—AGV—岸桥。在考虑AGV伴侣容量限制的基础上,建立了带时间窗约束的AGV调度混合整数规划模型,设计了启发式算法求解AGV伴侣时间窗,采用粒子群算法进行求解,得出了相应AGV调度优化方案。求解结果表明,AGV伴侣的设置能有效地改善AGV与场桥间的协调性及设备间的等待时间,并且AGV伴侣容量一定时,场桥的等待时间随着AGV的数量增加而减少。 展开更多
关键词 自动化集装箱港口 AGV伴侣 AGV调度 时间窗 粒子群算法
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自动化集装箱码头U型工艺仿真研究 被引量:10
11
作者 丁一 李甜甜 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2944-2951,共8页
为分析自动化集装箱码头采用U型工艺布局对码头装卸作业效率的影响,利用FlexTerm仿真软件建立U型工艺自动化码头仿真模型,可视化码头作业流程,并对比分析不同作业模式下传统布局自动化码头的作业效率,比较2种码头布局中各资源设备AGV(Au... 为分析自动化集装箱码头采用U型工艺布局对码头装卸作业效率的影响,利用FlexTerm仿真软件建立U型工艺自动化码头仿真模型,可视化码头作业流程,并对比分析不同作业模式下传统布局自动化码头的作业效率,比较2种码头布局中各资源设备AGV(Automated Guided Vehicle)、场桥和岸桥的作业能力。仿真结果表明:U型工艺创新的堆场布局和装卸工艺,使码头各装卸设备的作业能力相较于传统自动化码头都有所提高,证明了U型工艺的优势,配置合理数量的码头资源设备可以提高U型工艺码头整体作业效率。 展开更多
关键词 自动化码头 U型工艺 堆场布局 装卸工艺 Flex Term仿真
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考虑充电策略的自动化码头AGV调度 被引量:8
12
作者 陈珲 韩晓龙 《上海海事大学学报》 北大核心 2021年第2期20-25,74,共7页
针对自动化码头自动导引车(automated guided vehicle,AGV)在作业调度中的充电问题,以最小化所有任务完成时间为目标,建立考虑充电策略的AGV调度模型。对比求解器(Gurobi)与遗传算法的算例求解结果,验证遗传算法的高效性。设计4种充电... 针对自动化码头自动导引车(automated guided vehicle,AGV)在作业调度中的充电问题,以最小化所有任务完成时间为目标,建立考虑充电策略的AGV调度模型。对比求解器(Gurobi)与遗传算法的算例求解结果,验证遗传算法的高效性。设计4种充电方式并对其优劣性进行对比,分析AGV数量和续航能力对作业时间和充电利用率的影响。得出结论:按需充电的方式可以有效减少不必要的充电时间,合理的AGV数量配置可以有效提高作业效率和充电利用率。 展开更多
关键词 自动化码头 自动导引车(AGV)调度 充电策略 遗传算法
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自动化码头运输设备充电策略优化的仿真研究 被引量:8
13
作者 谢旦岚 郭笛 +1 位作者 纪媛 高志蓬 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1927-1935,共9页
随着自动化集装箱码头成为当今码头的发展趋势,AGV(automated guided vehicle)作为自动化码头中使用最为广泛的水平运输工具,合理制定其充电策略至关重要。针对当前自动化集装箱码头中AGV充电策略的不足,提出一种以离线充电为主在线充... 随着自动化集装箱码头成为当今码头的发展趋势,AGV(automated guided vehicle)作为自动化码头中使用最为广泛的水平运输工具,合理制定其充电策略至关重要。针对当前自动化集装箱码头中AGV充电策略的不足,提出一种以离线充电为主在线充电为辅的充电策略,并且针对在线充电站点位置选择问题提出一种利用热区图选择有效在线充电站点的快捷方法。在使用该种充电策略情况下,通过大量仿真实验得出在码头工作任务量不变的前提下可减少AGV数量配置的结果,说明自动化集装箱码头水平搬运效率得到提高,证明该充电策略具有有效性。 展开更多
关键词 自动化码头 AGV FLEXSIM 充电策略
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考虑电池电量约束的自动化码头AGV调度 被引量:8
14
作者 吴洪明 邹梦艳 《起重运输机械》 2021年第3期47-52,共6页
为提高自动化集装箱码头AGV(Automated Guided Vehicle)作业效率,考虑电驱动AGV空、重载耗电差异及非线性充电的特点,对AGV的充电过程对其调度的影响进行分析,建立以总任务时间最短为目标的AGV调度模型。通过Python求解算例发现,机会充... 为提高自动化集装箱码头AGV(Automated Guided Vehicle)作业效率,考虑电驱动AGV空、重载耗电差异及非线性充电的特点,对AGV的充电过程对其调度的影响进行分析,建立以总任务时间最短为目标的AGV调度模型。通过Python求解算例发现,机会充电模式下,AGV的机会充电区间为75%~85%时,总任务时间及AGV平均充电时长最短,AGV利用率最高。 展开更多
关键词 集装箱AGV 自动化码头 充电调度 电池特性
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感知技术在自动化集装箱码头的应用 被引量:7
15
作者 耿卫宁 《水运工程》 北大核心 2020年第10期155-159,共5页
自动化码头系统运行分为状态感知、实时分析、科学决策、精准执行4个环节,其中状态感知是首个环节,也是后3个环节的基础。以青岛港自动化码头为实践案例,通过实证验证法和定量分析法,对青岛港自动化码头已采用的感知技术进行研究,得出... 自动化码头系统运行分为状态感知、实时分析、科学决策、精准执行4个环节,其中状态感知是首个环节,也是后3个环节的基础。以青岛港自动化码头为实践案例,通过实证验证法和定量分析法,对青岛港自动化码头已采用的感知技术进行研究,得出感知技术在自动化码头应用的成果和短板。结果表明,自动化码头业务流程、设备运行均已实现数据驱动;感知信息实现全覆盖、高精度、全自动;设备复杂性提高、稳定性降低是亟待解决的问题。 展开更多
关键词 自动化码头 信息化 状态感知 智慧港口 数据
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带有缓存区的集装箱码头AGV和场桥的联合调度 被引量:7
16
作者 梁承姬 刘永强 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第24期247-253,共7页
为提高自动化集装箱港口设备AGV(Automated Guided Vehicle)和堆场场桥的工作效率,减少它们之间衔接作业的相互等待时间,建立了带有缓存区设置的集装箱码头AGV和堆场场桥的联合调度模型。利用遗传算法进行算例求解,得到相应的调度方案... 为提高自动化集装箱港口设备AGV(Automated Guided Vehicle)和堆场场桥的工作效率,减少它们之间衔接作业的相互等待时间,建立了带有缓存区设置的集装箱码头AGV和堆场场桥的联合调度模型。利用遗传算法进行算例求解,得到相应的调度方案和以场桥的作业延迟时间、AGV的总行驶时间及场桥等待AGV时间之和最小为目标的完工时间。再针对不同的缓存区容量的设置进行调度方案完工时间的结果比较。实验结果表明,缓存的设置可以有效减少AGV和堆场场桥衔接作业中相互等待的时间,而缓存区容量在一定范围内对于完成作业时间有较大影响。 展开更多
关键词 自动化码头 缓存区 联合调度 遗传算法
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自动化码头核心设备集成调度优化 被引量:7
17
作者 吴远焰 朱瑾 +1 位作者 刘彪 郑宇超 《计算机仿真》 北大核心 2018年第3期381-384,421,共5页
为提高自动化码头核心设备的装卸效率,需要对核心设备进行有效管理,由此大多文献建立了自动化码头核心资源的集成调度模型。针对自动化码头三种核心设备的调度模型,提出了一种更精确的遗传算法来解决这个问题。首先采用改进型单点交叉... 为提高自动化码头核心设备的装卸效率,需要对核心设备进行有效管理,由此大多文献建立了自动化码头核心资源的集成调度模型。针对自动化码头三种核心设备的调度模型,提出了一种更精确的遗传算法来解决这个问题。首先采用改进型单点交叉算子和双变异算子对遗传算法进行改进,进而利用改进的遗传算法对问题进行求解。为了评估改进后的遗传算法性能,随后设计两组不同规模的数值仿真,与采用CPLEX求解得到的下界进行比较,可知两者之间的差值平均为1.8%,最大为3.8%,最小为0.6%,且在实际当中遗传算法的计算机运算时间处于可接受范围内。结果表明,改进后的遗传算法能够找到高质量的近似最优解。 展开更多
关键词 自动化码头 核心设备 集成调度 改进的遗传算法
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洋山深水港四期自动化码头装备系统创新 被引量:6
18
作者 张健 王岩 《港口装卸》 2019年第5期1-5,共5页
洋山深水港四期自动化码头是目前世界单体最大、自动化程度最高的自动化码头。自动化设备控制系统和码头生产运营管理系统是码头高效稳定运营的强有力保障。阐述了自动化岸桥一对多远程操作系统、AGV车队管理系统、AGV换电系统等系统创... 洋山深水港四期自动化码头是目前世界单体最大、自动化程度最高的自动化码头。自动化设备控制系统和码头生产运营管理系统是码头高效稳定运营的强有力保障。阐述了自动化岸桥一对多远程操作系统、AGV车队管理系统、AGV换电系统等系统创新设计。运营效果表明,系统创新设计促进了自动化轨道吊海侧双箱作业模式的形成,可减少人力资源成本,提升作业效率,达到绿色环保和改善民生的目标。 展开更多
关键词 洋山深水港四期 自动化码头 系统创新
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高水水中转比例下的自动化集装箱码头堆场装卸工艺方案比较 被引量:6
19
作者 张立斌 李刚 《水运工程》 北大核心 2019年第5期78-83,151,共7页
近年来,集装箱自动化码头基本形成了典型的堆场装卸工艺方案,即堆场整体垂直码头布置,每个箱区配备2台自动化轨道式场桥(ARMG),分别负责装卸船和陆路外集卡装卸相关作业。但在高水水中转比例的码头,由于船侧装卸箱量高于陆路进出港箱量... 近年来,集装箱自动化码头基本形成了典型的堆场装卸工艺方案,即堆场整体垂直码头布置,每个箱区配备2台自动化轨道式场桥(ARMG),分别负责装卸船和陆路外集卡装卸相关作业。但在高水水中转比例的码头,由于船侧装卸箱量高于陆路进出港箱量,该方案存在海陆侧ARMG作业不均衡而影响装卸船效率的缺点。通过分析该方案在高水水中转比例码头的不适应性,梳理国内外现有的解决方案,提出新的针对性方案。通过各方案的综合比较,提出解决思路,为类似自动化码头的设计提供参考。 展开更多
关键词 自动化码头 水水中转 集装箱堆场 装卸工艺
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自动化码头起重机和自带提升功能的AGV的集成调度 被引量:5
20
作者 添玉 王建彬 范会方 《上海海事大学学报》 北大核心 2017年第3期52-60,共9页
为深入研究新工艺带来的自动化码头设备集成调度问题,针对自动化码头的一种自带提升功能的自动导引小车(L-AGV)和缓冲支架系统,提出新的设备集成调度框架。考虑不同设备之间的相互关联和制约的协同关系,将岸桥分配调度与L-AGV、场桥调... 为深入研究新工艺带来的自动化码头设备集成调度问题,针对自动化码头的一种自带提升功能的自动导引小车(L-AGV)和缓冲支架系统,提出新的设备集成调度框架。考虑不同设备之间的相互关联和制约的协同关系,将岸桥分配调度与L-AGV、场桥调度分开,合理定义两种任务(两个问题)的划分方式,建立两个多目标混合整数规划模型。设计一种具有内外层关联的适应度函数的双层遗传算法。相对传统联合调度算法,该算法平衡了计算复杂性与调度均衡性。最后的数值试验证明了模型和算法的有效性。从岸桥数量、任务规模、AGV数量和调度策略等对岸桥等待时间的影响上,对采用L-AGV的系统和采用传统AGV的系统进行比较,为自动化码头装卸作业调度提供决策支持。 展开更多
关键词 自动化码头 自动导引小车(AGV) 集成调度 遗传算法(GA) 启发式策略
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