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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。
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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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
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。
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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。
