一种港口AGV车队与人工集卡混行调度系统与方法与流程

一种港口agv车队与人工集卡混行调度系统与方法
技术领域
[0001]
本发明涉及港口管理领域，尤其涉及一种港口agv车队与人工集卡混行调度系统与方法。


背景技术：

[0002]
集装箱船舶的大型化、高速化发展，为港口生产带来了巨大挑战，同时也为港口发展带来了机遇，港口枢纽集装箱的调度研究显得日益重要。如何统筹双小车岸桥(sts)、自动导向水平运输车(agv)和人工集卡，对其进行协调调度是提升港口码头装船效率的重要课题。


技术实现要素：

[0003]
本发明提供了一种港口agv车队与人工集卡混行调度系统与方法。
[0004]
第一方面，一种港口agv车队与人工集卡混行调度方法，所述方法包括：
[0005]
确定待调度待规划任务，所述待调度待规划任务为尚未安排调度资源也未纳入调度规划的调度任务，一个调度任务为把一个任务集卡中的集装箱运输至停泊在港口的船舶上的任务；执行每个调度任务需要消耗人工集卡资源，agv资源以及双小车岸桥资源；
[0006]
响应于规划指令，对于待调度待规划任务进行分簇，对于每簇的待调度待规划任务分别进行调度规划，得到簇调度规划，并且将所述簇中的所有待调度待规划任务变更为待调度已规划任务；
[0007]
按照调度规划对于每个簇中的所述待调度已规划任务进行调度。
[0008]
优选的，对于每个所述待调度已规划任务对应的任务集卡通过港口隧道的行为进行监控，若所述任务集卡出现非正常行为，则在其对应的待调度已规划任务对应的簇调度规划中剔除对于所述待调度已规划任务的调度内容，对于各个簇的簇调度计划进行调整，将所述待调度已规划任务重新确定为待调度待规划任务。
[0009]
优选的，所述对于待调度待规划任务进行分簇，包括：
[0010]
将建议调度时间段落入相同簇时段的待调度待规划任务均归为同一簇，得到初始簇；
[0011]
按照簇时段的时间排布顺序，得到簇序列；
[0012]
对所述簇序列中的每个簇依次执行下述步骤：
[0013]
统筹所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源是否超过港口当前可用资源的阈值；
[0014]
若超过，则重复在所述簇中选择一个待调度待规划任务移至下一个簇中，直至所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源小于港口所述当前可用资源的阈值。
[0015]
优选的，所述港口当前可用资源的阈值包括agv资源阈值、双小车安桥资源阈值和人工集卡资源阈值；所述港口当前可用资源的阈值中的任意一个无法支持所述簇中全部待调度待规划任务的并行实施，则所述判定所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源超过
港口当前可用资源的阈值。
[0016]
优选的，对于出现非正常行为的任务集卡所在的待调度已规划任务，重新将其变更为待调度待规划任务，并且重置其建议调度时间段，从而对于出现非正常行为的任务集卡延后调度。
[0017]
优选的，对于非正常行为进行划分，不同的非正常行为的建议调度时间段的重置规则不同。
[0018]
第二方面，一种港口agv车队与人工集卡混行调度系统，所述系统包括：
[0019]
任务确定模块，用于确定待调度待规划任务，所述待调度待规划任务为尚未安排调度资源也未纳入调度规划的调度任务，一个调度任务为把一个任务集卡中的集装箱运输至停泊在港口的船舶上的任务；执行每个调度任务需要消耗人工集卡资源，agv资源以及双小车岸桥资源；
[0020]
规划模块，用于响应于规划指令，对于待调度待规划任务进行分簇，对于每簇的待调度待规划任务分别进行调度规划，得到簇调度规划，并且将所述簇中的所有待调度待规划任务变更为待调度已规划任务；
[0021]
调度模块，用于按照调度规划对于每个簇中的所述待调度已规划任务进行调度。
[0022]
优选的，还包括：
[0023]
惩罚模块，用于对于每个所述待调度已规划任务对应的任务集卡通过港口隧道的行为进行监控，若所述任务集卡出现非正常行为，则在其对应的待调度已规划任务对应的簇调度规划中剔除对于所述待调度已规划任务的调度内容，对于各个簇的簇调度计划进行调整，将所述待调度已规划任务重新确定为待调度待规划任务。
[0024]
优选的，所述规划模块，用于将建议调度时间段落入相同簇时段的待调度待规划任务均归为同一簇，得到初始簇；
[0025]
按照簇时段的时间排布顺序，得到簇序列；
[0026]
对所述簇序列中的每个簇依次执行下述步骤：
[0027]
统筹所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源是否超过港口当前可用资源的阈值；
[0028]
若超过，则重复在所述簇中选择一个待调度待规划任务移至下一个簇中，直至所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源小于港口所述当前可用资源的阈值。
[0029]
本发明实施例公开一种港口agv车队与人工集卡混行调度系统与方法，通过设计对于港口各个资源和任务的调度方法，根据集卡的行为和港口的实际状况对于调度方法进行调整的形式，使得港口可以随时根据实际情况对调度情况进行调整，最大化利用港口资源，提升调度效率。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0031]
图1是本发明提供的港口agv车队与人工集卡混行调度方法流程图；
[0032]
图2是本发明提供的对于待调度待规划任务进行分簇流程图；
[0033]
图3是本发明提供的港口agv车队与人工集卡混行调度系统框图。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0036]
本发明实施例公开了一种港口agv车队与人工集卡混行调度方法，如图1所示，所述方法包括：
[0037]
s101.确定待调度待规划任务，所述待调度待规划任务为尚未安排调度资源也未纳入调度规划的调度任务，一个调度任务为把一个任务集卡中的集装箱运输至停泊在港口的船舶上的任务；执行每个调度任务需要消耗人工集卡资源，agv资源以及双小车岸桥资源。
[0038]
本公开中，每个待调度待规划任务通过任务参数表描述，所述任务参数表包括了该调度任务执行过程所要消耗的agv资源量，双小车安桥资源量，人工集卡资源量，占用的时长资源和建议调度时间段。
[0039]
s102.响应于规划指令，对于待调度待规划任务进行分簇，对于每簇的待调度待规划任务分别进行调度规划，得到簇调度规划，并且将所述簇中的所有待调度待规划任务变更为待调度已规划任务。
[0040]
具体地，所述对于待调度待规划任务进行分簇，如图2所示，包括：
[0041]
s1021.将建议调度时间段落入相同簇时段的待调度待规划任务均归为同一簇，得到初始簇。
[0042]
簇时段可以时间划分，本公开不限定具体的划分方式。
[0043]
s1022.按照簇时段的时间排布顺序，得到簇序列。
[0044]
s1023.对所述簇序列中的每个簇依次执行下述步骤：
[0045]
(1)统筹所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源是否超过港口当前可用资源的阈值。所述港口当前可用资源的阈值包括agv资源阈值、双小车安桥资源阈值和人工集卡资源阈值。所述港口当前可用资源的阈值中的任意一个无法支持所述簇中全部待调度待规划任务的并行实施，则所述(1)成立。
[0046]
(2)若超过，则重复在所述簇中选择一个待调度待规划任务移至下一个簇中，直至所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源小于港口所述当前可用资源的阈值。
[0047]
具体地，本公开不对所述具体的选择算法进行限定，可以根据实际需要自行设定。
[0048]
s103.按照调度规划对于每个簇中的所述待调度已规划任务进行调度。
[0049]
比如，早上8点到中午12点按照第一簇对应的簇调度规划调度第一簇中的待调度已规划任务；中午12点半到下午2点半按照第二簇对应的簇调度规划调度第二簇中的待调度已规划任务，通过分簇的方式提升调度效率和调度精度，简化调度算法。通过充分考虑港口负荷，也在簇的粒度上提升了港口运转的效率，使得港口各项资源的利用率显著提升。
[0050]
s104.对于每个所述待调度已规划任务对应的任务集卡通过港口隧道的行为进行监控，若所述任务集卡出现非正常行为，则在其对应的待调度已规划任务对应的簇调度规划中剔除对于所述待调度已规划任务的调度内容，对于各个簇的簇调度计划进行调整，将所述待调度已规划任务重新确定为待调度待规划任务。
[0051]
本公开中，在被剔除了对于某个待调度已规划任务的调度内容的簇调度规划所对应的簇时段，港口必然出现资源空转现象，为了降低资源的浪费，可以对于簇计划进行调整，将下一个簇中的部分待调度已规划任务提前调度，本公开并不限定具体的调整策略，可以根据实际需要进行设置。
[0052]
对于出现非正常行为的任务集卡所在的待调度已规划任务，重新将其变更为待调度待规划任务，并且重置其建议调度时间段，从而对于出现非正常行为的任务集卡延后调度。作为对于非正常行为的集卡的惩罚措施，通过延后调度规范集卡的行为，从而有力维护港口秩序，而在延后调度的同时，还可以对于各个簇的簇计划进行适应性调整，保证港口资源利用率不因为对于非正常行为的集卡的惩罚措施而产生影响。
[0053]
在一个优选的实施例中，还可以对于非正常行为进行划分，不同的非正常行为的建议调度时间段的重置规则不同，比如对于变道行为的惩罚严重，而对于超车行为的惩罚相对轻微，因此，对于建议调度时间段相同的集卡，变道行为集卡重置后比超车行为的集卡的建议调度时间延后。
[0054]
在一个可行的实施例中，可以基于多队列的形式实现对于港口隧道的监控，本公开中可以对于港口隧道中的各个集卡车车道的入口和出口都安装枪机，每个入口的枪机提取到的车牌号被录入其对应的第一队列，每个车道还对应一个用于记录存储非正常行为的车牌号的第二队列；以任意一个集卡车车道举例：
[0055]
若出口驶出的集卡与所述车道的第一队列的头部的车牌号一致，则判定所述集卡不存在非正常行为；删除所述第一队列的头部的车牌号；
[0056]
若所述出口驶出的集卡与所述第一队列的头部的车牌号不一致，则将所述集卡的车牌号压入第二队列，判定其存在非正常行为；
[0057]
判断所述第一队列中各个车牌号存在的时间，对于存在时间大于预设阈值的车牌号，在第二队列进行查找，若查询结果不为空，则所述车牌号对应的集卡存在超车现象，将所述车牌号在所述第一队列和第二队列中均删除；若查询结果为空，则遍历其它车道对应的第二队列判断是否存在与所述车牌号相同的车牌号；若存在，则所述车牌号对应的集卡存在变道现象，在出现所述车牌号的全部队列删除所述车牌号；
[0058]
第一队列头部的车牌号被删除后，执行下述步骤：若所述当前的第一队列不为空，则提取所述当前的第一队列的头部的车牌号；若在所述车道对应的第二队列查询到所述车牌号，则被判定为超车；若在其它车道对应的第二车道查询到所述车牌号，则被判定为变
道。在出现所述车牌号的全部队列删除所述车牌号。
[0059]
在一个实施例中，港口包括多个码头，而每个码头有其适配的agv资源和双小车安桥资源，若码头处于正常运行状态，则其对应的agv资源和双小车安桥资源为可用状态，若码头处于非正常运行状态，则其对应的agv资源和双小车安桥资源为非可用状态，因此，要根据码头运行状态来实时调整港口当前可用资源的阈值。
[0060]
为了实时监控码头应力状况、压力状况等物理状况，从而及时调整码头运行状态。本公开在码头各个位置布设传感器，以便于对于码头进行监控，根据监控结果开启或关闭码头。
[0061]
在一个实施例中，可以在码头各个位置布设多个传感器节点，在重要位置布设的较为密集，在普通位置布设的较为稀疏，根据布设好的传感器节点配置传感器网络，所述传感器网络通过下述配置方法得到：
[0062]
在传感器分布图划分密度相同的第一网格；
[0063]
计算每个第一网格中的传感器的密度，对于密度大于预设密度阈值的第一网格，根据所述密度确定其对应的划分指标，按照所述划分指标对所述第一网格进行划分，从而将所述第一网格划分为若干等密度的第二网格。
[0064]
所述划分指标与所述密度正相关，所述密度越高所述划分指标越高，相应得到的第二网格越多。所述划分指标可以为等分指标，比如，若划分指标为2，则将第一网格每个边2等分，从而将其划分为若干等密度的第二网格。
[0065]
将各个网格右上角(第一网格或第二网格)的角点确定为参照点，若所述参照点上存在传感器，则所述传感器被配置为第一传感器；若所述参照点不存在传感器，则所述距离所述参照点最近的传感器被配置为第一传感器；所述第一传感器中的某一个传感器被配置为根节点传感器；
[0066]
不是第一传感器的其它传感器被配置为第二传感器；
[0067]
所述第一传感器不仅可以进行数据采集还能够接收其负责范围的其它传感器的数据，对其进行处理，得到数据集，并将所述数据集发送至其相邻的其它第一传感器；所述第二传感器只负责数据采集。
[0068]
本公开并不限定传感器的类型，其可以应力传感器或压力传感器。
[0069]
本公开可以基于所述传感器网络实现对于码头状况的自动监控。
[0070]
示例性的，若码头遭受撞击，则所述传感器网络根据撞击位置和撞击强度自动确定压力数据上报区域，将落入所述压力数据上报区域的第一传感器和第二传感器确定为目标传感器；根据所述目标传感器和根节点确定数据上报路径，沿所述数据上报路径上报所述目标传感器中的数据，从而实现了自动监控。
[0071]
具体地，所述数据上报路径基于下述方法得到：
[0072]
(1)根据所述目标传感器、根节点和备选传感器确定备选节点集，所述备选传感器为位于所述所述数据上报区域与所述根节点之间的位置的传感器；
[0073]
(2)基于所述备选节点集确定全部有向备选图，所述有向备选图命中所述备选节点集中的全部节点，所述有向备选图以所述根节点为终点；
[0074]
(3)将所述全部有向备选图中对应的代价函数最小的有向备选图作为目标图，所
述代价函数可以基于表达，其中，d(p1)，d(p2)，a(e)，b(e)，e，g分别表示单位数据量的数据处理开销，某个边的第一端点的数据量，某个边的第二端点的数据量，单位数据量的传输开销，某个边的传输数据量，某个边，以及某个有向备选图；
[0075]
(4)将所述目标图对应的传输路径确定为数据上报路径。
[0076]
在具体沿所述数据上报路径进行数据上报的过程中，还可以进一步对于数据上报路径中各个传感器节点进行配置，以降低上报过程的能耗损失，具体地，若所述数据上报路径中的传感器节点陪配置为非融合节点，则所述传感器节点将获取到的数据和自身采集的数据沿所述数据上报路径发送至下个传感器节点；否则，对获取到的数据和自身采集的数据进行融合处理，将融合结果沿所述数据上报路径发送至下个传感器节点。数据融合为现有技术，再此不再赘述。
[0077]
本公开不限定融合节点的设置方法，可以任意选择数据上报路径中的若干第一传感器节点作为融合节点，在一个优选的实施例中，本公开进一步示出融合节点的配置方法，具体为：
[0078]
首先，若在所述数据上报路径中，当前传感器节点为第一传感器，并且只有一个下游传感器节点，则计算配置指标若所述配置指标大于零，则将所述当前传感器节点配置为融合节点。
[0079]
在一个实施例中，所述配置指标可以被表达为
[0080][0081]
第二，若在所述数据上报路径中，当前传感器节点为第一传感器，并且有多个下游传感器节点，则：
[0082]
若则将所述当前传感器节点配置为融合节点；
[0083]
若并且则将所述当前传感器节点配置为融合节点。
[0084]
对于各个公式含义列数如下：
[0085]
(1)v表示当前传感器节点；
[0086]
(2)u表示下游传感器节点；
[0087]
(3)d(u)表示当前传感器节点的数据量；
[0088]
(4)∏(v,r)表示当前传感器节点传输至根节点的数据处理开销；
[0089]
(5)δ(e)表示单位数据量的数据处理开销；
[0090]
(6)λ(u,v)表示两个传感器节点的相关度；
[0091]
(7)min(r(i,j))表示当前传感器节点与其下游传感器节点组成的传感器节点群任意两个传感器节点i,j的最小数据融合度；数据融合度是已知量，其获取方法可以使用现有技术，本发明实施例不做特殊限定；
[0092]
(8)u1,......uk,v分别表示当前传感器节点的各个下游传感器节点，以及当前传
感器节点；
[0093]
本发明实施例公开了一种港口agv车队与人工集卡混行调度方法，通过设计对于港口各个资源和任务的调度方法，根据集卡的行为和港口的实际状况对于调度方法进行调整的形式，使得港口可以随时根据实际情况对调度情况进行调整，最大化利用港口资源，提升调度效率。
[0094]
本公开还示出一种港口agv车队与人工集卡混行调度系统，如图3所示，所述系统包括：
[0095]
任务确定模块10，用于确定待调度待规划任务，所述待调度待规划任务为尚未安排调度资源也未纳入调度规划的调度任务，一个调度任务为把一个任务集卡中的集装箱运输至停泊在港口的船舶上的任务；执行每个调度任务需要消耗人工集卡资源，agv资源以及双小车岸桥资源；
[0096]
规划模块20，用于响应于规划指令，对于待调度待规划任务进行分簇，对于每簇的待调度待规划任务分别进行调度规划，得到簇调度规划，并且将所述簇中的所有待调度待规划任务变更为待调度已规划任务；
[0097]
调度模块30，用于按照调度规划对于每个簇中的所述待调度已规划任务进行调度。
[0098]
进一步地，还包括：
[0099]
惩罚模块40，用于对于每个所述待调度已规划任务对应的任务集卡通过港口隧道的行为进行监控，若所述任务集卡出现非正常行为，则在其对应的待调度已规划任务对应的簇调度规划中剔除对于所述待调度已规划任务的调度内容，对于各个簇的簇调度计划进行调整，将所述待调度已规划任务重新确定为待调度待规划任务。
[0100]
优选的，所述规划模块，用于将建议调度时间段落入相同簇时段的待调度待规划任务均归为同一簇，得到初始簇；
[0101]
按照簇时段的时间排布顺序，得到簇序列；
[0102]
对所述簇序列中的每个簇依次执行下述步骤：
[0103]
统筹所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源是否超过港口当前可用资源的阈值；
[0104]
若超过，则重复在所述簇中选择一个待调度待规划任务移至下一个簇中，直至所述簇中全部待调度待规划任务消耗的资源小于港口所述当前可用资源的阈值。
[0105]
本公开示出的一种港口agv车队与人工集卡混行调度系统与方法实施例基于相同发明构思。
[0106]
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0107]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和
服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0108]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0109]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。