一种建筑施工机群协同作业调度方法、装置及平台与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种建筑施工机群协同作业调度方法、装置及平台。


背景技术：

2.建筑工地往往有多台塔机、起重机、泵车、挖掘机等设备，这些不同机种设备组成了建筑施工机群。随着单机智能化程度的不断提高，智能单机已经能够根据给定的施工任务自动进行作业。而在实际的建筑施工场景下，不同机种设备经常一同进行作业，若不同机种设备的作业路径存在交叉，则很容易出现建筑施工场景空间资源冲突问题。但现有的作业调度方法只考虑单个机种设备的作业要求来对单个机种设备进行作业调度，未考虑到建筑施工场景空间资源冲突频繁的情况，目前仍需依靠人工协调来对多个机种设备进行作业调度，极大地限制了建筑施工机群的作业效率和建筑施工现场的资源利用率。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种建筑施工机群协同作业调度方法、装置及平台，能够对建筑施工机群进行协同作业调度，提高建筑施工机群的作业效率和建筑施工现场的资源利用率。
4.为了解决上述技术问题，第一方面，本发明一实施例提供一种建筑施工机群协同作业调度方法，适用于建筑施工机群中的任一执行设备，包括：
5.获取任务调度中心调度的目标施工任务，根据所述目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径；
6.当其余执行设备中有至少一个执行设备的作业路径与所述规划路径冲突时，根据其余执行设备的作业路径确定设备占用作业空间；
7.在所述设备占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，得到重规划路径；
8.根据所述重规划路径执行所述目标施工任务，并在完成执行所述目标施工任务时，向所述任务调度中心发送任务执行情况信息。
9.进一步地，所述任务调度中心调度目标施工任务，具体为：
10.获取至少两个施工任务集；
11.对于每一所述施工任务集，根据预先定义的任务优先级设置策略，分别设置所述施工任务集中各个施工任务的优先级，并按照优先级顺序对所述施工任务集中的各个施工任务进行排列；
12.对于每一所述施工任务集，从所述施工任务集对应的机种设备集中选择一设备作为执行设备，并从所述施工任务集中选择最高优先级的施工任务作为目标施工任务，将所述目标施工任务调度至执行设备。
13.进一步地，在所述获取至少两个施工任务集之前，还包括：
14.获取至少两个机种设备集；
15.对于每一所述机种设备集，根据预先定义的设备等级设置策略，分别设置所述机种设备集中各个设备的设备等级，并按照设备等级顺序对所述机种设备集中的各个设备进行排列。
16.进一步地，所述对于每一所述施工任务集，从所述施工任务集对应的机种设备集中选择一设备作为执行设备，具体包括：
17.对于每一所述施工任务集，从所述施工任务集对应的机种设备集中选择最高设备等级的设备作为执行设备。
18.进一步地，在所述获取至少两个施工任务集之后，还包括：
19.对于每一所述施工任务集，分别根据所述施工任务集中每一施工任务的任务参数，从所述施工任务集对应的机种设备集中筛选执行参数满足所述任务参数的设备作为所述施工任务的可执行设备，生成各个所述施工任务对应的可执行设备列表；其中，所述执行参数包括作业范围和/或作业能力。
20.进一步地，在所述将所述目标施工任务调度至执行设备之前，还包括：
21.根据所述目标施工任务对应的可执行设备列表，判断执行设备是否为所述目标施工任务的可执行设备，若是则将所述目标施工任务调度至执行设备。
22.进一步地，所述建筑施工机群协同作业调度方法，还包括：
23.当判定执行设备不为所述目标施工任务的可执行设备时，继续从所述施工任务集中选择余下最高优先级的施工任务作为新的目标施工任务，并根据所述新的目标施工任务对应的可执行设备列表，判断执行设备是否为所述新的目标施工任务的可执行设备，若是则将所述新的目标施工任务调度至执行设备。
24.进一步地，所述根据预先定义的任务优先级设置策略，分别设置所述施工任务集中各个施工任务的优先级，具体包括：
25.对于每一所述施工任务，综合所述施工任务的执行时间、设备等级、任务间关联度中的至少一种，设置所述施工任务的优先级。
26.进一步地，所述根据预先定义的设备等级设置策略，分别设置所述机种设备集中各个设备的设备等级，具体包括：
27.对于每一所述设备，根据所述设备的执行参数，设置所述设备的设备等级；其中，所述执行参数包括作业范围和/或作业能力。
28.进一步地，所述施工任务集中的各个施工任务均属于同一施工任务类型。
29.进一步地，所述根据所述目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径，具体为：
30.以所述目标施工任务的最短规划路径作为规划目标进行路径规划，得到所述规划路径。
31.进一步地，所述建筑施工机群协同作业调度方法，还包括：
32.当重新进行路径规划失败时，等待所述设备占用作业空间解除占用后，根据所述规划路径执行所述目标施工任务。
33.进一步地，所述根据所述重规划路径执行所述目标施工任务，还包括：
34.在执行所述目标施工任务时，若检测到所述重规划路径上存在障碍物，则中断执
行所述目标施工任务，以当前位置作为路径起点，在障碍物占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，更新所述重规划路径。
35.第二方面，本发明一实施例提供一种建筑施工机群协同作业调度装置，适用于建筑施工机群中的任一执行设备，包括：
36.路径规划模块，用于获取任务调度中心调度的目标施工任务，根据所述目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径；
37.空间确定模块，用于当其余执行设备中有至少一个执行设备的作业路径与所述规划路径冲突时，根据其余执行设备的作业路径确定设备占用作业空间；
38.路径重规划模块，用于在所述设备占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，得到重规划路径；
39.任务执行模块，用于根据所述重规划路径执行所述目标施工任务，并在完成执行所述目标施工任务时，向所述任务调度中心发送任务执行情况信息。
40.进一步地，所述任务调度中心，包括：
41.任务获取模块，用于获取至少两个施工任务集；
42.优先级设置模块，用于对于每一所述施工任务集，根据预先定义的任务优先级设置策略，分别设置所述施工任务集中各个施工任务的优先级，并按照优先级顺序对所述施工任务集中的各个施工任务进行排列；
43.任务调度模块，用于对于每一所述施工任务集，从所述施工任务集对应的机种设备集中选择一设备作为执行设备，并从所述施工任务集中选择最高优先级的施工任务作为目标施工任务，将所述目标施工任务调度至执行设备。
44.进一步地，所述任务调度中心，还包括：
45.设备获取模块，用于在所述获取至少两个施工任务集之前，获取至少两个机种设备集；
46.等级设置模块，用于对于每一所述机种设备集，根据预先定义的设备等级设置策略，分别设置所述机种设备集中各个设备的设备等级，并按照设备等级顺序对所述机种设备集中的各个设备进行排列。
47.进一步地，所述任务调度模块，具体用于对于每一所述施工任务集，从所述施工任务集对应的机种设备集中选择最高设备等级的设备作为执行设备。
48.进一步地，所述任务调度中心，还包括：
49.设备筛选模块，用于在所述获取至少两个施工任务集之后，对于每一所述施工任务集，分别根据所述施工任务集中每一施工任务的任务参数，从所述施工任务集对应的机种设备集中筛选执行参数满足所述任务参数的设备作为所述施工任务的可执行设备，生成各个所述施工任务对应的可执行设备列表；其中，所述执行参数包括作业范围和/或作业能力。
50.进一步地，所述任务调度模块，还用于在所述将所述目标施工任务调度至执行设备之前，根据所述目标施工任务对应的可执行设备列表，判断执行设备是否为所述目标施工任务的可执行设备，若是则将所述目标施工任务调度至执行设备。
51.进一步地，所述任务调度模块，还用于当判定执行设备不为所述目标施工任务的可执行设备时，继续从所述施工任务集中选择余下最高优先级的施工任务作为新的目标施
工任务，并根据所述新的目标施工任务对应的可执行设备列表，判断执行设备是否为所述新的目标施工任务的可执行设备，若是则将所述新的目标施工任务调度至执行设备。
52.进一步地，所述优先级设置模块，具体用于对于每一所述施工任务，综合所述施工任务的执行时间、设备等级、任务间关联度中的至少一种，设置所述施工任务的优先级。
53.进一步地，所述等级设置模块，具体用于对于每一所述设备，根据所述设备的执行参数，设置所述设备的设备等级；其中，所述执行参数包括作业范围和/或作业能力。
54.进一步地，所述施工任务集中的各个施工任务均属于同一施工任务类型。
55.进一步地，所述路径规划模块，具体用于以所述目标施工任务的最短规划路径作为规划目标进行路径规划，得到所述规划路径。
56.进一步地，所述任务执行模块，还用于当重新进行路径规划失败时，等待所述设备占用作业空间解除占用后，根据所述规划路径执行所述目标施工任务。
57.进一步地，所述任务执行模块，还用于在执行所述目标施工任务时，若检测到所述重规划路径上存在障碍物，则中断执行所述目标施工任务，以当前位置作为路径起点，在障碍物占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，更新所述重规划路径。
58.第三方面，本发明一实施例提供一种建筑施工机群协同作业调度平台，包括执行如上所述的建筑施工机群协同作业调度方法的建筑施工机群中的各个执行设备，以及所述任务调度中心；所述任务调度中心分别与每一执行设备通信连接，每一执行设备分别与其余每一执行设备通信连接。
59.本发明的实施例，具有如下有益效果：
60.通过获取任务调度中心调度的目标施工任务，根据目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径，当其余执行设备中有至少一个执行设备的作业路径与规划路径冲突时，根据其余执行设备的作业路径确定设备占用作业空间，在设备占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，得到重规划路径，根据重规划路径执行目标施工任务，并在完成执行目标施工任务时，向任务调度中心发送任务执行情况信息，实现建筑施工机群协同作业调度。相比于现有技术，本发明的实施例通过由建筑施工机群中的任一执行设备在对任务调度中心调度的目标施工任务进行路径规划，得到规划路径时，判断规划路径与其余执行设备的作业路径的冲突情况，若存在冲突情况则在设备占用作业空间之外的作业空间，即未被其余执行设备占用的作业空间内重新进行路径规划，根据得到的重规划路径执行目标施工任务，使得建筑施工机群中的各个执行设备均可协同作业，有效避免多个不同机种设备在有限作业空间内作业所导致的冲突频繁问题，从而能够对建筑施工机群进行协同作业调度，提高建筑施工机群的作业效率和建筑施工现场的资源利用率。
附图说明
61.图1为本发明第一实施例中的一种建筑施工机群协同作业调度方法的流程示意图；
62.图2为本发明第一实施例中示例的一种建筑施工机群协同作业调度方法的流程示意图；
63.图3为本发明第一实施例中示例的任务调度步骤的流程示意图；
64.图4为本发明第二实施例中的一种建筑施工机群协同作业调度装置的结构示意
图；
65.图5为本发明第三实施例中的一种建筑施工机群协同作业调度平台的结构示意图。
具体实施方式
66.下面将结合本发明中的附图，对本发明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。
67.需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。
68.如图1所示，第一实施例提供一种建筑施工机群协同作业调度方法，适用于建筑施工机群中的任一执行设备，包括步骤s1～s4：
69.s1、获取任务调度中心调度的目标施工任务，根据目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径；
70.s2、当其余执行设备中有至少一个执行设备的作业路径与规划路径冲突时，根据其余执行设备的作业路径确定设备占用作业空间；
71.s3、在设备占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，得到重规划路径；
72.s4、根据重规划路径执行目标施工任务，并在完成执行目标施工任务时，向任务调度中心发送任务执行情况信息。
73.需要说明的是，建筑施工机群包括塔机、起重机、泵车、挖掘机等不同机种设备，获取到任务调度中心调度的目标施工任务的设备即为执行设备，若应用建筑施工机群协同作业调度方法的执行设备为第一执行设备，则其余执行设备为建筑施工机群中除了第一执行设备之外的其他执行设备。
74.作为示例性地，在步骤s1中，建筑施工机群中的任一执行设备等待接收任务调度中心调度的目标施工任务，在获取到目标施工任务时，根据实际建筑施工现场作业情况设置目标施工任务的执行顺序，根据目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径。
75.在步骤s2中，该执行设备接收建筑施工机群中其余执行设备的作业路径，基于碰撞预检测算法，判断各个作业路径是否与规划路径冲突，比如针对每一作业路径，从规划路径的起点开始，逐一对路径点进行预先的碰撞检测，如检测到可能发生碰撞，则将该作业路径对应的执行设备作为可能碰撞设备固定在该碰撞点位置。当判定有作业路径与规划路径冲突时，认为存在冲突情况，根据其余执行设备的作业路径来确定当前建筑施工现场作业空间被这些执行设备所占用的作业空间，即设备占用作业空间。
76.在步骤s3中，针对建筑施工现场空间，在设备占用作业空间之外的作业空间内重新根据目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到重规划路径。
77.在步骤s4中，该执行设备根据重规划路径执行目标施工任务，并将重规划路径和/或作业空间范围发送至其余执行设备，以便其余执行设备做出避让。其中，该执行设备可向任务调度中心发送重规划路径和/或作业空间范围，由任务调度中心统一将重规划路径下发至其余每一执行设备，也可分别向其余每一执行设备发送重规划路径和/或作业空间范
围。在完成执行目标施工任务时，该执行设备向任务调度中心发送任务执行情况信息，以便任务调度中心可获知该执行设备对目标施工任务的执行情况，及时做出反应。
78.本实施例通过由建筑施工机群中的任一执行设备在对任务调度中心调度的目标施工任务进行路径规划，得到规划路径时，判断规划路径与其余执行设备的作业路径的冲突情况，若存在冲突情况则在设备占用作业空间之外的作业空间，即未被其余执行设备占用的作业空间内重新进行路径规划，根据得到的重规划路径执行目标施工任务，使得建筑施工机群中的各个执行设备均可协同作业，有效避免多个不同机种设备在有限作业空间内作业所导致的冲突频繁问题，从而能够对建筑施工机群进行协同作业调度，提高建筑施工机群的作业效率和建筑施工现场的资源利用率。
79.在优选的实施例当中，所述任务调度中心调度目标施工任务，具体为：获取至少两个施工任务集；对于每一施工任务集，根据预先定义的任务优先级设置策略，分别设置施工任务集中各个施工任务的优先级，并按照优先级顺序对施工任务集中的各个施工任务进行排列；对于每一施工任务集，从施工任务集对应的机种设备集中选择一设备作为执行设备，并从施工任务集中选择最高优先级的施工任务作为目标施工任务，将目标施工任务调度至执行设备。
80.在本实施例的一优选实施方式中，施工任务集中的各个施工任务均属于同一施工任务类型。
81.可以理解的是，施工任务集是按照施工任务类型划分的，例如吊装任务集、泵送任务集、挖掘任务集等，则施工任务集对应的机种设备集中的各个设备均为符合施工任务集所属施工任务类型的相同或不同机种设备，例如吊装任务集可能对应塔机、移动式起重机等不同机种设备集，泵送任务集可能只对应泵车一个机种设备集，挖掘任务集可能只对应挖掘机一个机种设备集等。
82.作为示例性地，考虑到建筑施工场景下的施工任务大多是临时性任务，计划性不强，可由任务调度中心通过交互终端获取用户输入的至少两个施工任务集，每一施工任务集中有若干个施工任务。
83.例如，获取用户输入的吊装任务集、泵送任务集、挖掘任务集等，吊装任务集中有若干个吊装任务，泵送任务集中有若干个泵送任务，挖掘任务集中有若干个挖掘任务。
84.根据预先定义的任务优先级设置策略，分别设置每一施工任务集中各个施工任务的优先级，并按照优先级从高到低或从低到高的顺序对每一施工任务集中的所有施工任务进行排列，生成每一施工任务集对应的任务优先级列表，从而得到各个施工任务集对应的任务优先级列表。
85.例如，根据预先定义的第一任务优先级设置策略，设置吊装任务集中各个吊装任务的优先级，并按照优先级从高到低的顺序对吊装任务集中的所有吊装任务进行排列，将优先级高的吊装任务排列在前，优先级低的吊装任务排列在后，生成吊装任务集对应的任务优先级列表，根据预先定义的第二任务优先级设置策略，设置泵送任务集中各个泵送任务的优先级，并按照优先级从高到低的顺序对泵送任务集中的所有泵送任务进行排列，将优先级高的泵送任务排列在前，优先级低的泵送任务排列在后，生成泵送任务集对应的任务优先级列表，根据预先定义的第三任务优先级设置策略，设置挖掘任务集中各个挖掘任务的优先级，并按照优先级从高到低的顺序对挖掘任务集中的所有挖掘任务进行排列，将
优先级高的挖掘任务排列在前，优先级低的挖掘任务排列在后，生成挖掘任务集对应的任务优先级列表。
86.对于每一施工任务集，从施工任务集对应的机种设备集中选择一设备作为执行设备，并从施工任务集中选择最高优先级的施工任务作为目标施工任务，将目标施工任务调度至执行设备。
87.例如，从吊装任务集对应的吊装设备集中选择一塔机或一移动式起重机作为吊装执行设备，并从吊装任务集中选择最高优先级的吊装任务作为目标吊装任务，将目标吊装任务调度至吊装执行设备，从泵送任务集对应的泵送设备集中选择一泵车作为泵送执行设备，并从泵送任务集中选择最高优先级的泵送任务作为目标泵送任务，将目标泵送任务调度至泵送执行设备，从挖掘任务集对应的挖掘设备集中选择一挖掘机作为挖掘执行设备，并从挖掘任务集中选择最高优先级的挖掘任务作为目标挖掘任务，将目标挖掘任务调度至挖掘执行设备。
88.在成功将目标施工任务调度至执行设备后，继续从施工任务集对应的机种设备集中选择另一设备作为新的执行设备，并从施工任务集中选择余下最高优先级的施工任务作为新的目标施工任务，将新的目标施工任务调度至新的执行设备，直至施工任务集中的所有施工任务均成功调度。
89.例如，在成功将目标吊装任务调度至吊装执行设备后，继续从吊装设备集中选择另一塔机或另一移动式起重机作为新的吊装执行设备，并从吊装任务集中选择余下最高优先级的施工任务作为新的目标吊装任务，将新的目标吊装任务调度至新的吊装执行设备，在成功将目标泵送任务调度至泵送执行设备后，继续从泵送设备集中选择另一泵车作为新的泵送执行设备，并从泵送任务集中选择余下最高优先级的施工任务作为新的目标泵送任务，将新的目标泵送任务调度至新的泵送执行设备，在成功将目标挖掘任务调度至挖掘执行设备后，继续从挖掘设备集中选择另一挖掘机作为新的挖掘执行设备，并从挖掘任务集中选择余下最高优先级的施工任务作为新的目标挖掘任务，将新的目标挖掘任务调度至新的挖掘执行设备。
90.本实施例通过由任务调度中心将机种设备集与施工任务集进行对应，可根据不同的施工任务集向不同机种的执行设备调度任务，通过根据预先定义的任务优先级设置策略对各个施工任务集中的每一施工任务设置优先级，按优先级顺序排列各个施工任务集中的所有施工任务，可在每次向不同机种的执行设备调度任务时，优先调度执行设备对应的最高优先级的施工任务，保证不同机种的执行设备均优先执行最高优先级的施工任务，从而能够对建筑施工机群进行协同作业调度，提高建筑施工机群的作业效率。
91.在优选的实施例当中，在所述获取至少两个施工任务集之前，还包括：获取至少两个机种设备集；对于每一机种设备集，根据预先定义的设备等级设置策略，分别设置机种设备集中各个设备的设备等级，并按照设备等级顺序对机种设备集中的各个设备进行排列。
92.如图2所示，作为示例性地，任务调度中心在获取至少两个施工任务集之前，针对当前建筑施工场景，获取至少两个机种设备集，每一机种设备集中有若干个设备。
93.例如，获取建筑施工现场的吊装设备集、泵送设备集、挖掘设备集等，吊装设备集中有若干个塔机和/或移动式起重机，泵送设备集中有若干个泵车，挖掘设备集中有若干个挖掘机。
94.对于每一机种设备集，根据预先定义的设备等级设置策略，分别设置机种设备集中各个设备的设备等级，并按照设备等级从高到低或从低到高的顺序排列机种设备集中的所有设备，生成机种设备集对应的机种设备列表，从而得到各个机种设备集对应的机种设备列表。
95.例如，综合吊装设备集中所有塔机和/或移动式起重机的作业范围、作业能力等执行参数，设置吊装设备集中各个塔机和/或移动式起重机的设备等级，并按照设备等级从高到低的顺序排列吊装设备集中的所有塔机和/或移动式起重机，将设备等级高的塔机或移动式起重机排列在前，设备等级低的塔机或移动式起重机排列在后，生成该吊装设备集对应的吊装设备列表，综合泵送设备集中所有泵车的作业范围、作业能力等执行参数，设置泵送设备集中各个泵车的设备等级，并按照设备等级从高到低的顺序排列泵送设备集中的所有泵车，将设备等级高的泵车排列在前，设备等级低的泵车排列在后，生成该泵送设备集对应的泵送设备列表，综合挖掘设备集中所有挖掘机的作业范围、作业能力等执行参数，设置挖掘设备集中各个挖掘机的设备等级，并按照设备等级从高到低的顺序排列挖掘设备集中的所有挖掘机，将设备等级高的挖掘机排列在前，设备等级低的挖掘机排列在后，生成该挖掘设备集对应的挖掘设备列表。
96.在本实施例的一优选实施方式中，所述对于每一施工任务集，从施工任务集对应的机种设备集中选择一设备作为执行设备，具体包括：对于每一施工任务集，从施工任务集对应的机种设备集中选择最高设备等级的设备作为执行设备。
97.本实施例通过根据预先定义的设备等级设置策略对各个机种设备集中的每一设备设置设备等级，按设备等级顺序排列各个机种设备集中的所有设备，能够在任务调度时，优先选择最高任务执行能力的设备作为执行设备，有利于进一步提高建筑施工机群的作业效率。
98.在优选的实施例当中，在所述获取至少两个施工任务集之后，还包括：对于每一施工任务集，分别根据施工任务集中每一施工任务的任务参数，从施工任务集对应的机种设备集中筛选执行参数满足任务参数的设备作为施工任务的可执行设备，生成各个施工任务对应的可执行设备列表；其中，执行参数包括作业范围、作业能力。
99.如图2-3所示，作为示例性地，对于每一施工任务集，分别根据施工任务集中每一施工任务的任务参数，施工任务的任务参数包括施工起点位置、施工终点位置等，从施工任务集对应的机种设备集中筛选执行参数满足任务参数的设备，设备的执行参数包括作业范围、作业能力等，将筛选出来的所有设备作为该施工任务的可执行设备添加至该施工任务对应的可执行设备列表，从而生成各个施工任务对应的可执行设备列表。
100.例如，吊装任务的任务参数为：吊装起点位置a1(xa1，ya1，za1)、吊装终点位置b1(xb1，yb1，zb1)、载荷w1，泵送任务的任务参数为：泵送位置，泵送位置描述为x＝xs(t)，y＝ys(t)，z＝zs(t)，结合吊装设备集中各个塔机和/或移动式起重机的作业范围、载荷能力等执行参数自动计算出具备该吊装任务执行能力的塔机和/或移动式起重机，将这些塔机和/或移动式起重机作为该吊装任务的可执行设备添加至该吊装任务对应的可执行设备列表，根据泵送设备集中各个泵车的作业范围等执行参数，自动计算出具备该泵送任务执行能力的泵车，将这些泵车作为该泵送任务的可执行设备添加至该泵送任务对应的可执行设备列表。
101.在本实施例的一优选实施方式中，在所述将目标施工任务调度至执行设备之前，还包括：根据目标施工任务对应的可执行设备列表，判断执行设备是否为目标施工任务的可执行设备，若是则将目标施工任务调度至执行设备。
102.作为示例性地，对于每一施工任务集，从施工任务集对应的机种设备集中选择一设备作为执行设备，并从施工任务集中选择最高优先级的施工任务作为目标施工任务，以遍历目标施工任务对应的可执行设备列表，判断选择的执行设备是否为目标施工任务的可执行设备，若目标施工任务对应的可执行设备列表中有该执行设备，则认为该执行设备为目标施工任务的可执行设备，将目标施工任务调度至该执行设备，在成功将目标施工任务调度至该执行设备后，继续从机种设备集中选择新的执行设备进行任务调度，直至该机种设备集对应的施工任务集中的所有施工任务均成功调度。
103.本实施例通过由任务调度中心针对每一施工任务集中各个施工任务的任务参数，从施工任务集对应的机种设备集中筛选各个施工任务对应的可执行设备，生成各个施工任务对应的可执行设备列表，并在判定选择的执行设备是目标施工任务的可执行设备时，才将目标施工任务调度至执行设备，能够保证执行设备可以根据目标施工任务正常作业，有利于进一步提高建筑施工机群的作业效率。
104.在本实施例的一优选实施方式中，所述建筑施工机群协同作业调度方法，还包括：当判定执行设备不为目标施工任务的可执行设备时，继续从施工任务集中选择余下最高优先级的施工任务作为新的目标施工任务，并根据新的目标施工任务对应的可执行设备列表，判断执行设备是否为新的目标施工任务的可执行设备，若是则将新的目标施工任务调度至执行设备。
105.本实施例通过由任务调度中心在向执行设备调度目标施工任务之前，判断执行设备是否为目标施工任务的可执行设备，能够保证执行设备有效执行目标施工任务，通过在判定执行设备不为目标施工任务的可执行设备时，继续对执行设备进行任务调度，能够保证执行设备投入建筑施工作业，有利于进一步提高建筑施工机群的作业效率。
106.在优选的实施例当中，所述根据预先定义的任务优先级设置策略，分别设置施工任务集中各个施工任务的优先级，具体包括：对于每一施工任务，综合施工任务的执行时间、设备等级、任务间关联度中的至少一种，设置施工任务的优先级。
107.作为示例性地，任务调度中心可根据以下任务优先级设置策略，生成吊装任务优先级列表、泵送任务优先级列表。
108.针对吊装任务集，吊装任务优先级从高到低依次为l1、l2、l3、l4，第一任务优先级设置策略如下：
109.l1：需要立即执行的吊装任务，该吊装任务将会在塔机执行完当前吊装任务后第一时间执行；
110.l2：根据低塔让高塔、空载让重载、客塔让主塔的塔机运行原则，选择能够执行该吊装任务的塔机数量较少、能够执行该吊装任务的塔机为高塔或主塔、吊载较重的任务，作为高一级优先权的吊装任务(对执行塔机要求较高的任务)；
111.l3：根据低塔让高塔、空载让重载、客塔让主塔的塔机运行原则，选择能够执行该吊装任务的塔机数量较多、能够执行该吊装任务的塔机为低塔或客塔、吊载较轻的任务，作为低一级优先权的吊装任务；
112.l4：对吊装任务执行时间紧迫性要求较低的任务，将在塔机空闲时执行。
113.针对泵送任务集，泵送任务优先级从高到低依次为l1、l2、l3、l4，第一任务优先级设置策略如下：
114.l1：依据施工现场管控的要求，需要立即执行的泵送任务；
115.l2：与已完成的吊装任务有关联的泵送任务；
116.l3：对后续作业流程无影响的泵送任务；
117.l4：与未完成的吊装任务有关联的泵送任务；
118.需要说明的是，以上优先级数量、任务优先级设置策略可根据施工任务的执行时间、设备等级、任务间关联度中的至少一种做相应调整修改。
119.在优选的实施例当中，所述根据预先定义的设备等级设置策略，分别设置机种设备集中各个设备的设备等级，具体包括：对于每一设备，根据设备的执行参数，设置设备的设备等级；其中，执行参数包括作业范围和/或作业能力。
120.作为示例性地，对于每一机种设备集，根据预先定义的设备等级设置策略，比如考虑该机种设备集中所有设备的作业范围、作业能力等执行参数，分别设置该机种设备集中各个设备的设备等级，并按照设备等级从高到低或从低到高的顺序排列该机种设备集中的所有设备，生成该机种设备集对应的机种设备集，从而得到各个机种设备集对应的机种设备集。
121.例如，综合吊装设备集中所有塔机和/或移动式起重机的作业范围、作业能力等执行参数，设置吊装设备集中各个塔机和/或移动式起重机的设备等级，并按照设备等级从高到低的顺序排列吊装设备集中的所有塔机和/或移动式起重机，将设备等级高的塔机或移动式起重机排列在前，设备等级低的塔机或移动式起重机排列在后，生成该吊装设备集对应的吊装设备列表，综合泵送设备集中所有泵车的作业范围、作业能力等执行参数，设置泵送设备集中各个泵车的设备等级，并按照设备等级从高到低的顺序排列泵送设备集中的所有泵车，将设备等级高的泵车排列在前，设备等级低的泵车排列在后，生成该泵送设备集对应的泵送设备列表，综合挖掘设备集中所有挖掘机的作业范围、作业能力等执行参数，设置挖掘设备集中各个挖掘机的设备等级，并按照设备等级从高到低的顺序排列挖掘设备集中的所有挖掘机，将设备等级高的挖掘机排列在前，设备等级低的挖掘机排列在后，生成该挖掘设备集对应的挖掘设备列表。
122.在优选的实施例当中，所述根据目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径，具体为：以目标施工任务的最短规划路径作为规划目标进行路径规划，得到规划路径。
123.作为示例性地，该执行设备将路径规划问题等效为旅行商问题(tsp)，根据目标施工任务的执行顺序，从初始位置出发o，按序依次执行每一个子任务，上一个子任务执行完直接从上一个子任务的终点位置去往下一个子任务的起点位置，执行完所有子任务后回到初始位置o，期间所有子任务只执行一次，求解最短规划路径。其中，最短规划路径的求解操作具体如下：
124.第一步，计算上一个子任务的终点位置到下一个子任务的起点位置之间的路径长度dx。
125.第二步，计算完成当前子任务的执行路径长度dy；需要注意的是，无法规划出有效
路径的任务路径长度为无穷大。
126.第三步，形成任务路径长度存储列表g[n+1][n+1]，子任务总数为n，即：
[0127][0128]
上式中，d
00
＝d
ii
＝d
nn
＝0；d
0i
的值等于从初始位置o出发，去往第i个子任务的起点位置的路径长度，加上执行第i个子任务的路径长度，再乘以对应优先级的加权值p
l
(优先级l越高，加权值越小)，即d
0i
＝(dx
0i
+dy
0i
)p
l
；d
i0
表示执行完第i个子任务后，回到初始位置o的路径长度。
[0129]
第四步，根据子任务数量，选择对应的智能算法计算最短规划长度，实现基于最短路径算法的任务执行顺序规划，该智能算法可以是动态规划算法、遗传算法、蚁群算法。
[0130]
本实施例通过由执行设备将路径规划问题等效为旅行商问题，以目标施工任务的最短规划路径作为规划目标进行路径规划，能够有效缩短该执行设备对目标施工任务的执行时间，更快地解除占用该执行设备的作业空间范围，有利于进一步提高建筑施工机群的作业效率和建筑施工现场的资源利用率。
[0131]
在优选的实施例当中，所述建筑施工机群协同作业调度方法，还包括：当重新进行路径规划失败时，等待设备占用作业空间解除占用后，根据规划路径执行目标施工任务。
[0132]
作为示例性地，当任一执行设备重新进行路径规划失败时，需要等待其它执行设备完成其对应的目标施工任务，使设备占用作业空间解除占用后，再根据原先的规划路径执行其对应的目标施工任务。
[0133]
在优选的实施例当中，所述根据重规划路径执行目标施工任务，还包括：在执行目标施工任务时，若检测到重规划路径上存在障碍物，则中断执行目标施工任务，以当前位置作为路径起点，在障碍物占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，更新重规划路径。
[0134]
作为示例性地，该执行设备在执行目标施工任务的过程中，实时进行障碍物检测，若检测到重规划路径上存在障碍物，则中断执行目标施工任务，以当前位置作为路径起点，根据障碍物的检测位置来确定当前建筑施工现场作业空间被障碍物所占用的作业空间，即障碍物占用作业空间，在障碍物占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，更新重规划路径，以根据更新后的重规划路径继续执行目标施工任务，将更新后的重规划路径和/或作业空间范围发送至其余执行设备。
[0135]
本实施例通过在目标施工任务的执行过程中进行障碍物检测，在存在障碍物时在障碍物占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，不仅能够确保该执行设备的作业安全，还能够结合障碍物检测结果和当前任务执行进度调整该执行设备的作业路径，有利于进一步提高建筑施工机群的作业效率和建筑施工现场的资源利用率。
[0136]
基于与第一实施例相同的发明构思，第二实施例提供如图4所示的一种建筑施工机群协同作业调度装置，适用于建筑施工机群中的任一执行设备，包括：路径规划模块21，用于获取任务调度中心调度的目标施工任务，根据目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径；空间确定模块22，用于当其余执行设备中有至少一个执行设备的作业路径与规划路径冲突时，根据其余执行设备的作业路径确定设备占用作业空间；路径重规划
模块23，用于在设备占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，得到重规划路径；任务执行模块24，用于根据重规划路径执行目标施工任务，并在完成执行目标施工任务时，向任务调度中心发送任务执行情况信息。
[0137]
在优选的实施例当中，任务调度中心，包括：任务获取模块，用于获取至少两个施工任务集；优先级设置模块，用于对于每一施工任务集，根据预先定义的任务优先级设置策略，分别设置施工任务集中各个施工任务的优先级，并按照优先级顺序对施工任务集中的各个施工任务进行排列；任务调度模块，用于对于每一施工任务集，从施工任务集对应的机种设备集中选择一设备作为执行设备，并从施工任务集中选择最高优先级的施工任务作为目标施工任务，将目标施工任务调度至执行设备。
[0138]
在优选的实施例当中，任务调度中心，还包括：设备获取模块，用于在所述获取至少两个施工任务集之前，获取至少两个机种设备集；等级设置模块，用于对于每一机种设备集，根据预先定义的设备等级设置策略，分别设置机种设备集中各个设备的设备等级，并按照设备等级顺序对机种设备集中的各个设备进行排列。
[0139]
在优选的实施例当中，任务调度模块，具体用于对于每一施工任务集，从施工任务集对应的机种设备集中选择最高设备等级的设备作为执行设备。
[0140]
在优选的实施例当中，任务调度中心，还包括：设备筛选模块，用于在所述获取至少两个施工任务集之后，对于每一施工任务集，分别根据施工任务集中每一施工任务的任务参数，从施工任务集对应的机种设备集中筛选执行参数满足任务参数的设备作为施工任务的可执行设备，生成各个施工任务对应的可执行设备列表；其中，执行参数包括作业范围和/或作业能力。
[0141]
在优选的实施例当中，任务调度模块，还用于在所述将目标施工任务调度至执行设备之前，根据目标施工任务对应的可执行设备列表，判断执行设备是否为目标施工任务的可执行设备，若是则将目标施工任务调度至执行设备。
[0142]
在优选的实施例当中，任务调度模块，还用于当判定执行设备不为目标施工任务的可执行设备时，继续从施工任务集中选择余下最高优先级的施工任务作为新的目标施工任务，并根据新的目标施工任务对应的可执行设备列表，判断执行设备是否为新的目标施工任务的可执行设备，若是则将新的目标施工任务调度至执行设备。
[0143]
在优选的实施例当中，优先级设置模块，具体用于对于每一施工任务，综合施工任务的执行时间、设备等级、任务间关联度中的至少一种，设置施工任务的优先级。
[0144]
在优选的实施例当中，等级设置模块，具体用于对于每一设备，根据设备的执行参数，设置设备的设备等级；其中，执行参数包括作业范围和/或作业能力。
[0145]
在优选的实施例当中，施工任务集中的各个施工任务均属于同一施工任务类型。
[0146]
在优选的实施例当中，路径规划模块，具体用于以目标施工任务的最短规划路径作为规划目标进行路径规划，得到规划路径。
[0147]
在优选的实施例当中，任务执行模块，还用于当重新进行路径规划失败时，等待设备占用作业空间解除占用后，根据规划路径执行目标施工任务。
[0148]
在优选的实施例当中，任务执行模块，还用于在执行目标施工任务时，若检测到重规划路径上存在障碍物，则中断执行目标施工任务，以当前位置作为路径起点，在障碍物占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，更新重规划路径。
[0149]
基于与第一实施例相同的发明构思，第三实施例提供如图5所示的一种建筑施工机群协同作业调度平台，包括执行如第一实施例所述的建筑施工机群协同作业调度方法的建筑施工机群中的各个执行设备31，以及任务调度中心32；任务调度中心32分别与每一执行设备31通信连接，每一执行设备31分别与其余每一执行设备31通信连接。
[0150]
本实施例通过将任务调度中心32分别与每一执行设备31通信连接，每一执行设备31分别与其余每一执行设备31通信连接，搭建建筑施工机群协同作业调度平台，能够使任务调度中心32作为上层决策中心，掌握着建筑施工现场的人员、设备、场景、物料等信息，主要实现建筑施工机群施工任务输入与管理、建筑施工机群动态优化配置、施工任务调度等功能，与设备端组网，即建筑施工机群中各个执行设备31之间的通信网络进行实时的通信，实现目标施工任务的点对点下发，使执行设备31作为任务执行端，主要实现多施工任务执行顺序规划、施工过程决策、无碰撞的作业规划、设备的自动控制等功能，能够迅速的感知设备周围的场景变化，规划任务执行路径并自动控制设备施工，并将任务执行情况及时上传至任务调度中心32，实现对建筑施工机群进行协同作业调度，提高建筑施工机群的作业效率和建筑施工现场的资源利用率。
[0151]
综上所述，实施本发明的实施例，具有如下有益效果：
[0152]
通过获取任务调度中心调度的目标施工任务，根据目标施工任务的执行顺序进行路径规划，得到规划路径，当其余执行设备中有至少一个执行设备的作业路径与规划路径冲突时，根据其余执行设备的作业路径确定设备占用作业空间，在设备占用作业空间之外的作业空间内重新进行路径规划，得到重规划路径，根据重规划路径执行目标施工任务，并在完成执行目标施工任务时，向任务调度中心发送任务执行情况信息，实现建筑施工机群协同作业调度。本发明的实施例通过由建筑施工机群中的任一执行设备在对任务调度中心调度的目标施工任务进行路径规划，得到规划路径时，判断规划路径与其余执行设备的作业路径的冲突情况，若存在冲突情况则在设备占用作业空间之外的作业空间，即未被其余执行设备占用的作业空间内重新进行路径规划，根据得到的重规划路径执行目标施工任务，使得建筑施工机群中的各个执行设备均可协同作业，有效避免多个不同机种设备在有限作业空间内作业所导致的冲突频繁问题，从而能够对建筑施工机群进行协同作业调度，提高建筑施工机群的作业效率和建筑施工现场的资源利用率。
[0153]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
[0154]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。