Un algoritmo óptimo de programación de rutas de AGV de tres etapas considerando la evasión de colisiones bajo una estrategia de control de velocidad
Autores: Liang, Chengji; Zhang, Yue; Dong, Liang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un algoritmo óptimo de programación de rutas de AGV de tres etapas considerando la evasión de colisiones bajo una estrategia de control de velocidad
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Automatización de terminales
Eficiencia
Vehículos guiados automáticos
Planificación de rutas
Evitación de colisiones
Algoritmo de programación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Con la tendencia de la automatización de terminales y la necesidad de mejorar considerablemente la eficiencia de la operación portuaria, es muy necesario optimizar la ruta de desplazamiento de los vehículos guiados automáticos (AGV) con referencia a la conexión del equipo de carga y descarga. Como un sistema de múltiples equipos complejo, es inevitable que los AGV colisionen al viajar debido a varios accidentes en la operación real, lo que provocará el bloqueo de AGV y reducirá la eficiencia de la operación terminal. Considerando el problema de bloqueo de AGV, proponemos un algoritmo de planificación de ruta integrado de tres etapas para AGV. A través de la optimización conjunta con grúas de muelle (QC) y bloques de patio, se establece un modelo de red de carreteras en el área frontal del puerto de contenedores para optimizar el camino de AGV en la red de carreteras, y se propone una estrategia de control de velocidad para resolver el problema de evasión de colisiones de AGV. En la primera etapa, establecemos el modelo de ruta óptima de AGV con el objetivo de minimizar la ruta de AGV de acuerdo con la situación de la red de carreteras de AGV. En la segunda etapa, sobre la base de la determinación de la planificación de ruta de AGV, y cuando se conoce la tarea de contenedor, se establece el modelo de asignación de tareas de AGV con el objetivo de minimizar el tiempo máximo de finalización, y el modelo se resuelve mediante algoritmo genético (GA). En la tercera etapa, sobre la base de la asignación de tareas de AGV y la determinación de la ruta, la ruta de AGV y el esquema de asignación de tareas de AGV se introducen en el modelo de simulación mediante el establecimiento del modelo de control de evasión de colisiones de AGV para el control de velocidad, y estableciendo el modelo de simulación de red de rutas de AGV para terminales automatizados considerando la evasión de colisiones en el software de simulación de planta. El tiempo máximo de finalización obtenido del modelo de simulación se compara con el tiempo de finalización obtenido del algoritmo genético. El algoritmo de programación conjunto de tres etapas propuesto puede mejorar la eficiencia de carga y descarga del puerto, reducir la situación de bloqueo de AGV, y tiene una cierta contribución a la formulación de la planificación de operación real del puerto.
Descripción
Con la tendencia de la automatización de terminales y la necesidad de mejorar considerablemente la eficiencia de la operación portuaria, es muy necesario optimizar la ruta de desplazamiento de los vehículos guiados automáticos (AGV) con referencia a la conexión del equipo de carga y descarga. Como un sistema de múltiples equipos complejo, es inevitable que los AGV colisionen al viajar debido a varios accidentes en la operación real, lo que provocará el bloqueo de AGV y reducirá la eficiencia de la operación terminal. Considerando el problema de bloqueo de AGV, proponemos un algoritmo de planificación de ruta integrado de tres etapas para AGV. A través de la optimización conjunta con grúas de muelle (QC) y bloques de patio, se establece un modelo de red de carreteras en el área frontal del puerto de contenedores para optimizar el camino de AGV en la red de carreteras, y se propone una estrategia de control de velocidad para resolver el problema de evasión de colisiones de AGV. En la primera etapa, establecemos el modelo de ruta óptima de AGV con el objetivo de minimizar la ruta de AGV de acuerdo con la situación de la red de carreteras de AGV. En la segunda etapa, sobre la base de la determinación de la planificación de ruta de AGV, y cuando se conoce la tarea de contenedor, se establece el modelo de asignación de tareas de AGV con el objetivo de minimizar el tiempo máximo de finalización, y el modelo se resuelve mediante algoritmo genético (GA). En la tercera etapa, sobre la base de la asignación de tareas de AGV y la determinación de la ruta, la ruta de AGV y el esquema de asignación de tareas de AGV se introducen en el modelo de simulación mediante el establecimiento del modelo de control de evasión de colisiones de AGV para el control de velocidad, y estableciendo el modelo de simulación de red de rutas de AGV para terminales automatizados considerando la evasión de colisiones en el software de simulación de planta. El tiempo máximo de finalización obtenido del modelo de simulación se compara con el tiempo de finalización obtenido del algoritmo genético. El algoritmo de programación conjunto de tres etapas propuesto puede mejorar la eficiencia de carga y descarga del puerto, reducir la situación de bloqueo de AGV, y tiene una cierta contribución a la formulación de la planificación de operación real del puerto.