[发明专利]考虑车辆运动学特征的智能化集装箱码头停车调度方法

说明书

本发明提供一种考虑车辆运动学特征的智能化集装箱码头停车调度方法，包括：TOS系统收到ART完成作业任务信息，向车辆管理系统发送泊车指令；TOS系统汇总停车区实时状态信息发送给车辆管理系统；车辆管理系统根据动态高精度地图、停车区实时状态和ART实时位置，依据当前空闲泊位数量，生成空闲ART泊车方案发送至ART；车辆管理系统利用A星算法规划全局路径，自主生成泊车路径，基于车辆运动学特征完成ART自主调速；车辆管理系统将ART泊车路径中堆场区目标纵向作业车道信息发送至TOS系统；TOS系统获取ART位置状态信息，生成ART下次作业任务的派发区域，优化ART作业计划。本发明提高了ART泊车管理水平。

技术领域

本发明属于集装箱码头设施技术领域，尤其涉及一种考虑车辆运动学特征的智能化集装箱码头停车调度方法。

背景技术

集装箱码头吞吐量日益提升，而码头水平运输设备在作业过程中仍存在路径冲突、拥堵时间长等问题，这些问题成为影响码头作业效率的瓶颈，因此，优化码头运输设备通行路径被视为提高码头作业效率的关键之一。国内外大多数研究将重点集中在水平运输设备的作业路径规划上，并为此提出大量解决办法，诸如基于码头多源数据采样的Voronoi图方法、基于作业节点控制的Dijkstra算法、基于车辆调度模型的人工势场和动态窗口算法等，这些研究方法在不同程度上优化了运输设备作业路径，缩短了水平运输单次作业时间。

在已有的研究中，关于码头水平运输设备停车调度方面的研究很少。因此，亟需设计一种自动化集装箱码头智能停车调度方法，提高自动运输设备及其停车区调度管理能力，优化集装箱码头空闲停车位利用效率，降低闲置运输设备对港区交通的不利影响，减少集卡行车道及多车交汇处的拥堵问题，提高自动化码头水平运输系统整体作业效率。

发明内容

本发明的目的是针对智能化集装箱码头水平运输设备在作业过程中出现的等待、冲突、拥堵等问题，提供一种考虑车辆运动学特征的智能化集装箱码头停车调度方法，优化空闲ART(Artificial Intelligence Robot of Transportation，人工智能运输机器人）停车位置，减少作业车道中空闲车辆，改善智能化码头交通流状况，以实现提高ART水平运输效率的目标。

本发明采用如下技术方案：

一种考虑车辆运动学特征的智能化集装箱码头停车调度方法，包括如下步骤：

S1.TOS系统收到ART完成作业任务信息，向车辆管理系统下发泊车指令；

S2.TOS系统汇总停车区实时状态信息并发送给车辆管理系统；

S3.车辆管理系统根据动态高精度地图信息、停车区实时状态信息和ART实时位置信息，依据当前空闲泊位数量，按多场景停车规则选择停车区，再依据停车区优先级高低依次分配车位，进而生成空闲ART泊车方案，并发送至ART；

S4.车辆管理系统依据动态高精地图，利用A星算法规划全局路径，自主生成泊车路径，并在转弯处依据车辆运动学特性智能完成ART自主调速；

S5.车辆管理系统将ART泊车路径中堆场区目标纵向作业车道信息发送至TOS系统；

S6.TOS系统获取ART位置状态信息，生成ART下次作业任务的派发区域，优化ART作业计划。

进一步，所述车辆运动学特性包括ART以9m/s的最大线速度，1m/s²的最大线加速度和1m/s²的最大线减速度直线行驶，转弯时，前轮组和后轮组分别简化为一个等效轮，前轮用于转向，后轮的方向始终不变，前轮转向角决定ART转弯半径，ART最小转弯半径为10.96m。