[发明专利]一种基于露天矿的异质车辆协同运输路径分配方法

权利要求书

1.一种基于露天矿的异质车辆协同运输路径分配方法，其特征在于：

所述路径分配方法基于露天矿区协同运输制系统设置：

所述露天矿内设置有自动驾驶矿卡和传统矿卡两种运输车辆，矿区设置有两个或以上装载点，每个装载点配备一个电铲和足够数量停靠点；矿区设置有两个或以上卸载点，每个装载点和卸载点之间设置两条固定道路，以供在装载点和卸载点之间单向运输行驶；每个装、卸载点分别设置一个排队点，运输车辆排队通过并完成作业；

所述露天矿配置自动驾驶矿卡具备L3级及以上自动驾驶能力，且具备网联通讯功能，可以在无人驾驶模式和有人驾驶模式中切换，无人驾驶模式下可实现车辆的远程监测与控制；传统矿卡仅在有人驾驶模式下运行，不具备网联通讯功能，运输调度信息通过广播或人工传达；

所述矿区配置使用露天矿异质车辆协同运输系统，将系统分为云端系统、车端系统、路侧系统和调度中心四个部分：

所述路侧系统功能为通过雷达等设备感知作业环境，生成实时路径通行信息，并进一步提取可通行路径集；路侧系统主要负责环境感知，并向云端系统上传实时数据，同时可接收云端系统指令信息并作出内置参数调整；

所述车端系统在传统矿卡和自动驾驶矿卡上均有设置，但在两种矿卡上的功能存在区别：

传统矿卡的车端系统负责接收来自调度中心的指令，讲指令发布给驾驶员执行运输任务，同时车端系统负责向云端系统发送实时车辆信息；

自动驾驶矿卡的车端系统负责接收来自云端系统或调度中心的指令，车端系统根据指令控制自动驾驶矿卡运行，实现任务执行和轨迹规划功能；同时车端系统负责向云端系统发送实时车辆信息；

所述调度中心主要依靠人工运转，功能包括两方面，一方面接收云端系统的调度指令并传达至传统矿卡；另一方面监测矿区现场作业，针对异常情况做出反应并反馈至云端系统，保证现场作业的正常运转；

所述云端系统负责接收车端系统、路侧系统和调度中心的信息数据，云端系统将接收到的数据转化融合后，进行分析计算，并作出任务分配和路径规划的决策，最后根据决策方案发送指令信息给自动驾驶矿卡的车端系统和调度中心；

所述异质车辆协同运输路径分配方法包括如下步骤：

S1：建立原始数据库，

收集、确认和设置露天矿区基本信息和车辆基本信息，建立矿区数据库和车辆数据库；

S2：生成路径图，建立路径集，

基于露天矿区高精度地图，通过栅格化处理和路径标记生成路径图，并建立路径集存储到云端系统中；

S3：数据分类与编号处理，

云端系统对矿区数据库数据、车辆数据库数据、目标数据和路径集四种类别数据进行编号处理，为构建路径分配模型做准备；

S4：构建协同运输路径分配模型，

以成本最小化、人工时间最小化和效率最大化三个方面为目标，以生产任务、生产能力和道路条件为约束，以各矿卡的路径选择为求解目的，构建协同运输路径分配模型；

S5：信息采集与实时更新，

将S4中构建的协同运输路径分配模型导入到云端系统中，云端系统基于路径分配模型和实时更新的信息对模型求解，得到各运输车辆的具体路径选择分配方案；

矿区进行运输任务时，通过车端系统采集运输车辆运行状态信息，传输到云端系统更新车辆数据库；通过路侧系统采集道路通行环境信息，传输到云端系统更新可通行路径集；通过调度中心采集生产任务分配与完成情况，传输到云端系统更新矿区数据库；

云端系统按照分配方案发送运输指令，车辆执行运输任务；当云端系统接收到异常状态信息时，可更新分配方法或发送终止作业任务指令，同时调度中心协助或接管现场作业。