基于时空网络的自动化集装箱码头自动化导引车路径规划

摘要

针对自动化集装箱码头水平搬运作业中自动化导引车路径冲突问题,提出一种基于时空网络的路径优化方法.对于单个运输需求,首先,将路网离散化为网格网络,设计依据时间可更新的时空网络;其次,以任务完工时间最短为目标,基于时空网络下可用路段集合来建立车辆路径优化模型;最后,在时空网络上运用最短路径算法求解得最短路径.对于多个运输需求,为避免路径冲突,根据当前运输需求的路径规划结果更新下一个运输需求的时空网络,并通过迭代最终获得满足规避碰撞和缓解拥堵条件的路径规划.计算实验中,与基本最短路径求解策略(求解算法P)相比,所提方法的碰撞次数降低为0并且最小相对距离始终大于安全距离;与停车等待求解策略(求解算法SP)相比,所提方法最多减少任务总延误时间24 s,且明显降低延误任务占比以及路网平均拥堵度,最大降低程度分别为2.25% 和0.68%.实验结果表明,所提方法能够有效求解大规模冲突规避的路径规划问题,并显著提高自动化导引车的作业效率.