基于遗传算法的动化集装箱码头多载AGV调度

用聚类分析方法,给出了集装箱码头出口箱的堆存策略.郑见粹等[15]介绍了自动化集装箱码头装卸工艺系统的发展、工作过程及应用情况,对不同类型的自动化集装箱码头装卸工艺系统方案的技术特点进行了全面的分析.马再洲等[16]提出了适用于自动化集装箱码头的集中式调度算法,并用案例验证了算法的可行性和有效性. 提高自动化集装箱码头的工作效率,可以从提高岸桥的工作效率、龙门吊的工作效率和水平运输AGV的工作效率等3个方面入手,但是伴随着自动化水平的提高,龙门吊和岸桥的工作效率得到了不断提升,水平运输系统随之成为了自动化码头的瓶颈.因此,本文从提高水平运输系统的效率入手,以自动化集装箱码头同时运输不同尺寸集装箱为背景,建立多载AGV的调度模型,并提出用遗传算法求解多载AGV调度问题的求解策略,最后用真实案例验证多载AGV的优越性. 1问题描述 AGV是自动化集装箱码头的水平运输工具,一般分为装载20英尺集装箱的小型AGV和装载40英尺集装箱的大型AGV两种.在多数自动化集装箱码头,为满足运输工具对运输任务的普适性,同时降低路径规划的复杂性,普遍采用统一规格的大型AGV单载完成所有的运输任务.不难发现,在运输20英尺集装箱时,AGV有一半的容量未被充分利用,而且随着码头吞吐量的增大,投入运输的AGV越来越多,这不仅产生了巨大的资源浪费,而且极大地增加了交通负担.因此,本文从增大AGV的运输能力,减小投入运输的AGV数量入手,提出多载AGV的调度策略. 传统情况下,可以将AGV调度问题看作m∶n的分配问题,其目标为运输时间或者运输费用最少,这很容易找出最优调度策略.但对于多载AGV的调度问题,已经超出了简单分配问题的范畴,调度中不仅需要分配运输任务给相应的AGV,而且需要安排好具体的装载和交付顺序,因为只有这样才能确保AGV的利用率尽可能高,运输时间、运输费用尽可能低,船舶停泊时间尽可能短等.