[發明專利]一種智能的自動化集裝箱碼頭節能綜合調度方法

有效

• 申請號: 202010180949.X
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111325481B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 辛健斌;孟闖;彭金柱;王東署;王河山;張方方
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q10/06;G06Q10/08;G06N3/12
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

1.一種智能的自動化集裝箱碼頭節能綜合調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、基于遺傳算法的框架，將所有集裝箱裝卸任務進行隨機編碼以形成一個初始種群，并生成所述種群中每一個個體所對應的岸橋和自動搬運車AGV的調度方案；

S2、計算種群中每個個體的適應度值，并將所計算出的每個個體適應度值作為當前代解；

S3、判斷當前代解的最小值是否為當前最優解，若是，則將當前代解的最小值作為最優解，若否，則取上一代解的最小值作為最優解；

S4、將步驟S2中得到的每個個體所對應的適應度值從小到大進行排序，并取前1/8的個體作為優秀個體；

S5、將所述步驟S4中所選取的1/8優秀個體作為父體進行翻轉、交叉、變異和隨機操作，獲取1/8的父代所對應7/8的子代，然后將該1/8的父代和7/8的子代組合構成一個完整的種群并遺傳至下一代；

S6、判斷步驟S5中得到的下一代是否達到終止條件，若達到終止條件，則終止迭代，否則返回步驟S2；

所述步驟S1中集裝箱裝卸任務采用一維元胞數組編碼法進行隨機編碼，得到所述種群對應的一維元胞數組其中，P_QC表示每個岸橋的調度方案，P_AGV表示每個自動搬運車AGV的調度方案，且其中表示所有集裝箱裝卸任務的一個隨機全排列，表示個數為(自動運輸車輛數量-1)的間斷點；表示每個自動搬運車AGV負載移動和空載移動時的時間。

2.如權利要求1所述的智能的自動化集裝箱碼頭節能綜合調度方法，其特征在于，所述步驟S2中每個個體對應的適應度值計算公式為：

F(X)＝α₁×J_c+α₂×J_e (1)

式(1)中，X表示種群中的個體，J_c表示岸橋和自動搬運車AGV兩種設備的最大完工時間，J_e表示所有自動搬運車AGV的總能耗，α₁和α₂表示比例常數。

3.如權利要求2所述的智能的自動化集裝箱碼頭節能綜合調度方法，其特征在于，所述步驟S3中當前代解的最小值是否為當前最優解的判斷方式為：取當前代解的最小值與其對應的上一代解的最小值進行比較，將數值較小的作為最優解。

4.如權利要求3所述的智能的自動化集裝箱碼頭節能綜合調度方法，其特征在于，所述步驟S5具體實現方式包括：

S51、對所述1/8的父代中的以及P_QC或者進行翻轉操作得到對應子代①；

S52、對所述1/8的父代中的以及P_QC或者進行交叉操作得到對應子代②；

S53、對所述1/8的父代中的以及P_QC或者進行變異操作得到對應子代③；

S54、對所述1/8的父代中的進行隨機操作得到對應子代④；

S55、對所述1/8的父代中的以及P_QC或者進行翻轉操作并對所述1/8的父代中的進行隨機操作得到對應子代⑤；

S56、對所述1/8的父代中的以及P_QC或者進行交叉操作并對所述1/8的父代中的進行隨機操作得到對應子代⑥；

S57、對所述1/8的父代中的以及P_QC或者進行變異操作并對所述1/8的父代中的進行隨機操作得到對應子代⑦；

S58、將所述1/8的父代和步驟S51～步驟S57得到的所有對應子代結合構成一個完整的種群并遺傳至下一代。

5.如權利要求4所述的智能的自動化集裝箱碼頭節能綜合調度方法，其特征在于，所述步驟S6的具體實現方式包括：

S61、判斷步驟S5所得到下一代的迭代次數是否已經達到遺傳算法預設的最大迭代次數，若是，則終止迭代并取步驟S3所得到的最優解為集裝箱裝卸任務的綜合調度方法；若否，則進入步驟S62；

S62、將步驟S5中所得到的下一代作為一個新種群，然后返回步驟S2。