[發明專利]一種接力式吊運路徑規劃和調度方法

有效

• 申請號: 202210676857.X
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN114757627B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 王鵬飛;劉世濤;陳公正;史云飛;曹書博
• 申請（專利權）人: 中建八局第二建設有限公司
• 主分類號: G06Q10/08
• 分類號: G06Q10/08;G06Q10/04
• 代理公司: 山東知圣律師事務所 37262
• 代理人: 郭雨濤

本發明屬于貨物吊運路徑規劃和調度領域，公開了一種接力式吊運路徑規劃和調度方法，具體步驟為：根據所有需吊運的最優貨物路徑信息，建立路徑庫和交叉點庫；根據工程現場的實際吊運裝置安裝情況，設置吊運裝置群坐標；根據待吊運貨物的起點坐標、終點坐標、優先級和貨物屬性規劃出所有的吊運路徑；對每一條吊運路徑進行比較判斷，選擇出最優吊運路徑吊運待吊運貨物。本發明增加多路徑交叉問題解決方案，更好的提升優化效率；增加了優先級選擇，方便了多任務之間的群控；建立路徑庫，在意見規劃的路徑基礎上進行選擇，有效降低了路徑規劃復雜度；本發明對單吊運裝置控制系統而言，系統能效顯著提升。

技術領域

本發明屬于貨物吊運路徑規劃和調度領域，具體涉及一種接力式吊運路徑規劃和調度方法。

背景技術

作為施工現場運輸提升建筑材料的關鍵特種設備，吊運裝置目前廣泛應用于建筑工程施工過程，特別是在高層建筑、異形建筑等工程量密集的中心城市區域。吊運裝置的作業時間不僅直接影響施工進度、工期成本，并且會對設備自身健康以及施工現場帶來巨大的安全隱患。目前，吊運裝置駕駛人員和現場調度人員往往根據個人主觀經驗管理吊運裝置工作過程，沒有形成規范的作業計劃以及科學的理論體系。因此，施工現場迫切需求優化吊運裝置服務序列，減少作業流程時間，提升吊運裝置作業效率，該研究具有工程應用價值與理論意義。當前，國內外有關吊運裝置提升作業的相關研究可分為兩類：吊運裝置的布局優化研究和吊運裝置提升過程中效率的研究。Zhang 等提出一種確定吊運裝置最優位置的方法，通過定位吊鉤總運動時間最小的點來優化位置。Tam 等提出一種利用遺傳算法（GA）和人工神經網絡（ANN）確定最優吊運裝置位置，即總成本最小點的方法（總成本=移動時間×所需成本）。Sacks 等設計一種方法，將監測設備安裝在吊運裝置上，自動收集數據并將數據應用于項目管理。近年來，越來越多的吊運裝置管理研究使用了建筑信息模型（BIM）。Lee 等設計一種吊運裝置導航系統，該系統利用BIM 對吊運裝置操作人員不可見的起重物料進行導航，并開發一種利用傳感器和攝像機實時監測下降物料位置來優化吊運裝置物料升降的方法。已有的研究成果中大多圍繞吊運裝置布局、吊運裝置監控、吊運裝置提升量等方面。2014 年，Zavichi 等首次提出吊運裝置的服務序列問題（Crane Service SequenceProblem，CSSP），并將其轉化為TSP（Traveling Salesman Problem）問題進行求解。Monghasemi 等基于博弈論方法，對起重機服務序列的等待時間進行了優化。以上方法均未能考慮物料運輸過程中路徑交叉的長距離情形，本發明重點考慮物料運輸任務帶有路徑交叉的長距離路徑情形，通過調度算法更好提升優化效率。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的旨在提供一種接力式吊運路徑規劃和調度方法，適用于無人式、自動化、長距離、貨物路徑多且復雜的貨物吊運路徑規劃和調度。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種接力式吊運路徑規劃和調度方法，具體步驟為：

根據所有需吊運的最優貨物路徑信息，建立路徑庫和交叉點庫；

根據工程現場的實際吊運裝置安裝情況，設置吊運裝置群坐標；

根據待吊運貨物的起點坐標、終點坐標、優先級和貨物屬性規劃出所有的吊運路徑；

對每一條吊運路徑進行比較判斷，選擇出最優吊運路徑吊運待吊運貨物。

進一步地，所述建立路徑庫和交叉點庫的具體步驟為：

根據工程現場的實際吊運裝置安裝情況設置吊運裝置坐標，其坐標為坐標原點和吊裝半徑；

在吊運裝置的圓域耦合的情況下，利用時間差或者空間差的方式實現吊運裝置的自動防碰撞；

根據待吊運貨物的吊運路徑必經之路，設置吊運接力點，選擇最優的吊運接力點，所述接力點即為交叉點；