智慧码头载运危险货物集装箱AGV安全诱导配置方法

技术领域

本发明涉及集装箱AGV技术领域，具体为智慧码头载运危险货物集装箱AGV安全诱导配置方法。

背景技术

传统的码头危险货物集装箱搬运操作存在着很多问题，如传统技术需要人工操作，操作人员容易出现疏漏和错误，对码头作业效率和安全性产生影响。近年来，随着大数据、物联网等新技术的发展，AGV在物流行业中的应用前景更是广阔。AGV（AutomatedGuided Vehicle）自动导航小车是一种基于自动化技术实现的物流自动化解决方案，可以在仓库内进行自动化运输、供应链管理，实现物资的集中管理，减少人工干预，极大方便了业务流程。而采用智慧码头载运危险货物集装箱AGV技术可以实现作业流程的优化，减少安全隐患和物流延误等问题的发生。

在申请公布号为CN 115049324 A的中国发明申请中，公开了一种码头AGV车调度方法、装置、计算机设备和存储介质，包括获取所有作业路的集装箱码头历史AGV车的历史作业数据；对历史作业数据进行分析训练模型；以预设频率获取当前作业数据；将当前作业数据输入与每条作业路对应的AGV车评估时间模型，得到每个作业路预测的剩余时间比例；基于剩余时间比例，根据AGV车状态信息判断模型和作业路AGV车调度模型对当前作业数据中的所有AGV车的调度数值重新进行设置，得到AGV车调度调整值；根据调度限制规则，对AGV车调度调整值进行调整和限制，得到所有作业路的AGV车调度更新数值。通过本公开的处理方案，对码头AGV车动态合理分配。

在以上发明申请中，利用各种算法对码头AGV车进行动态合理分配，但在发生突发情况时，部分AGV车可能无法进行正常工作，那么算法发出的分配无法实现，仅仅在正常状态下对AGV车进行智能监测和控制是不够的，尤其是载运危险货物集装箱的AGV小车一旦发生避让或者碰撞等问题，可能造成不可预估的损失，本发明依据危险货物集装箱的货种以及货物的数量,提前计算好个人风险和火灾、爆炸半径，以及载运危险货物集装箱的AGV的最大运行速度，AGV运行路径以及其周边其他障碍物及其他AGV的预测，最大限度的保障智慧码头AGV的运行，以及在突发情况下对AGV如何进行调控处理。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了智慧码头载运危险货物集装箱AGV安全诱导配置方法。

（二）技术方案

为实现以上目的，为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

智慧码头载运危险货物集装箱AGV安全诱导配置方法，包括如下步骤：在载运危险货物集装箱AGV上安装必要的传感器和检测设备，并导入确定通信协议，确保载运危险货物集装箱AGV能够正确的将数据上传至云端，利用传感器和摄像头实时监测所有载运危险货物集装箱AGV的位置和周围环境情况，并将数据上传至云端，建立实时位置数据库；

通过在载运危险货物集装箱AGV上搭载的多种传感器对载运危险货物集装箱AGV的运行状态进行检测，检测指标至少包括车速Vs、转弯半径Od、电量Dc及载荷Zh，构建运行数据集，进行计算分析后得到运行系数Yx；

获取运行系数Yx，判断运行系数Yx与相应的第一预设阈值和第二预设阈值之间的关系，获得载运危险货物集装箱AGV的安全风险等级，依据不同的载运危险货物集装箱AGV安全风险等级，选择相应的安全处理策略；

获取任务列表及所有载运危险货物集装箱AGV的运行状态，将任务分配给载运危险货物集装箱AGV，使得每个载运危险货物集装箱AGV都能够在其容量范围内完成所有任务，并用A*算法分别对各载运危险货物集装箱AGV单独的路径进行规划，寻找各载运危险货物集装箱AGV规划方案的冲突并进行逐个规避，得到各载运危险货物集装箱AGV的最佳路线规划；

设置控制中心，获取实时位置数据库和运行数据集，对载运危险货物集装箱AGV的位置及运行状态进行实时监测，当发生突发情况时，构建应急方案库，并通过仿真分析验证应急方案是否可行，如果可行，则将最佳方案输出；如果不可行，则向外部发出预警。

进一步的，通过摄像头、激光传感器及超声波传感器检测设备，获取载运危险货物集装箱AGV周围的环境信息，如障碍物、人员及货物，并使用GPS和RFID标签技术，确定载运危险货物集装箱AGV在工作区域中的位置和方向；其中激光范围传感器能够检测载运危险货物集装箱AGV周围的障碍物，摄像头可以用于识别地标、二维码，超声波传感器能够检测物体的距离和形状；

进一步的，通过在载运危险货物集装箱AGV上搭载的多种传感器对载运危险货物集装箱AGV的运行状态进行检测，检测指标至少包括车速Vs、转弯半径Od、电量Dc及载荷Zh，汇总后构建运行数据集，其中车速Vs和转弯半径Od通过轮式编码器进行周期性检测，电量Dc通过电量传感器进行周期性检测，载荷Zh通过载荷传感器进行周期性检测。

进一步的，获取运行数据集，对车速Vs、转弯半径Od、电量Dc及载荷Zh进行无量纲化处理后，获取运行系数Yx；其中，运行系数Yx的获取方式符合如下公式：

其中，参数意义为：车速影响因子

需要说明的是，由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的预设比例系数；将设定的预设比例系数和采集的样本数据代入公式，任意四个公式构成四元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的预设比例系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。

进一步的，获取运行系数Yx并判断其是否超过预设的第一阈值和第二阈值，依据与相应预设阈值的关系，为载运危险货物集装箱AGV确定相应的安全风险等级，其中第一安全风险等级大于第二安全风险等级，当运行系数Yx大于预设的第一阈值时，则说明载运危险货物集装箱AGV已经难以运行。

进一步的，依据不同的载运危险货物集装箱AGV安全风险等级，选择相应的安全处理策略，具体为：

当运行系数

当运行系数

当运行系数

进一步的，从系统或用户输入起点和终点位置、货物信息、任务类型、及任务优先级信息，以确定任务所需的载运危险货物集装箱AGV数量，其中货物信息包括指定货物的名称、数量、重量及体积；任务类型通常可分为运输任务、搬运任务及拣选任务；任务的优先级，如果不同任务的紧急程度不同，可通过设置优先级来让载运危险货物集装箱AGV优先执行某些任务。

进一步的，采用粒子群算法来分配任务将任务分配给载运危险货物集装箱AGV，使得每个载运危险货物集装箱AGV都能够在其容量范围内完成所有任务，考虑到载运危险货物集装箱AGV之间可能会遇到冲突或者拥堵等问题，在程序中需要实现载运危险货物集装箱AGV之间的协作，以确保任务能够顺利完成。

进一步的，当发生突发情况时，例如：有新的任务添加或者一些任务被取消、载运危险货物集装箱AGV行进过程中由于环境变化及其他原因导致位置偏差及载运危险货物集装箱AGV运行状态发生问题，依据载运危险货物集装箱AGV的工作方案及安全风险，检索相应的应急方案，并构建应急方案库。

进一步的，依据突发事件的不同，从应急方案库中选择相应的应急方案，并对应急方案进行仿真分析，分析进行应急后的载运危险货物集装箱AGV运行状态是否达到预期，若载运危险货物集装箱AGV运行状态达到预期，则调整载运危险货物集装箱AGV路径，重新分配任务，输出最佳任务分配方案及最佳路线规划，如果载运危险货物集装箱AGV的运行状态未达到预期，则重新在应急方案库选择应急方案再模拟，直至载运危险货物集装箱AGV运行状态达到预期，若连续3次都无法达到预期，则向外部发出预警。

（三）有益效果

本发明提供了智慧码头载运危险货物集装箱AGV安全诱导配置方法，具备以下有益效果：

1、通过一些简单的监测设备和传感器，就可以获取载运危险货物集装箱AGV的运行数据，然后计算运行系数Yx，并进行判断，采取相应的安全处理策略，操作复杂度低，并且可以精确地分析设备的运行情况，避免了依靠直觉和模糊的安全评估方式所引起的失误和漏评风险。

2、通过获取任务列表和所有载运危险货物集装箱AGV的运行状态，我们可以进行合理的任务分配，以达到最大化各个载运危险货物集装箱AGV的利用率的目的，能够尽量避免必要的回头路程，从而减少了运输时间，提高了生产效率。

3、构建应急方案库能够为载运危险货物集装箱AGV系统提供适应各种突发情况的应急方案，并借助仿真分析确定最佳方案，当载运危险货物集装箱AGV系统发生故障或遭遇突发情况时，如果有应急方案库和仿真分析支持，则可以选择最佳应急方案来减少事故的风险，并避免额外损失，提高系统的稳定性，可以快速评估不同情况下的应急方案的可行性，提高方案的成功率，减少系统停机和维护的成本，最终降低总成本。

附图说明

图1为本发明智慧码头载运危险货物集装箱AGV安全诱导配置方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供智慧码头载运危险货物集装箱AGV安全诱导配置方法，包括如下步骤：

步骤一、在载运危险货物集装箱AGV上安装必要的传感器和检测设备，并导入确定通信协议，确保载运危险货物集装箱AGV能够正确的将数据上传至云端，利用传感器和摄像头实时监测所有载运危险货物集装箱AGV的位置和周围环境情况，并将数据上传至云端，建立实时位置数据库；

所述步骤一包括如下内容：

步骤101、在载运危险货物集装箱AGV上搭载多种传感器，例如，通过摄像头、激光传感器及超声波传感器检测设备，获取载运危险货物集装箱AGV周围的环境信息，如：障碍物、人员及货物，并使用GPS和RFID标签技术，确定载运危险货物集装箱AGV在工作区域中的位置和方向；其中激光范围传感器能够检测载运危险货物集装箱AGV周围的障碍物，摄像头可以用于识别地标、二维码，超声波传感器能够检测物体的距离和形状；

步骤102、选择一个通信协议来确保载运危险货物集装箱AGV能够正确地将数据上传到服务器，可以选择采用HTTP、TCP/IP或者MQTT协议，并将数据上传至云端，建立实时位置数据库。

使用时，结合步骤101及102中的内容：

在载运危险货物集装箱AGV上安装必要的传感器和检测设备，并导入确定通信协议，为载运危险货物集装箱AGV的智能化控制和实时监测提供数据基础，在发现障碍物和其他风险，能够及时采取措施，防止事故发生，增强载运危险货物集装箱AGV运输安全性。

步骤二、通过在载运危险货物集装箱AGV上搭载的多种传感器对载运危险货物集装箱AGV的运行状态进行检测，检测指标至少包括车速Vs、转弯半径Od、电量Dc及载荷Zh，构建运行数据集，进行计算分析后得到运行系数Yx；

所述步骤二包括如下内容：

步骤201、通过在载运危险货物集装箱AGV上搭载的多种传感器对载运危险货物集装箱AGV的运行状态进行检测，检测指标至少包括车速Vs、转弯半径Od、电量Dc及载荷Zh，汇总后构建运行数据集，其中车速Vs和转弯半径Od通过轮式编码器进行周期性检测，电量Dc通过电量传感器进行周期性检测，载荷Zh通过载荷传感器进行周期性检测；

步骤202、获取运行数据集，对车速Vs、转弯半径Od、电量Dc及载荷Zh进行无量纲化处理后，获取运行系数Yx；其中，运行系数Yx的获取方式符合如下公式：

其中，参数意义为：车速影响因子

需要说明的是，由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的预设比例系数；将设定的预设比例系数和采集的样本数据代入公式，任意四个公式构成四元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的预设比例系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。

使用时，结合步骤201及202中的内容：

通过分析得到运行系数Yx，可以对载运危险货物集装箱AGV的运输性能进行评估和优化，比如适当增加运输速度、减小转弯半径、优化电量和载荷等，从而提高物流运输的效率，缩短运输时间，降低物流运输成本，增加企业的盈利能力。

步骤三、获取运行系数Yx，判断运行系数Yx与相应的第一预设阈值和第二预设阈值之间的关系，获得载运危险货物集装箱AGV的安全风险等级，依据不同的载运危险货物集装箱AGV安全风险等级，选择相应的安全处理策略；

所述步骤三包括如下内容：

步骤301、获取运行系数Yx并判断其是否超过预设的第一阈值和第二阈值，依据与相应预设阈值的关系，为载运危险货物集装箱AGV确定相应的安全风险等级，其中第一安全风险等级大于第二安全风险等级，当运行系数Yx大于预设的第一阈值时，则说明载运危险货物集装箱AGV已经难以运行；

步骤302、依据不同的载运危险货物集装箱AGV安全风险等级，选择相应的安全处理策略，具体为：

当运行系数

当运行系数

当运行系数

使用时，结合步骤301及302中的内容：

通过一些简单的监测设备和传感器，就可以获取载运危险货物集装箱AGV的运行数据，然后计算运行系数Yx，并进行判断，采取相应的安全处理策略，操作复杂度低，并且可以精确地分析设备的运行情况，避免了依靠直觉和模糊的安全评估方式所引起的失误和漏评风险。

步骤四、获取任务列表及所有载运危险货物集装箱AGV的运行状态，将任务分配给载运危险货物集装箱AGV，使得每个载运危险货物集装箱AGV都能够在其容量范围内完成所有任务，并用A*算法分别对各载运危险货物集装箱AGV单独的路径进行规划，寻找各载运危险货物集装箱AGV规划方案的冲突并进行逐个规避，得到各载运危险货物集装箱AGV的最佳路线规划；

所述步骤四包括如下内容：

步骤401、从系统或用户输入起点和终点位置、货物信息、任务类型、及任务优先级信息，以确定任务所需的载运危险货物集装箱AGV数量，其中货物信息包括指定货物的名称、数量、重量及体积；任务类型通常可分为运输任务、搬运任务及拣选任务；任务的优先级，如果不同任务的紧急程度不同，可通过设置优先级来让载运危险货物集装箱AGV优先执行某些任务；

通过合理分配任务并找到最佳路线规划，可以使每个载运危险货物集装箱AGV在容量范围内完成更多的任务，从而提高了载运危险货物集装箱AGV的利用率；

步骤402、采用粒子群算法来分配任务将任务分配给载运危险货物集装箱AGV，使得每个载运危险货物集装箱AGV都能够在其容量范围内完成所有任务，考虑到载运危险货物集装箱AGV之间可能会遇到冲突或者拥堵等问题，在程序中需要实现载运危险货物集装箱AGV之间的协作，以确保任务能够顺利完成；

步骤403、并用A*算法分别对各载运危险货物集装箱AGV单独的路径进行规划，寻找各载运危险货物集装箱AGV规划方案的冲突并进行逐个规避，得到各载运危险货物集装箱AGV的最佳路线规划并输出执行。

使用时，结合步骤401至403中的内容：

通过获取任务列表和所有载运危险货物集装箱AGV的运行状态，我们可以进行合理的任务分配，以达到最大化各个载运危险货物集装箱AGV的利用率的目的，能够尽量避免必要的回头路程，从而减少了运输时间，提高了生产效率。

步骤五、设置控制中心，获取实时位置数据库和运行数据集，对载运危险货物集装箱AGV的位置及运行状态进行实时监测，当发生突发情况时，构建应急方案库，并通过仿真分析验证应急方案是否可行，如果可行，则将最佳方案输出；如果不可行，则向外部发出预警；

所述步骤五包括如下内容：

步骤501、设置控制中心，获取实时位置数据库和运行数据集，对载运危险货物集装箱AGV的位置及运行状态进行实时监测；

步骤502、当发生突发情况时，例如：有新的任务添加或者一些任务被取消、载运危险货物集装箱AGV行进过程中由于环境变化及其他原因导致位置偏差及载运危险货物集装箱AGV运行状态发生问题，依据载运危险货物集装箱AGV的工作方案及安全风险，检索相应的应急方案，并构建应急方案库；

在载运危险货物集装箱AGV的实际运行过程中，难免会遇到各种意外情况。如果有一个完善的应急方案库，则可以快速响应突发事件，降低因运行故障或其他问题导致停滞时间和停机率，提高系统的可靠性和生产效率；

步骤503、依据突发事件的不同，从应急方案库中选择相应的应急方案，并对应急方案进行仿真分析，分析进行应急后的载运危险货物集装箱AGV运行状态是否达到预期，若载运危险货物集装箱AGV运行状态达到预期，则调整载运危险货物集装箱AGV路径，重新分配任务，输出最佳任务分配方案及最佳路线规划，如果载运危险货物集装箱AGV的运行状态未达到预期，则重新在应急方案库选择应急方案再模拟，直至载运危险货物集装箱AGV运行状态达到预期，若连续3次都无法达到预期，则向外部发出预警。

使用时，结合步骤501至503中的内容：

构建应急方案库能够为载运危险货物集装箱AGV系统提供适应各种突发情况的应急方案，并借助仿真分析确定最佳方案，当载运危险货物集装箱AGV系统发生故障或遭遇突发情况时，如果有应急方案库和仿真分析支持，则可以选择最佳应急方案来减少事故的风险，并避免额外损失，提高系统的稳定性，可以快速评估不同情况下的应急方案的可行性，提高方案的成功率，减少系统停机和维护的成本，最终降低总成本。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。