一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法，将路径规划问题分解为主问题和子问题，并对主问题和子问题采用不同的算法求解，即主问题采用分支定价算法的框架，子问题采用遗传算法求解。本发明专利技术将分支定价算法与遗传算法结合起来，在保证解的质量的同时，有效提高了算法的效率，能够在较短的时间内得到问题的解。

A path planning method for automated container terminal vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法
本专利技术涉及路径规划领域，尤其涉及用精确算法求解大规模的自动化集装箱码头ASC路径问题。
技术介绍
自动化集装箱码头的自主无人跨运车(AutonomousStraddleCarrier，ASC)路径规划问题是一类复杂的组合优化问题，属于NP难问题，目前已经发展出许多变体问题，其中大规模带硬时间窗的自动化集装箱码头车辆路径问题不仅要求车辆必须在取/送货点指定的时间窗范围内完成任务，而且求解的规模大。对于大规模的复杂组合优化问题，目前已有的求解方法主要是精确算法和启发式算法，精确算法求得的解虽然是精确解，但求解难度很大，不一定能够在可接受的时间范围内得到最优解，因此在自动化集装箱码头的车辆路径规划上应用较少。分支定价算法是分支定界法与列生成法的结合，属于精确算法。对于小规模带硬时间窗的码头车辆路径问题能够在可接受的时间范围内找到最优解，但随着问题规模的增大会产生“组合爆炸”，此时分支定价算法很难得到问题的最优解；启发式算法可以快速求解得到许多大规模复杂组合优化问题的解，在自动化集装箱码头的车辆路径问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法，其特征在于，将自动化集装箱码头车辆的路径规划问题分解为主问题和子问题，采用分支定价算法解算主问题，并采用双点交叉的遗传算法求解子问题。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法，其特征在于，将自动化集装箱码头车辆的路径规划问题分解为主问题和子问题，采用分支定价算法解算主问题，并采用双点交叉的遗传算法求解子问题。


2.如权利要求1所述的一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据码头车辆的路径规划问题建立数学模型，并将数学模型作为分支定界树的根节点；
S2、初始化分支定界树的根节点，并建立带有节点编号的待分支节点的节点表；
S3、根据节点编号依次提取待分支节点表中的节点，并将提取出的节点分解为主问题和子问题；
S4、采用分支定价算法解算节点的主问题，并采用双点交叉的遗传算法求解子问题，得出该节点的优化解；
S5、待分支节点表为空集且当前求解时间在多项式时间内不可解时，输出所有节点优化解中的最优解作为数学模型的最优解。


3.如权利要求2所述一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法，其特征在于，所述的步骤S2包括以下步骤：
S2.1、通过启发式算法解算数学模型，得到车辆的初始可行路径定为数学模型解的下界，同时设置数学模型解的上界为无穷大；
S2.2、对分支定界树的根节点分支，建立待分支节点的节点表，并依据待分支节点的添加顺序依次给节点编号。


4.如权利要求2所述一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法，其特征在于，采用Danzig-Wolf分解算法将码头车辆路径规划问题分解为主问题和子问题。


5.如权利要求2所述一种自动化集装箱码头车辆的路径规划方法，其特征在于，所述的步骤S4包括以下步骤：
S4.1、将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周红，朱瑾，王佳，卜人杰，郭昆仑，沈磊，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31