本发明专利技术涉及一种应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法、系统及介质，所述方法包括：U1.将港口TOC系统中的历史生产任务数据作为仿真样本数据，以所述仿真样本数据为基础，以仿真集卡为对象，输出任务序列数据信息和仿真集卡序列数据信息；U2.基于所述任务序列数据信息和所述仿真集卡序列数据信息，采用多目标遗传算法，以仿真集卡的运行时间和消耗代价最小作为目标，输出仿真集卡执行任务序列的数据信息。本发明专利技术不仅以无人集卡自动驾驶性能与作业效率为评价指标，对动态路网、车队调度优化等功能进行测试，而且基于仿真模拟环境和试运营的无人集卡车队序列数据，验证港口典型工况任务场景下全局路径规划的正确性。况任务场景下全局路径规划的正确性。况任务场景下全局路径规划的正确性。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法、系统及介质
[0001]本专利技术涉及无人集卡
，尤其是涉及一种应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法、系统及介质。
技术介绍
[0002][0003]港口物流的高效、快速运作必须以畅通无阻的车辆行驶为基本保证对于提高码头装卸速度、加强车船周转、确保商品按时送达、缩短商品流通时间为前提。而将港口物流高效的问题，与信息化系统、无人集卡有效地结合起来。通过对码头集装箱业务的日常运作管理、运输调度、堆场管理、车辆管理、船舶停靠、起重装卸等业务、结合港口码头和无人集卡的作业特点，挖掘、分析与应用港口数据资产，通过算法优化，大幅提升港口智慧大脑的运筹优化和智能决策水平，真正做到智慧决策，减少对人力的依赖。
[0004]目前行业内港口信息化系统已成为研究热点，且有大量的成果发布，但是主要集中在集卡信息管理与分配作业任务应用方面，针于投入集卡运营前的路径规划与调度正确性测试方案，研究与发布的成果较少。
[0005]现有技术一，专利(专利号：CN110598987A)一种基于无人驾驶的港口调度系统及方法，该系统包括：1)控制中心模块；用于录入计划，管理协调车调模块、岸桥终端模块、龙吊终端模块、理化终端模块以执行所述计划任务，并与车调模块进行信息交互，实时获取车辆状态信息；2)车调模块：用于接受控制中心模块的控制管理，监控车辆状态，进行行驶线路规划，控制车辆运行；3)岸桥终端模块及龙吊终端模块：用于接收装船及卸船指令，按预定顺序进行装船及卸船作业，并反馈执行状态；4)理货终端模块：用于确认集装箱装车任务或卸车任务执行完毕，记录并校验装箱或卸箱信息，该专利技术在实施前缺乏全局路径规划与调度仿真过程，实施的调度方案在实际运营进行更改车队各车辆的行驶路径的成本较大。
[0006]现有技术二，专利(专利号：CN114021909A)一种基于高精度地图的港口调度仿真系统，该系统包括：1)场景构建模块，用于基于高精度地图获取路网信息、场景信息，并构建港口全要素仿真场景；坐标转换模块，用于将高精度地图中要素坐标转换为Unity仿真场景三维坐标；数据更新模块，用于基于物联网大数据技术实时获取港口调度数据，并进行仿真数据更新；展示分析模块，用于监控车辆、塔吊实时状态，仿真展示港口调度作业，并生成分析报告，该专利技术是通用型的港口无人集卡仿真系统方案，但是缺乏实际运营的仿真数据源、仿真操作过程、仿真结果分析及仿真后处理等内容。
技术实现思路
[0007]鉴于以上现有技术的不足，本专利技术提供了一种应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法、系统及介质，不仅以无人集卡自动驾驶性能与作业效率为评价指标，对动态路网、车队调度优化等功能进行测试，而且基于仿真模拟环境和试运营的无人集卡车队序列
数据，验证港口典型工况任务场景下全局路径规划的正确性。
[0008]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0009]一种应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法，所述方法包括：
[0010]U1.将港口TOC系统中的历史生产任务数据作为仿真样本数据，以所述仿真样本数据为基础，以仿真集卡为对象，输出任务序列数据信息和仿真集卡序列数据信息；
[0011]U2.基于所述任务序列数据信息和所述仿真集卡序列数据信息，采用多目标遗传算法，以仿真集卡的运行时间和消耗代价最小作为目标，输出仿真集卡执行任务序列的数据信息；
[0012]U3.基于所述仿真集卡执行任务序列的数据信息，根据路径规划算法，输出仿真集卡路径规划数据信息；
[0013]U4.基于所述仿真集卡路径规划数据信息，以单箱运输为仿真工况，建立仿真集卡的评价指标模型，输出仿真集卡的综合评价指标数据信息。
[0014]进一步的，在步骤U4中，所述仿真集卡的评价指标模型包括：
[0015]U41.基于所述仿真集卡路径规划数据信息，得到仿真集卡全局路径规划成功率D0、仿真集卡全局路径执行失败率D1、仿真集卡非交叉路口全局路径规划成功率D2和仿真集卡交叉路口全局路径规划成功率D3，
[0016][0017]其中P0为全局路径规划样本，M0为仿真集卡成功执行路径规划样本，L0为仿真集卡未成功执行的路径规划样本个数，N0为仿真集卡非交叉路口路径规划样本个数，J0为仿真集卡车辆成功执行的非交叉路口路径规划样本个数，S0为仿真集卡交叉路口处路径规划样本个数，T0为仿真集卡成功执行交叉路口处路径规划样本个数；
[0018]U42.基于所述仿真集卡全局路径规划成功率D0、仿真集卡全局路径执行失败率D1、仿真集卡非交叉路口全局路径规划成功率D2和仿真集卡交叉路口全局路径规划成功率D3，建立综合指标函数D，
[0019]D＝0.5
×
D0+0.3
×
D2+0.2
×
D3‑
D1；
[0020]U43.基于所述综合指标函数D，输出仿真集卡的综合评价指标数据信息。
[0021]进一步的，当综合评价指标D大于或等于0.8时，代表仿真结束，对应仿真集卡多线路调度策略，满足实施要求。
[0022]进一步的，当综合评价指标D小于0.8时，表示的路径规划与调度算法，不满足实施要求，需要优化路径规划算法与调度策略。
[0023]进一步的，在步骤U1中，所述任务序列数据信息job为：job＝{job1,job2,...,job
n
}，
[0024]job
i
为单次车辆任务信息，其中job
i
＝1时，表示第i个任务被仿真集卡执行；job
i
＝0时，表示第i个任务处未执行状态。
[0025]进一步的，在步骤U1中，所述仿真集卡序列数据信息veh为：veh＝{veh1,veh2,...veh
m
},
[0026]其中vehj＝1,表示第j个仿真集卡处于执行任务状态；vehj＝0，表示第j个仿真集卡处于空闲状态。
[0027]进一步的，在步骤U3中，所述路径规划算法包括：
[0028]U31.基于所述仿真集卡执行任务序列数据信息，提取仿真集卡路径关键点的数据信息；
[0029]U32.基于所述仿真集卡路径关键点的数据信息，采用蚁群算法进行单车路径规划，完成全局路径规划，预测路面所有仿真集卡未来的路径及方向；
[0030]U33.基于所述仿真集卡未来的路径及方向，建立拥堵预测模型，预测拥堵和运力瓶颈，进而将拥堵点和拥堵时间作为输入参数，优化调度模型和路径规划。
[0031]进一步的，在步骤U31中，所述提取仿真集卡路径关键点的数据信息为采用历史人工行驶轨迹数据预演算得出一条局部规划路线，在通过车辆控制进行路径跟随，结合场地车道和有人集卡行驶数据的运动特征，将场区细化分割成数十个局部场景路径轨迹数据子集合，对行驶数据轨迹子集进行三阶贝塞尔曲线拟合，从拟合路径曲线上提取路径关键点本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法，其特征在于，所述方法包括：U1.将港口TOC系统中的历史生产任务数据作为仿真样本数据，以所述仿真样本数据为基础，以仿真集卡为对象，输出任务序列数据信息和仿真集卡序列数据信息；U2.基于所述任务序列数据信息和所述仿真集卡序列数据信息，采用多目标遗传算法，以仿真集卡的运行时间和消耗代价最小作为目标，输出仿真集卡执行任务序列的数据信息；U3.基于所述仿真集卡执行任务序列的数据信息，根据路径规划算法，输出仿真集卡路径规划数据信息；U4.基于所述仿真集卡路径规划数据信息，以单箱运输为仿真工况，建立仿真集卡的评价指标模型，输出仿真集卡的综合评价指标数据信息。2.根据权利要求1所述的应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法，其特征在于，在步骤U4中，所述仿真集卡的评价指标模型包括：U41.基于所述仿真集卡路径规划数据信息，得到仿真集卡全局路径规划成功率D0、仿真集卡全局路径执行失败率D1、仿真集卡非交叉路口全局路径规划成功率D2和仿真集卡交叉路口全局路径规划成功率D3，其中P0为全局路径规划样本，M0为仿真集卡成功执行路径规划样本，L0为仿真集卡未成功执行的路径规划样本个数，N0为仿真集卡非交叉路口路径规划样本个数，J0为仿真集卡车辆成功执行的非交叉路口路径规划样本个数，S0为仿真集卡交叉路口处路径规划样本个数，T0为仿真集卡成功执行交叉路口处路径规划样本个数；U42.基于所述仿真集卡全局路径规划成功率D0、仿真集卡全局路径执行失败率D1、仿真集卡非交叉路口全局路径规划成功率D2和仿真集卡交叉路口全局路径规划成功率D3，建立综合指标函数D，D＝0.5
×
D0+0.3
×
D2+0.2
×
D3‑
D1；U43.基于所述综合指标函数D，输出仿真集卡的综合评价指标数据信息。3.根据权利要求2所述的应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法，其特征在于：当综合评价指标D大于或等于0.8时，代表仿真结束，对应仿真集卡多线路调度策略，满足实施要求。4.根据权利要求2所述的应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法，其特征在于：当综合评价指标D小于0.8时，表示的路径规划与调度算法，不满足实施要求，需要优化路径规划算法与调度策略。5.根据权利要求1所述的应用于港口无人集卡的路径调度仿真测试方法，其特征在于，在步骤U1中，所述任务序列数据信息job为：job＝{job1,job2,...,job
n
}，job
i
为单次车辆任务信息，其中job
i
＝1时，表示第i个任务被仿真集卡执行；...
【专利技术属性】
技术研发人员：张利，陈文，郭珣，丁名祥，邝勇，
申请(专利权)人：东风悦享科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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