本发明专利技术提供一种分层垃圾吊组作业调度系统及方法，解决垃圾调度时因未根据垃圾吊作业路线和时长的分析结果进行垃圾吊作业调度从而导致垃圾吊作业效率低问题。方法包括：对垃圾库料堆进行激光，建立料堆三维模型；结合垃圾吊组的位置信息、垃圾库料堆网格数据以及抓斗轮廓点坐标数据，分析出最佳抓料点；分别计算出垃圾吊间在跨越和非跨越情况下的堆料、倒料以及投料的时长；比较分析时长决策新任务的执行机构。系统包括：激光扫描装置、定位编码器、垃圾吊自动控制装置等，激光扫描装置实时获取垃圾库内轮廓数据，定位编码器帮助建立垃圾库内三维模型，垃圾吊自动控制装置接收指令进行不同层垃圾吊的协调控制，具有安全性强、工作效率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及垃圾调度处理，尤其涉及一种分层垃圾吊组作业调度系统及方法。
技术介绍
1、垃圾焚烧处理具有减量化、资源化、无害化、可处理垃圾种类丰富、占地面积小等优点，已成为国内城市生活垃圾最主要处理方式。部分较大型垃圾焚烧电厂一般配置2-3台垃圾吊组，用于垃圾库内垃圾的堆料、倒料、投料等搬运工作。根据特定时间段垃圾处理的繁忙程度进行吊组分配，早晨一般为垃圾清运繁忙时间，通常需要至少2台垃圾吊组同时进行搬运作业。当垃圾吊组分层安装的情况下，可实现上下层垃圾吊跨越作业的情形。但目前垃圾吊在手动就地操作时，各垃圾吊组容易产生不必要的碰撞，为避免垃圾吊间的不安全因素，分层垃圾吊组进行平行分区作业，不分配上层垃圾吊跨越下层垃圾吊作业的工作状态，影响了垃圾吊投用率和垃圾库作业效率。
2、在中国专利文献上公开了“一种垃圾发电厂实时调度控制方法”，其公开号为cn116777169a，提供了一种垃圾发电厂实时调度控制方法，通过按照预设的处理频率采集垃圾池的空间数据，并针对待处理事项的存在与否进行相应处理。当待处理事项存在时，对其进行统计并生成或更新待处理任务表，根据当前处于空闲状态的垃圾吊的数量，对待处理任务表中的待处理事项进行垃圾车分配，等下一次采集的新的空间数据若仍存在待处理事项，则再结合前一次的任务处理结果得到新的待处理任务表，再重复上述操作进行垃圾吊的任务分配及处理，以此可以及时且准确地保证各垃圾吊的有效运营，但该方法并未实时分析垃圾吊作业路线和时长，并提供不同垃圾吊作业的调度路线，故垃圾吊投用率和垃圾库作业效率仍有待提高。</p>
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决目前垃圾调度作业过程中因未根据垃圾吊作业路线和时长的实时分析结果提供不同垃圾吊作业的调度路线，从而影响垃圾吊的投用率和垃圾库作业效率等问题。
2、以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种分层垃圾吊组作业调度方法，包括：s1、根据垃圾库激光扫描装置对垃圾库料堆的扫描结果，建立垃圾库料堆的三维模型；
3、s2、结合垃圾吊组的位置信息、垃圾库料堆网格数据以及抓斗轮廓点坐标数据，在抓斗安全作业状态下分析出最佳抓料点；
4、s3、根据上层垃圾吊和下层垃圾吊的作业状态分别计算出垃圾吊间在跨越和非跨越情况下的堆料、倒料以及投料的时长；
5、s4、分析比较不同层垃圾吊完成下一个新任务所需时长，选择作业时长最小的垃圾吊作为下一个作业任务的执行者。
6、通过布置于垃圾库四周的激光扫描装置实时获取垃圾库内的轮廓数据，利用三维模型分析方法建立垃圾库内三维模型，分析垃圾吊堆料、倒料、投料作业任务时长，比较完成下发新任务的总时间，从而分配决策执行当前任务的垃圾吊，并将指令发送至相应垃圾吊自动控制装置。在接受输入一组任务后，分层垃圾吊组作业调度系统自动完成决策，减少人为干预。经过合理作业分配的不同层垃圾吊相互协调作业，在保证不同类型的垃圾安全运送的前提下，减少垃圾吊组的作业时长，提高垃圾吊组作业效率。
7、作为优选，在步骤s3中，计算出垃圾吊间在跨越和非跨越情况下的堆料、倒料以及投料的时长包括：无跨越抓料过程时长计算；无跨越松料过程时长计算；上层垃圾吊跨越抓料过程时长计算；上层垃圾吊跨越松料过程时长计算；下层垃圾吊跨越抓料过程时长计算；下层垃圾吊跨越松料过程时长计算。由上述6个子过程的计算组合，可分别计算出上、下层垃圾吊在跨越和非跨越两种情形下的堆料、倒料、投料的时长，便于在接受新任务后计算分析垃圾调度的分配过程。
8、作为优选，在步骤s4中，新任务处理的垃圾类型为堆料、倒料、投料中的一种，新任务内容包括确定源目标点的三维数据与目的目标点的三维数据，新任务的数量为1个或2个。垃圾吊在垃圾库内的主要3种作业为堆料、倒料、投料，将垃圾料堆用抓斗从源目标搬运到目的目标。堆料作业的源目标为卸料区垃圾，目的目标为垃圾库内堆料区；倒料作业的源目标为堆料区或发酵区垃圾，目的目标为垃圾库内不同地点的堆料区或发酵区；投料的源目标为投料区垃圾，目的目标为垃圾入炉的投料口。
9、作为优选，新任务的数量为2个时，新任务分为第一任务与第二任务；分别计算上层垃圾吊执行第一任务、下层垃圾吊执行第二任务的必要时长，记二者之和为第一方案必要时长；再分别计算上层垃圾吊执行第二任务、下层垃圾吊执行第一任务的必要时长，记二者之和为第二方案必要时长；计算不同层垃圾吊正在执行任务的时长之和；第一方案必要时长、第二方案必要时长分别加上不同层垃圾吊正在执行任务的时长之和，比较选择最小值对应的方案作为后续任务的优先决策。接受新的调度任务后，预先分析垃圾吊堆料、倒料、投料作业任务时长，决策执行当前任务的垃圾吊，并将指令发送至相应垃圾吊自动控制装置执行处理任务。
10、作为优选，新任务的数量为1个时，根据当前不同层垃圾吊的工作参数，分别计算上层垃圾吊、下层垃圾吊完成新任务的必要时长，再将必要时长分别加上对应上层垃圾吊、下层垃圾吊正在执行任务的时长分别得到不同层垃圾吊的处理总时长，比较不同层垃圾吊的处理总时长，安排最小值对应的垃圾吊执行新任务。
11、作为优选，在步骤s3中，上层垃圾吊和下层垃圾吊的作业状态包括抓料子过程和松料子过程，抓料子过程和松料子过程是前后连续的子过程，松料子过程的初始垃圾吊位置为紧前抓料子过程的最终位置。
12、作为优选，在步骤s1中，建立垃圾库料堆的三维模型包括：根据激光扫描装置实时获取场地点云数据；建立场地坐标系，对各扫描仪点云进行拼接；对点云表面进行网格划分，计算网格点高程，获取地理坐标；根据大车、小车和抓斗定位编码器，获取抓斗位置，从场地点云数据中分离获得抓斗点云数据；获取抓斗边缘点云，分离出左右轮廓。
13、本专利技术还提供一种与上述方法相适配的分层垃圾吊组作业调度系统，包括：垃圾吊组调度控制模块，包括垃圾吊组调度系统服务器和垃圾吊自动控制装置，垃圾吊自动控制装置布置于垃圾吊就地，垃圾吊自动控制装置通过以太网将与垃圾吊组调度系统服务器连接；垃圾库激光扫描模块，设置有若干组激光扫描装置，各组激光扫描装置设置在垃圾库空间上方，各组激光扫描装置通过以太网与垃圾吊组调度系统服务器连接；垃圾吊组位置采集模块，设置有与垃圾吊大车、小车以及抓斗所对应的定位编码器，各定位编码器通过现场总线与垃圾吊自动控制装置连接；垃圾库激光扫描模块、垃圾吊组位置采集模块分别与垃圾吊组调度控制模块连接。
14、激光扫描装置的扫描范围覆盖整个垃圾库内部，激光扫描获得的实时数据通过以太网连接实时发送至垃圾吊组调度系统服务器；
15、垃圾吊自动控制装置布置于垃圾吊就地，用于采集垃圾吊大车、小车、抓斗定位数据，并通过以太网线将数据发送至垃圾吊组调度系统服务器，同时接收垃圾吊组调度系统服务器的调度指令，控制对应的垃圾吊机构执行指令动作。
16、垃圾吊大车、小车、抓斗的定位编码器负责实时检测垃圾吊大车、小车、抓斗的位置，并通过现场总线发送至垃圾吊自动控制装置。
17、本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，在步骤S3中，所述计算出垃圾吊间在跨越和非跨越情况下的堆料和倒料以及投料的时长包括以下子过程计算：无跨越抓料过程时长计算；无跨越松料过程时长计算；上层垃圾吊跨越抓料过程时长计算；上层垃圾吊跨越松料过程时长计算；下层垃圾吊跨越抓料过程时长计算；下层垃圾吊跨越松料过程时长计算；通过若干个子过程计算的组合分别计算出不同层垃圾吊在跨越和非跨越情况下的堆料和倒料以及投料的时长。
3.根据权利要求1所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，在步骤S4中，所述下一个新任务的处理垃圾类型为堆料和倒料和投料中的一种，下一个新任务的内容包括确定源目标点的三维数据与目的目标点的三维数据，下一个新任务的数量为若干个。
4.根据权利要求3所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，当所述下一个新任务的数量为双个时，新任务分为第一任务与第二任务；分别计算上层垃圾吊执行第一任务和下层垃圾吊执行第二任务的必要时长，记二者之和为第一方案必要时长；再分别计算上层垃圾吊执行第二任务和下层垃圾吊执行第一任务的必要时长，记二者之和为第二方案必要时长；计算不同层垃圾吊正在执行任务的时长之和；第一方案必要时长和第二方案必要时长分别加上不同层垃圾吊正在执行任务的时长之和，比较选择最小值对应的方案作为后续任务的优先决策。
5.根据权利要求3或4所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，当所述下一个新任务的数量为单个时，根据当前不同层垃圾吊的工作参数，分别计算上层垃圾吊和下层垃圾吊完成新任务的必要时长，再将必要时长分别加上对应上层垃圾吊和下层垃圾吊正在执行任务的时长分别得到不同层垃圾吊的处理总时长 ，比较不同层垃圾吊的处理总时长，安排最小值对应的垃圾吊执行新任务。
6.根据权利要求1所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，在步骤S3中，所述上层垃圾吊和下层垃圾吊的作业状态包括抓料子过程和松料子过程，抓料子过程和松料子过程是前后连续的子过程，松料子过程的初始垃圾吊位置为紧前抓料子过程的最终位置。
7.根据权利要求1或2所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，在步骤S1中，所述建立垃圾库料堆的三维模型包括：
8.一种分层垃圾吊组作业调度系统，采用权利要求1-7任一项中的方法，其特征在于，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，在步骤s3中，所述计算出垃圾吊间在跨越和非跨越情况下的堆料和倒料以及投料的时长包括以下子过程计算：无跨越抓料过程时长计算；无跨越松料过程时长计算；上层垃圾吊跨越抓料过程时长计算；上层垃圾吊跨越松料过程时长计算；下层垃圾吊跨越抓料过程时长计算；下层垃圾吊跨越松料过程时长计算；通过若干个子过程计算的组合分别计算出不同层垃圾吊在跨越和非跨越情况下的堆料和倒料以及投料的时长。
3.根据权利要求1所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，在步骤s4中，所述下一个新任务的处理垃圾类型为堆料和倒料和投料中的一种，下一个新任务的内容包括确定源目标点的三维数据与目的目标点的三维数据，下一个新任务的数量为若干个。
4.根据权利要求3所述的一种分层垃圾吊组作业调度方法，其特征在于，当所述下一个新任务的数量为双个时，新任务分为第一任务与第二任务；分别计算上层垃圾吊执行第一任务和下层垃圾吊执行第二任务的必要时长，记二者之和为第一方案必要时长；再分别计算上层垃圾吊执行第二任务和下层垃圾吊执行第一任务的必要时...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜仁伟，江学文，孙治新，刘珍献，高鑫，李楠，刘明，姜鹏涛，吴仕虎，钮家瑞，
申请(专利权)人：贵阳中电环保发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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