炼钢连铸车间物流仿真系统中多吊车的冲突处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种炼钢连铸车间物流仿真系统中多吊车的冲突处理方法，该方法包含以下内容：结合工艺要求对吊车的任务或作业区域进行划分的方法；插入先占任务，让吊车反方向避让的冲突处理函数；吊车任务序列的优先级和先占值的设定方法；对多台吊车所在的跨进行分区的冲突处理方法；利用网络节点进行冲突控制的方法。本发明专利技术与现有技术相比，能对物流仿真系统中布置在同一跨内的多台吊车的冲突问题进行有效的干预和处理，为仿真时钟的正确推进提供前提条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仿真方法，尤其涉及炼钢连铸车间物流仿真系统中多吊车的冲突处理 方法。
技术介绍
在钢铁、化工和建筑等大型结构物件制造加工行业快速发展的今天，吊车作为具 备较高机动性的起吊搬运机械，被广泛应用于相关行业的车间、港口和工地等地，并发挥着 越来越重要的作用。在炼钢连铸车间内，为了满足繁忙的物流需求，甚至将多台吊车布置在同一跨内， 并且这种布置是普遍存在的现象。由此引起了布置在同一跨内的多吊车的冲突问题。在实 际生产过程中，多吊车的冲突问题一般通过人工方式进行干预和处理。但在应用仿真方法 研究炼钢连铸车间物流问题，分析其物流瓶颈和关键路径，并辅以对生产调度策略进行分 析和综合的物流仿真系统中，却无法通过人工的方式处理多吊车的冲突问题，必须预先设 计合理周全的避撞策略，然后让吊车按照既定的策略运行。然而，由于该问题本身的复杂程 度和人们对它的认知深度等原因，至今还没有一套完善、系统的方法可用于解决炼钢连铸 车间物流仿真系统中多吊车的冲突。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是以物流仿真系统中的多吊车冲突问题为研究对 象，结合炼钢连铸车间的工艺要求，提出了一种有效的多吊车冲突问题的解决方法。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案本专利技术提供的，其包含以下要点。(1)对吊车的任务或作业区域进行划分结合炼钢连铸车间的工艺要求，对不同吊车的作业区域进行限定，或者为不同吊车指 派不同类型的起吊搬运任务；(2)插入先占任务，让吊车反方向避让的冲突处理函数冲突处理函数的基本思路是两台可能发生冲突的吊车都不断地判断是否需要抢占当 前激活的任务序列，冲突发生时，其中必定有一台吊车激活的任务被先占，即吊车停止执行 当前激活的任务序列，转而执行任务序列队列中新插入的一个先占任务序列，让吊车向与 其冲突的吊车的反方向避让，移开一定的安全距离并随后等待一段给定的时间；(3)吊车任务序列的优先级和先占值的设定其方法是在对象实体仿真运行时，与一个连续工艺处理过程对应的多个任务序列， 其优先级随着处理过程的推进而递增；与某些不允许中断的过程对应的任务序列不能被抢 占，却可以抢占其他的任务序列；(4)对多台吊车所在的跨进行分区的冲突处理其方法是将布置有多台吊车的同一跨在X轴方向上细分为多个区，分区数量不限，一 台吊车进入其中一个分区之前先判断该区中是否有吊车或者将有吊车先于其进入该区，是 则等待，否则进入；(5)利用网络节点进行冲突控制其方法是利用网络节点进行冲突控制的方法是用网络路径限定可能发生冲突的吊车 的行进路线，然后在路径上布置网络节点，并为网络节点设置X轴正向和X轴反向两个相反 的方向，通过网络节点的适时关闭/打开来控制吊车的运行，并由此避免冲突的发生。本专利技术与现有技术相比，具有以下的主要有益效果其一.从实施效果来看，设计的方法能对物流仿真系统中布置在同一跨内的多台吊车 冲突问题进行有效的干预和处理，不仅避免了吊车在作业半径内与其他的吊车碰撞，还消 除了吊车之间的互相“穿越”现象；其二 .冲突处理方法中包含的要点(子方法)分别从引起吊车冲突的根源入手，应用不 同的机理解决由不同原因引起的冲突问题，有较强的针对性，也便于不同子方法之间的组 合使用和协同发挥作用；其三.不仅能处理布置在同一跨内的两台吊车的冲突问题，而且对同一跨内的三台和 三台以上的吊车冲突问题依然凑效；其四.子方法中的冲突处理函数及吊车任务序列的优先级和先占值的设定方法与吊 车执行的任务序列队列联系紧密，并借鉴中断和按优先级排队等基本原理实现，既直观易 理解，又方便对冲突发生时吊车执行的多个任务序列进行跟踪和追溯。附图说明图1是吊车的冲突处理函数的逻辑流程图。图2是对多台吊车所在的跨进行分区示意图。图3是吊车进入下一分区之前的逻辑处理流程图。图4是利用网络节点进行冲突控制的示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术具体实施过程涉及下述几个方面在炼钢连铸车间内，多台吊车布置在同一跨中是普遍存在的现象。为避免或消除位于 同一跨中的多台吊车之间的冲突，需要设计合理的的避撞策略。本专利技术中的冲突处理方法 具体包括五部分内容，分别是吊车的任务或作业区域的划分方法，冲突处理函数，吊车任 务序列的优先级和先占值的设定方法，对多台吊车所在的跨进行分区的方法以及利用网络 节点进行冲突控制的方法。一、结合工艺要求对吊车的任务或作业区域进行划分为了使多吊车冲突问题适度简化，构思了两种方法其一是给同一跨内的不同吊车划 分不同的作业区域，即限定每台吊车在固定的区域内活动，这种方法与炼钢连铸车间的实 际不符；其二是给不同的吊车指派不同的任务，而不限定其作业区域。在炼钢连铸工程物流 仿真方法的实现过程中，应用了后者，但由于炼钢连铸车间的特殊性，并不能严格地限定不5同的吊车所执行的任务，这时再辅以其它的方法来解决。以某一实际的炼钢连铸工程为例，吊车的任务划分情况如表1所示。加料跨一中 有两台500吨(t)吊车Cranel、Crane2和一台110吨(t)吊车Cranel2，根据对吊车的任 务进行划分的思路，Cranel主要完成从铁水线运送铁水罐至脱硫站的任务，而Crane2则完 成将铁水罐从脱硫站送至(脱磷)转炉，以及将铁水空罐返回的任务。Craned由于最大起 吊重量的限制，仅仅用于加废钢料槽的运送任务。其他各跨中的任务分配情况基本类似，不 再赘述。二、插入先占任务，让吊车反方向避让的冲突处理函数冲突处理函数的基本思路是两台可能发生冲突的吊车都不断地判断是否需要抢占当 前激活的任务序列，冲突发生时，其中必定有一台吊车激活的任务被先占，即吊车停止执行 当前激活的任务序列，转而执行任务序列队列中新插入的一个先占任务序列，让吊车向与 其冲突的吊车的反方向避让，移开一定的安全距离并随后等待一段给定的时间。函数伪代码如下吊车本身和要避让的吊车对象声明； 定义吊车实体的优先级相关标签； 定义检测到冲突后，要避让的吊车移开的距离； 定义要避让的吊车在移开一定距离后等待的时间； 定义坐标轴X/Y/Z方向上的移开距离数组；switch (坐标 X/Y/Z) {case X:if (要冲突的其他吊车在本吊车的X轴正向) 移开距离取反后赋值给移开距离数组的第一个元素； else移开距离直接后赋值给移开距离数组的第一个元素； break; case Y:由于主要考虑吊车在X方向的冲突问题，而在Υ/ζ方向的冲突暂不考虑，故移开距离数 组的第二个元素直接赋0 ； Break ； case Ζ:由于主要考虑吊车在X方向的冲突问题，而在Υ/ζ方向的冲突暂不考虑，故移开距离数 组的第三个元素也直接赋0 ； Break ；ι吊车本身和要避让的吊车对象活动的任务序列对象声明； //两台吊车都会判断是否需要抢占当前激活的任务序列， //并且有一台吊车激活的任务序列会被先占； Il下面就是自己激活的任务序列被先占的判断逻辑； if((1.如果当前激活的任务序列为空，即什么都没做，当然要被先占；)I (2.或者自己正在执行避开冲突的任务，并且避开的对象就是对方；)I (3.另一台吊车正在执行非避开冲突的任务，并且其任务序列的优先级较高，所以我 也被抢占；)){设置任务序列的先占值类型，任本文档来自技高网...

【技术保护点】
炼钢连铸车间物流仿真系统中多吊车的冲突处理方法，其特征在于该方法包含以下要点：（１）对吊车的任务或作业区域进行划分：结合炼钢连铸车间的工艺要求，对不同吊车的作业区域进行限定，或者为不同吊车指派不同类型的起吊搬运任务；（２）插入先占任务，让吊车反方向避让的冲突处理函数：冲突处理函数的基本思路是：两台可能发生冲突的吊车都不断地判断是否需要抢占当前激活的任务序列，冲突发生时，其中必定有一台吊车激活的任务被先占，即吊车停止执行当前激活的任务序列，转而执行任务序列队列中新插入的一个先占任务序列，让吊车向与其冲突的吊车的反方向避让，移开一定的安全距离并随后等待一段给定的时间；（３）吊车任务序列的优先级和先占值的设定：其方法是：在对象实体仿真运行时，与一个连续工艺处理过程对应的多个任务序列，其优先级随着处理过程的推进而递增；与某些不允许中断的过程对应的任务序列不能被抢占，却可以抢占其他的任务序列；（４）对多台吊车所在的跨进行分区的冲突处理：其方法是：将布置有多台吊车的同一跨在Ｘ轴方向上细分为多个区，分区数量不限，一台吊车进入其中一个分区之前先判断该区中是否有吊车或者将有吊车先于其进入该区，是则等待，否则进入；（５）利用网络节点进行冲突控制：其方法是：利用网络节点进行冲突控制的方法是用网络路径限定可能发生冲突的吊车的行进路线，然后在路径上布置网络节点，并为网络节点设置Ｘ轴正向和Ｘ轴反向两个相反的方向，通过网络节点的适时关闭／打开来控制吊车的运行，并由此避免冲突的发生。...

【技术特征摘要】
炼钢连铸车间物流仿真系统中多吊车的冲突处理方法，其特征在于该方法包含以下要点(1)对吊车的任务或作业区域进行划分结合炼钢连铸车间的工艺要求，对不同吊车的作业区域进行限定，或者为不同吊车指派不同类型的起吊搬运任务；(2)插入先占任务，让吊车反方向避让的冲突处理函数冲突处理函数的基本思路是两台可能发生冲突的吊车都不断地判断是否需要抢占当前激活的任务序列，冲突发生时，其中必定有一台吊车激活的任务被先占，即吊车停止执行当前激活的任务序列，转而执行任务序列队列中新插入的一个先占任务序列，让吊车向与其冲突的吊车的反方向避让，移开一定的安全距离并随后等待一段给定的时间；(3)吊车任务序列的优先级和先占值的设定其方法是在对象实体仿真运行时，与一个连续工艺处理过程对应的多个任务序列，其优先级随着处理过程的推进而递增；与某些不允许中断的过程对应的任务序列不能被抢占，却可以抢占其他的任务序列；(4)对多台吊车所在的跨进行分区的冲突处理其方法是将布置有多台吊车的同一跨在X轴方向上细分为多个区，分区数量不限，一台吊车进入其中一个分区之前先判断该区中是否有吊车或者将有吊车先于其进入该区，是则等待，否则进入；(5)利用网络节点进行冲突控制其方法是利用网络节点进行冲突控制的方法是用网络路径限定可能发生冲突的吊车的行进路线，然后在路径上布置网络节点，并为网络节点设置X轴正向和X轴反向两个相反的方向，通过网络节点的适时关闭/打开来控制吊车的运行，并由此避免冲突的发生。2.根据权利要求1所述的冲突处理方法，其特征在于要点(2)中所述的冲突处理函数， 其逻辑流程包含下列步骤步骤1 吊车冲突处理的逻辑流程开始；步骤2 对吊车和要避让的吊车对象进行声明，并定义优先级标签；步骤3 定义检测到冲突后要移开的距离、移开距离数组和等待时间等参数，并对移开 距离数组元素赋值；步骤4 对吊车和要避让的吊车对象活动的任务序列对象进行声明；步骤5 判断吊车当前激活的任务序列是否为空？若为是，则转步骤8 ；否则继续下面 的步骤6 ；步骤6 判断吊车是否正在执行避开冲突的任务，并且避开的对象就是对方？若为是， 也转步骤8，否则继续下面的步骤7 ；步骤7 判断要避让的吊车是否正在执行高优先级的非避开冲突的任务？若为是，则 继续下面的步骤8 ；否则转步骤11 ；步骤8 设置吊车的任务序列的先占值；步骤9 再次判断吊车是否正...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾亮，陈建辉，叶理德，邵远敬，沈静娟，杜斌，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]