1.研究背景及国内外的现状分析

1.1研究背景

由于世界贸易的发展，港口在进出口贸易中的作用越来越明显，集装箱码头吞吐量的日益增长，码头经营管理者为了提高装卸效率，纷纷开始提高集装箱码头的自动化水平，采用高度自动化集成的装卸和搬运作业设备，其中自动导引小车就是一种先进的自动化搬运设备。作为码头水平运输系统中自动搬运设备的自动导引小车(AGV)，面临着空载时间长、重载率低等问题，目前已成为集装箱码头调度研究的热点，如何通过合理地调度AGV来提高整个集装箱码头的作业效率，进行多AGV的任务分配一直是急需解决的问题。本文以集装箱码头的AGV的任务分配为研究对象，通过阅读相关的参考文献，回顾相关研究状况，分析了目前集装箱码头的道路布局及任务分配情况，重新对AGV的任务进行分配，减少时间空间的浪费，利用MATLAB软件进行模糊控制以及相关算法进行研究。

1.2国内外现状分析

由于集装箱码头吞吐量口益增长，提高集装箱码头竞争力迫在眉睫，自动化和半自动化采用的趋势显而易见，高度自动化集成的装卸和搬运作业设备将逐渐代替传统集装箱码头普遍采用的拖挂车设备，自动导引小车AGV就是一种比较先进的自动化搬运设备。邱跃龙通过分析自动化集装箱码头AGV运作的状况，提出了基于时间Petri网对AGV调度系统进行建模和性能分析，并且建立了AGV的路线运输模型^[1]。任亚东于基于Netlogo进行仿真模拟为AGV的调度研究提供了可行的研究方法，并验证了“作业面”调度模式的优越性^[2]。杨勇生等人基于改进的Dijkstra算法AGV路径规划研究，发现传统的Dijkstra算法不能满足转弯次数少、能源消耗少的要求^[3]。而很多人通常认为装卸桥是制约集装箱码头装卸效率的主要瓶颈，是决定集装箱码头吞吐能力的主要因素之一，于是曾庆成提出了减少装卸桥的等待时间提高效率的新观念^[4]。康志敏重点分析了模糊控制策略在交叉口AGV交通控制中的应用，提出了交叉口小车调度的模糊交通控制器的设计方法，此方法可以指导同一时刻进入交叉口处的AGV行驶的先后顺序，缓解交通拥挤和堵塞现象^[5]。刘维民基于时间窗对多AGV路径规划算法进行研究^[6]。冯海双研究了AGV调度理论，分析了静态调度和动态调度的优缺点^[7]。汪先超将算法的各自优点结合对多AGV系统的组合导航控制与调度方法研究^[8] 。

外国的专家和学者主要对自动化或半自动化集装箱码头的水平运输设备进行研究，研究重点主要集中在自动化码头AGV调度系统上，该系统十分利于调度算法的实施，国外的专家和学者从不同的角度研究分析了AGV的调度系统。QIU等研究和分析了自动化的集装箱码头的AGV调度问题，对所建立的模型利用启发式算法进行求解^[9]。Roisin Murray等人对集装箱码头配对/不配对协作策略下的智能自主车辆调度进行研究，在欧洲联盟资助的动态环境项目的智能交通框架下，设计了一种新型的智能和自主车辆(IAVs) ^[10]。Gabriel等人使用避免约束的自动化集装箱码头中AGV的轨迹规划：案例研究 ^[11]。Vis以AGV的分配数量最小化为目标，建立了带有时间窗约束的车辆动态调度模型，并进行求解^[12]。

综上所述，国内外专家和学者从集装箱码头的布局、车辆的调度、任务的调度、交通管理、路径的规划等几方面进行了研究，在AGV的调度问题上一直是研究的热点，也是一个比较复杂的综合的问题。经过分析，目前的AGV调度系统存在一些问题，例如多台AGV小车长距离平面运转时，容易交通拥挤，甚至容易引起车辆碰撞;AGV小车在运输集装箱的循环中出现“空驶”现象，不利于提高运输效率。集装箱码头的AGV调度问题。综上所述，在集装箱AGV调度系统的研究还有很长的路要走，只有不断优化调度系统，才能提高生产率，降低生产成本。

2.研究目的与意义

1.合理分配作业AGV的数量，提高AGV利用率，减少AGV的闲置。

AGV的利用率，港口的水平输送车辆的合理配置和调度一直是人们研究的重点，在配备AGV的集装箱码头上，AGV配置数量少会影响港口生产效率;数量多了又浪费资源，使AGV的利用率下降。而合理的调度可以提高港口效率和AGV的利用率，港口集装箱码头的AGV的调度问题涉及到多资源之间的协调，需要对资源进行分配，实现组合优化。