基于调度协调优化的一轨多车控制系统的制作方法

本发明涉及车辆控制，具体是基于调度协调优化的一轨多车控制系统。

背景技术：

1、一轨多车控制系统是指在同一轨道上，同时控制多辆车辆的系统，以提高运输效率和减少交通拥堵，一轨多车控制系统的实现需要高度可靠的技术和设备，以确保车辆的安全和可靠性，而现在，在仓储领域，子母车往往同时穿梭于一条轨道上，如何对其实现有效地调度和协调是一个急需解决的问题；

2、在现有技术中，对于子母车的轨迹规划往往只考虑轨道当前的使用情况，可当子母车驶达相应位置时，往往会出现与此前规划时不同的拥堵，导致货物配送的效率偏低，若能够及时的将可能出现拥堵轨道区间从轨迹规划中剔除，便能够大大缓解这一问题，针对现有技术的不足，本发明提供了基于调度协调优化的一轨多车控制系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于调度协调优化的一轨多车控制系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于调度协调优化的一轨多车控制系统，包括主控中心，所述主控中心通信连接有地图构建模块、车辆采集模块、轨迹显示模块、车辆通信模块、轨迹优化模块、返程控制模块；

3、所述地图构建模块用于利用gis技术构建仓库的可视化地图；

4、所述车辆采集模块用于对仓库的子母车的基本信息进行采集，并对其实时状态进行更新；

5、所述轨迹显示模块用于获得子母车的行驶轨迹，根据所获得的行驶轨迹对其后续的行驶位置进行预测，在所构建的可视化地图上对所预测的行驶位置进行显示；

6、所述车辆通信模块用于对行驶轨道进行划分以获得若干个轨道区间，在驶入同一轨道区间内的子母车之间建立通信连接，对相邻子母车的行驶间距进行监测并对其行驶速度进行调节；

7、所述轨迹优化模块用于获得子母车后续的行驶位置所处于的轨道区间的拥堵量和通行率，根据所获得的拥堵量和通行率获得轨道区间的行驶系数，根据所获得的行驶系数对子母车后续的行驶轨迹进行优化；

8、所述返程控制模块用于根据所获得的行驶系数获得低利用轨道区间，获得返程的子母车并控制其通过低利用轨道区间进行返程。

9、进一步的，所述地图构建模块利用gis技术构建仓库的可视化地图的过程包括：

10、对构建仓库的可视化地图所必需的各项数据进行采集，包括但不限于仓库布局数据、货架布局数据以及设备分布数据；

11、利用gis技术根据所采集的各项数据构建仓库的可视化地图，相关人员通过移动终端对所构建的可视化地图进行查看，此时所构建的可视化地图仅包括所采集的各项数据，不包括仓库的其他数据。

12、进一步的，所述车辆采集模块对仓库的子母车的基本信息进行采集，并对其实时状态进行更新的过程包括：

13、对子母车的基本信息进行采集，所述子母车分为子车和母车，其基本信息包括载荷能力、行驶速度、实时位置；

14、获得子母车的实时状态，若其处于使用中，则将其标记为使用状态，若其处于空闲中，则将其标记为空闲状态，将所获得的实时状态上传至可视化地图进行同步。

15、进一步的，所述轨迹显示模块获得子母车的行驶轨迹，根据所获得的行驶轨迹对其后续的行驶位置进行预测，在所构建的可视化地图上对所预测的行驶位置进行显示的过程包括：

16、获得子母车的当前位置和目标位置，采用现有技术在子母车的当前位置和目标位置之间构建一条初始的行驶轨迹，控制子母车按照所构建的行驶轨迹进行行驶，对子母车的行驶速度进行监测以获得相应的实时速度，根据子母车的当前位置和行驶轨迹，结合所监测的实时速度对子母车后续的行驶位置进行预测；

17、根据所预测的所有行驶位置获得子母车的行驶位置集，在所构建的可视化地图中，对子母车的行驶位置集进行可视化显示，相关人员通过点击子母车，可对其当前位置以及不同时间段的行驶位置进行查看。

18、进一步的，所述车辆通信模块对行驶轨道进行划分以获得若干个轨道区间，在驶入同一轨道区间内的子母车之间建立通信连接，对相邻子母车的行驶间距进行监测并对其行驶速度进行调节的过程包括：

19、在所构建的可视化地图中，获得仓库的行驶轨道的所有可转向路口，将所获得的可转向路口作为对于行驶轨道的划分节点，进而将仓库的行驶轨道划分为若干个轨道区间，相邻的两个划分节点之间的行驶轨道即为一个轨道区间；

20、对当前正处于该轨道区间上的所有子母车数量进行统计，在所获得的各个子母车之间建立通信连接以获得该轨道区间上的子母车群，对相邻子母车之间的行驶间距进行监测，并将所监测的行驶距离实时同步至具有通信连接的子母车群内，设置安全间距，将所获得的行驶间距与安全间距进行比较，根据比较结果判断相邻子母车之间是否间距异常，若行驶间距大于安全间距，则判断间距正常，若行驶间距小于等于安全间距，则判断间距异常；

21、获得间距异常的行驶间距所对应的相邻子母车，对其中的前车速度进行提高，对其中的后车速度进行降低，在两者之间的间距恢复正常后，将两者的速度恢复至原本速度，当前车驶出该轨道区间时，断开其通信连接，并将其连接至后续轨道区间的子母车群。

22、进一步的，所述轨迹优化模块获得子母车后续的行驶位置所处于的轨道区间的拥堵量和通行率的过程包括：

23、设置优化周期，当达到一个优化周期时，获得该轨道区间当前所具有的行驶位置所对应的子母车数量，并将其标记为拥堵量；

24、以一个优化周期为时间节点，获得在这一时刻轨道区间的所预测的子母车数量，即拥堵量，同时获得该轨道区间在上一优化周期内实际所通行的子母车次数，以及所有轨道区间在上一优化周期内实际所通行的子母车总数，获得单一轨道区间的子母车次数与所有轨道区间的子母车总数之间的比值，并将其作为该轨道区间的通行率。

25、进一步的，所述轨迹优化模块根据所获得的拥堵量和通行率获得轨道区间的行驶系数，根据所获得的行驶系数对子母车后续的行驶轨迹进行优化的过程包括：

26、获得该轨道区间在当前优化周期内的拥堵量和通行率，采取同样的方法获得该轨道区间在最近若干个个优化周期内的拥堵量和通行率，以此为基础获得该轨道区间在当前优化周期内的行驶系数；

27、采取同样的方法获得该轨道区间在最近若干个个优化周期内的行驶系数，并将所获得的多个行驶系数的均值作为行驶标准，将当前优化周期内的行驶系数与行驶标准进行比较，若行驶系数小于等于行驶标准，则将其标记为可通行状态，若行驶系数大于行驶标准，则将其标记为不可通行状态，在这一优化周期内，对后续子母车的行驶轨迹进行规划时，仅规划可通行状态，不将不可通行状态的轨道区间纳入规划，直至轨道区间重新恢复为可通行状态。

28、进一步的，所述返程控制模块根据所获得的行驶系数获得低利用轨道区间，获得返程的子母车并控制其通过低利用轨道区间进行返程的过程包括：

29、对所有轨道区间进行编号，获得所有轨道区间在当前优化周期内的行驶系数，根据所获得的行驶系数获得其相应的变化度；

30、设置变化阈值，将所获得的变化度与变化阈值进行比较，根据比较结果获得低利用轨道区间，获得所有返程子母车，所述返程是指子母车已完成配送任务，回到出发点等待下次任务的过程，在对返程子母车的行驶轨迹进行规划的过程中，将其优先分配至低利用轨道区间进行返程。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、1、本发明通过对子母车的行驶位置进行预测，能够获得其在后续时间段所处于的轨道区间，进而获得各个轨道区间的拥堵量，结合各个轨道区间的通行率，能够获得其相应的行驶系数，根据所获得的行驶系数对后续子母车的行驶轨迹进行优化，有助于后续子母车及时地避开拥堵轨道，节省货物配送的总体时间；

33、2、本发明通过在同时处于一条轨道区间的子母车之间建立通信连接以获得相应的子母车群，并将相邻子母车的行驶间距实时上传至子母车群进行同步，通过对其行驶速度进行调节以实现相邻子母车之间的间距控制，能够有效地减少碰撞的情况发生；

34、3、本发明通过获得所有轨道区间的行驶系数，进而获得低利用轨道区间，将所有返程的子母车尽量安排至低利用轨道区间进行返程，能够降低返程子母车对其他子母车的影响，提高货物配送的效率。