基于改进遗传算法的AGVS单双向混合路径规划.pdf

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1、2015年6月机械设计与制造工程Jun．2015第44卷第6期MachineDesignandManufacturingEngineeringV0】．44NO．6DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．06．006基于改进遗传算法的AGVS单双向混合路径规划王江华，楼佩煌，钱晓明(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：针对自动导引车系统路径规划问题，首先提出了一种新的路径网络模型，即单双向混合路径网络布局。然后在仔细分析该种路径布局的特征和优势的基础上，使用改

2、进的遗传算法实现其路径网络的规划，并详细描述了算法步骤。最后，通过对两个自动搬运系统进行路径规划、系统建模、系统仿真和对比分析，验证了单双向混合路径网络布局的优越性和可行性。关键词：自动导引车系统；单双向混合路径网络；单向路径网络；遗传算法中图分类号：TP128文献标志码：A文章编号：2095—509XI2015)06—0020—07多台自动导引车(AutomatedGuidedVehicle，1单双向混合路径网络的结构和交通管理AGV)在控制系统的统一指挥下，组成的柔性化的1．1路径结构自动搬运系统称

3、为自动导引车系统(Automated本文借用文献[9]所运用的路径模型来阐述GuidedVehicleSystem，AGVS)。AGVS路径设计问本文中单双向混合路径网络的结构特点。图1(a)题是AGVS设计首先需要考虑的问题，其布局极大为该案例的无向路径网络，其有6个工作单元，每地影响系统的性能。常用的路径布局包括单向路个工作单元配置一对装／卸站点。节点{2，4，9，径网络布局、双向路径网络布局、单循环路径布局11，12，14，19，20}表示路径交叉点。本文假设所有和基于串联配置的路径布局等¨J，其

4、中基于单向的装／卸站点都设置在路径段上，即不存在既表示路径网络布局的AGVS由于控制简单可靠得到了装／卸站点又表示路径交叉点的节点。在该假设普遍应用。单向路径网络的设计问题首先由Gas．下，将每个度为2的节点所连接的两条路径合并为kins等运用0一l整数规划方法来处理，之后分一条合成路径。合并之后，各路径段的两端节点都支定界法L3J、启发式算法J、禁忌搜索算法]、遗将是路径交叉点，如边{(2，9)，(9，19)，(9，11)}。传算法等也被逐渐应用于单向路径网络的规图1(b)和图1(C)分别表示了图1(

5、a)中无向路径划，然而由于单向路径网络中每条路径只允许网络所对应的单向路径网络和单双向混合路径网AGV单向运行，增加了AGV的绕行距离，降低了络。经对比可以发现，该例中的单向路径网络和单系统效率。基于双向路径网络布局的AGVS中每双向混合路径网络除了各路径段所允许的AGV的条路径都允许AGV双向行驶，大大减少了AGV的运行方向不同之外，其他均相同，这就意味着将已运行距离，因此双向路径网络在冲突和死锁很少发存在的单向路径网络改造成单双向混合路径网络生且AGV数量较少的AGVS中可以发挥其优势。只需要重新设

6、计路径方向，这个通过计算机就可以双向路径网络规划的难点在于死锁和冲突的解决，完成，不需要其他的改造费用。在图1(C)的路径即规划一条从起始点到目标点的无死锁无冲突路网络中，路径段{(2，4)，(9，11)，(14，20)}是双向径。为了实现该目标，学者们提出了时间窗J、pe．路径，同时所有路径交叉点最多只有一条双向路径tri网等复杂的路径规划算法，同时也验证了此与之相连，这就是本文中单双向混合路径网络的最类算法对控制系统和硬件的高要求以及对AGVS大特点，该特点使系统只需要采用简单的交通管理规模的限制，

7、因此双向路径网络在实际生产系统中算法就可以实现系统无死锁运行。未能广泛应用。为此，本文将双向路径的优势引入1．2交通管理单向路径网络中，设计了单双向混合路径网络。单向AGVS中会发生节点冲突和循环死锁，双收稿日期：2015-03—20基金项目：国家自然科学基金资助项目(61105114)作者简介：王江华(1989一)，女，江苏丹阳人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为计算机集成及柔性制造。-20·2015年第6期王江华：基于改进遗传算法的AGVS单双向混合路径规划厂_]厂．、厂_]厂、某双向路径

8、时，需先询问该路径中与该AGV运行，LL亍JP21方向相反的标志位的值，若大于0，则表示该路径L_(．‘l‘lI上至少有一台与该AGV运行方向相反的AGV占3l““，“用了该路径，此时AGV停车等待，上直一到与该。AGVI21—2ll2运行方向相反的标志位的值等于0。当该AGV被了2_——L—卜允许进入某双向路径时，该双向路径中代表AGVll2Il的运行方向的标志位加1；离开该路径时，该路径ll1中代表AGV的运行方向的标志位减1。—一一一