本發明涉及有軌轉運車控制，具體而言，涉及一種用于有軌轉運車的智能轉運控制系統及方法。

背景技術：

1、有軌轉運車是一種在專用軌道上運行的自動化運輸設備，通常用于工業、倉儲物流、礦業等場景中的物料或貨物的自動化轉運，它的設計借鑒了鐵路交通系統，采用軌道引導，能在預定路線內自動或半自動地移動；有軌轉運車能夠根據預設的軌道進行精確的運輸，不需要人工干預，能高效地完成物料、貨物或產品的搬運任務；

2、目前，有軌轉運車現有的路徑規劃雖然能夠處理常規的運輸任務，但在面對多任務、多轉運車、多優先級情況下，路徑規劃出現效率低下、規劃不合理等問題，導致轉運效率降低；面對有軌轉運車的故障時，存在不能及時有效處理的問題。

3、為了解決上述缺陷，現提供一種用于有軌轉運車的智能轉運控制系統。

技術實現思路

1、本發明的主要目的在于提供一種用于有軌轉運車的智能轉運控制系統及方法，以克服上述背景技術提到的問題。

2、為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種用于有軌轉運車的智能轉運控制系統，該系統包括：轉運調度模塊和維護管理模塊；

3、轉運調度模塊根據實時數據進行任務調度和路徑規劃，優化資源分配，確保轉運車的高效運行；具體步驟如下：

4、將待轉運有軌轉運車的運載值zi和任務的優先級pj的數值構建一個三維圓錐體模型；設定三維圓錐體模型的底面半徑為r與有軌轉運車的運載值zi相關，其中r＝a3×zi，a3為設定的權重因子；設定三維圓錐體模型的高度h與任務的優先級pj相關，其中即任務優先級越高，圓錐體的高度越大，a4為設定的權重因子；將三維圓錐體模型的底面半徑r和圓錐體的高度h的數值代入公式計算得到三維圓錐體模型的總體積v總；當目標距離li改變時，對三維圓錐體模型進行切割；其中切割過程為：

5、將待轉運轉運車到目標的距離li和最大任務距離l最大的數值代入公式比例因子＝1-ll最i大計算得到目標距離變化的比例因子；則切割后圓錐體的底面半徑為切割后圓錐體的高度為利用公式計算得到圓錐體切割后的有效體積，即待轉運有軌轉運車的優先值v優先；

6、設定一個綜合優先值區間，將待轉運有軌轉運車的優先值與設定的綜合優先值區間進行比較分析，當待轉運有軌轉運車的優先值大于設定的綜合優先值區間的最大值時，則將該待轉運有軌轉運車標記為高優先級；當待轉運有軌轉運車的優先值處于設定的綜合優先值區間之內時，則將該有軌轉運車標記為中優先級；當待轉運有軌轉運車的優先值小于設定的綜合優先值區間的最小值時，則將該有軌轉運車標記為低優先級；將高優先級有軌轉運車按照優先值從大至小進行排序，依次對高優先級任務進行分配，直至高優先級任務分配完畢；將中優先級有軌轉運車按照優先值從大至小進行排序，依次對中優先級任務進行分配，直至中優先級任務分配完畢；將低優先級有軌轉運車按照優先值從大至小進行排序，依次對低優先級任務進行分配，直至低優先級任務分配完畢；

7、維護管理模塊通過實時監控轉運車的安全狀態和電量狀態，并根據維護人員的匹配值進行任務分配。

8、進一步的，還包括數據采集模塊和服務器；

9、數據采集模塊實時采集轉運車的車輛信息和電量數據，并將采集的信息發送至服務器存儲。

10、進一步的，運載值的具體分析為：

11、獲取有軌轉運車的當前電量，并將其標記為ei，其中i＝1，2，3……i，i取值為正整數，i表示的是有軌轉運車的總數量，i表示的是其中任意一個有軌轉運車的編號；獲取轉運車的最大電量(滿電時的電量)，并將其標記為e最大；獲取有軌轉運車上的故障信號，并將其標記為fi，其中其中當fi＝0時，則將該有軌轉運車標記為待維護轉運車，不參與任務分配；獲取有軌轉運車的載重能力，并將其標記為wi；將無故障有軌轉運車的當前電量ei、轉運車的最大電量e最大和載重能力wi的數值代入公式計算得到有軌轉運車的運載值zi，其中a1和a2分別為設定的權重因子。

12、進一步的，任務優先級和任務距離的具體分析為：

13、將整個轉運任務區域劃分為若干個子區域，具體子區域的分區由業內專業人士根據所在子區域的具體地理信息、任務目標的分布情況及任務的優先級進行分區；獲取子區域所有待轉運有軌轉運車的當前位置，并將其標記為pi；獲取任務目標的位置，并將其標記為rj，其中j＝1，2，3……j，j取值為正整數，j表示的是任務目標的總數量，j表示的是其中任意一個任務目標的序號；設定一個任務的優先級，并將其標記為pj，其中pj∈{1，2，3}，其中pj＝1為高優先級任務；pj＝2為中優先級任務；pj＝3為低優先級任務；設定待轉運有軌轉運車的當前位置pi到任務目標位置rj的路徑總長度為li，并將路徑分為n個節點，每一段節點的距離為dn，其中n＝1，2，3……n，n取值為正整數，n表示的是任務路徑節點的總數量，n表示的是其中任意一個任務路徑節點的編號；利用公式計算得到待轉運有軌轉運車從當前位置pi到任務目標rj的路徑長度，即任務距離li；設定一個待轉運有軌轉運車到任務目標的距離最大值，并將其標記為l最大。

14、進一步的，待轉運有軌轉運車具體分析為：

15、根據歸一化處理得到的有軌轉運車的運載值，并設定存在一個運載閾值，將有軌轉運車的運載值與設定的運載閾值進行比較分析；當有軌轉運車的運載值大于設定的運載閾值時，則將該有軌轉運車標記為待轉運有軌轉運車，待轉運的車輛會被用于任務分配，并統計所有待轉運有軌轉運車數量；當有軌轉運車的運載值小于或等于設定的運載閾值時，則將該有軌轉運車標記為待維護有軌轉運車，待維護的車輛應進行電量補充或故障排查處理，直到達到運載值閾值，才可重新參與任務，并統計所有待維護有軌轉運車數量。

16、進一步的，維護人員匹配值的具體分析為：

17、獲取待維護轉運車的故障信號，并獲取故障轉運車的當前位置，以待維護轉運車的當前位置為中心點設定維護范圍，將后臺待維護人員的當前位置與維護范圍進行匹配，將當前位置在維護范圍的維護人員標記為待維護人員；需要說明的是，待維護轉運車的維護范圍由業內人士根據需求自行設定；獲取后臺待維護人員的個人信息，將各維護人員的工齡標記為gm，其中m＝1，2，3……m，m取值為正整數，m表示的是后臺維護人員的總數量，m表示的是其中任意一個維護人員的編號；獲取后臺待維護人員的當前位置，并將后臺待維護人員的當前位置與帶維護故障轉運車的位置進行距離差計算得到維護人員的維護距離，并將其標記為hm；獲取后臺待維護人員的維護次數，并將其標記為cm；將維護人員的工齡gm、維護距離hm和維護次數cm的數值代入公式計算得到后臺待維護人員的維護匹配值um，其中b1、b2和b3分別為設定的權重因子，e為自然常數。

18、進一步的，維護管理模塊的任務分配具體為：

19、設定存在一個維護匹配閾值，后臺待維護人員的維護匹配值與設定的維護匹配閾值進行比較分析；當后臺待維護人員的維護匹配值大于設定的維護匹配閾值時，則將該維護人員標記為第一維護序列；當后臺待維護人員的維護匹配值小于或等于設定的維護匹配閾值時，則將該維護人員標記為第二維護序列；選取第一維護序列中維護匹配值最大的待維護人員作為維護人員，依次匹配故障轉運車，直至故障轉運車分配完畢；將維護指令發送至維護人員端后，更新該維護人員的維護次數增加一次，并將該維護人員移出待維護人員隊列，直至維護完成后加入待維護人員隊列進行維護匹配。

20、進一步的，電量狀態的具體分析為；

21、獲取所有轉運車的當前電量ei，設定存在一個轉運車的電量閾值，并將其標記為e閾值；當有軌轉運車的當前電量小于或等于電量閾值時，表示該轉運車的電量過低，需要進行電量補充；當轉運車的電量低于設定的電量閾值時，該轉運車標記為待充電轉運車，不參與任務分配；將待充電轉運車加入待維護轉運車隊列，并根據待充電轉運車電量由低到高進行優先排序，更新電量低的轉運車的狀態信息，通知第二維護序列維護人員進行電量補充；將第二維護序列維護人員的維護匹配值按從大到小進行依次分配，直至待充電轉運車分配完畢；維護人員接收到充電指令后，將該維護人員移出待維護人員隊列，維護人員進行待充電轉運車的電量補充后，將重新加入待維護人員隊列進行維護匹配。

22、為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種用于有軌轉運車的智能轉運控制方法，該方法包括以下步驟：

23、s1：通過各類傳感器實時采集轉運車的車輛信息和電量數據，并將采集的信息進行存儲；

24、s2：根據實時數據進行任務調度和路徑規劃，優化資源分配，確保轉運車的高效運行；具體步驟如下：

25、將待轉運有軌轉運車的運載值zi和任務的優先級pj的數值構建一個三維圓錐體模型；設定三維圓錐體模型的底面半徑為r與有軌轉運車的運載值zi相關，其中r＝a3×zi，a3為設定的權重因子；設定三維圓錐體模型的高度h與任務的優先級pj相關，其中即任務優先級越高，圓錐體的高度越大，a4為設定的權重因子；將三維圓錐體模型的底面半徑r和圓錐體的高度h的數值代入公式計算得到三維圓錐體模型的總體積v總；當目標距離li改變時，對三維圓錐體模型進行切割；其中切割過程為：

26、將待轉運轉運車到目標的距離li和最大任務距離l最大的數值代入公式計算得到目標距離變化的比例因子；則切割后圓錐體的底面半徑為切割后圓錐體的高度為利用公式計算得到圓錐體切割后的有效體積，即待轉運有軌轉運車的優先值v優先；

27、設定一個綜合優先值區間，將待轉運有軌轉運車的優先值與設定的綜合優先值區間進行比較分析，當待轉運有軌轉運車的優先值大于設定的綜合優先值區間的最大值時，則將該待轉運有軌轉運車標記為高優先級；當待轉運有軌轉運車的優先值處于設定的綜合優先值區間之內時，則將該有軌轉運車標記為中優先級；當待轉運有軌轉運車的優先值小于設定的綜合優先值區間的最小值時，則將該有軌轉運車標記為低優先級；將高優先級有軌轉運車按照優先值從大至小進行排序，依次對高優先級任務進行分配，直至高優先級任務分配完畢；將中優先級有軌轉運車按照優先值從大至小進行排序，依次對中優先級任務進行分配，直至中優先級任務分配完畢；將低優先級有軌轉運車按照優先值從大至小進行排序，依次對低優先級任務進行分配，直至低優先級任務分配完畢；

28、s3：維護管理模塊通過實時監控轉運車的安全狀態和電量狀態，并根據維護人員的匹配值進行任務分配。

29、本發明的有益效果：

30、1、本發明根據車輛的電量和載重能力計算出每輛車的運載值，并通過運載閾值進行有效篩選，只將適合任務的車輛分配給待轉運任務，確保任務分配的合理性，提高了資源的利用率；通過路徑計算可以有效減少轉運車的行駛時間，降低能源消耗，并提高任務完成的效率；通過綜合考慮車輛電量、載重、故障狀態、任務優先級和路徑規劃等多個因素，能夠實現靈活的任務調度、動態調整路徑，并在發生突發情況時及時調整，確保系統的高效運行和資源的最優利用。

31、2、本發明通過快速檢測并處理故障和電量問題，可以減少故障停運和電量不足導致的運輸延誤，提高轉運車的可用性和工作效率；基于維護匹配值和電量優先級的調度方式，確保最合適的維護人員在最短的時間內處理故障轉運車，優化了人員資源的利用率；通過合理的維護人員匹配和電量管理，確保轉運車故障及時修復，避免了低電量導致的無法工作問題，從而提高了整體運營效率；通過系統化的維護任務分配，避免了維護人員的資源浪費，減少了人工干預，提高了維護任務的執行效率。