(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111571809.6 (22)申请日 2021.12.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113962496 A (43)申请公布日 2022.01.21 (73)专利权人 河南科技学院 地址 453000 河南省新乡市红旗区五一路 东段 专利权人 郑州大学　卫华集团有限公司 (72)发明人 杨文强　苏建修　聂雨萱　陈永刚　 聂福全　徐君鹏　孔晓红　李勇峰　 杜留锋　王占奎　逄明华　张怡航　 赵强　(74)专利代理 机构 郑州中科鼎佳专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 41151 代理人 田惠玲 (51)Int.Cl. G06F 17/00(2019.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/08(2012.01) G06N 3/00(2006.01) (56)对比文件 CN 112766865 A,2021.0 5.07 CN 107784472 A,2018.0 3.09 审查员 秦涛 (54)发明名称 一种堆场双起重 机协同作业优化方法 (57)摘要 一种堆场双起重机协同作业优化方法， 对标 准海鸥算法进行改进， 将融合余弦因子的非线性 权重及标兵制学习策略引入到标准海鸥算法中， 改善了算法寻优 过程中搜索的深度和广度， 从而 提高了算法求解的质量和效率， 因而使堆场同轨 双起重机的协同作业效率 也得到进一 步提高。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 113962496 B 2022.03.29 CN 113962496 B 1.一种堆场双起重 机协同作业优化方法， 其特 征是： 本方法具有如下步骤： （1） 在同一轨道双起重机的情况下， 对堆场存在的约束及要优化的目标进行分析， 建立 堆场双起重 机调度优化数 学模型； 其中待优化的目标为两台起重机完成堆场待拣选货物的完工时间， 约束条件为堆场 起 重机的吊具数量有限、 两台起重机协同作业无碰撞、 同贝位上 的货物拣选有先后次序以及 各起重机有各自的货物出入堆场缓冲区， 其数 学模型定义如下： （1） s.t.             (2)   (3)              (4)  (5)     (6)    (7)     (8)  (9) 其中， 式 （1） 为目标函数即最小化所有待拣选货物的完工时间； 式 （2） 至式 （6） 为各种约 束条件， 具体为： 式 （2） 表 示每个货物只能由两台起重机中的一台负责拣 选； 式 （3） 限定起重 机所吊装货物的数量不能超过自身吊具数量； 式 （4） 要求起重机须完成所有拣选任务； 式 （5） 限制起重机拣选的货物必须位于所在贝位的最顶层； 式 （6） 为两台起重机的出入堆场缓 冲区约束； 式 （7） 、 式 （8） 和式 （9） 为决策变量的二进制值 域约束； G表示待拣选的货物集合； R表示起重机完成所有客户订单拣选任务的路径集合； r表示 子路径r1和r2； O表示两台起重机的各自的出入库缓冲区O1和O2； ti表示起重机拣选第i个 货物所需花费的时间； Bir1表示货物 i是否属于子路径r1， 在这里i∈G， r1∈R， 如果第i个货 物在第r1次拣选中完成， 则Bir1=1， 否则Bir1=0； LO1i、 LiO1分别表示起重机是否从出入库 缓冲区出发拣选货物 i以及拣选完成后是否回到出入库缓冲区， 如果是， 则LO1i=1、 LiO1=1， 否则LO1i=0、 LiO1=0； Tir1表示子路径r1中的货物i是否位于所在贝位的顶层， 如果是， Tir1 =1， 否则Tir1= 0； 且i∈G， r1∈R；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113962496 B 2               (10) 或      (11) 其中式(10)、 式(11)表示两台起重机拣选第 个货物所 需花费的时间， 式中 、 和 分别表示起重机小车平均速度、 大车平均速度和吊钩升降平均速度， 、 和 为货物 在堆场中的空间坐标， 为堆场每排贝位的长度， 为堆场最大高度； （2） 初始化参数： 海鸥种群规模N、 最大进化代数G_max、 进化代数t、 海鸥个数计数器n、 频率fc以及螺 旋形状的控制参数u和v， 初始化海鸥种群 个体； （3） 令t=t+1， 进行全局搜索； （3‑1） 将海鸥个 体解码为可 行的堆场货物拣选次序； 其中对海鸥个体进行解码时， 加入动态分界线， 该动态分界线能够将解码后的海鸥个 体对应的货物分别分配给两台起重 机； 所述动态分界线的分配方法为： ①首先在前两个货物之间插入动态分界线， 将动态分界线两侧紧挨动态分界线的货物 分配给轨道两端的起重 机； ②之后在两 台起重机完成所分配货物拣选时间靠后的货物 处右侧插入动态分界线,且 将该货物 记为当前货物， 其所属起重 机记为当前起重 机； ③如果动态分界线右侧存在与当前货物在轨道方向上的坐标不同， 且正好处于当前货 物相对侧的货物， 则将这类货物中最靠近动态分 界线的货物分配给另一台起重机， 否则， 仍 将动态分界线右侧紧挨动态分界线的货物分配给当前起重 机； ④依此循环往复， 直至货物分配完成为止； （3‑2） 基于步骤 （1） 建立的数 学模型计算每 个海鸥个 体的适应度； （3‑3） 更新海鸥种群全局最优位置及其对应的适应度； （3‑4） 令n=n+1， 进行局部 搜索； （3‑4‑1） 融合余弦因子非线性权 重的迁徙行为； 即利用融合 余弦因子对权 重A进行非线性处 理， 即权重A的表达式为： ； 其中fc为频率， t为当前进化代数， G_max为 最大进化代数； （3‑4‑2） 融合标兵制学习策略的攻击行为； 其中攻击行为的描述如下： 海鸥通过攻击行为进行觅食， 当发现猎物时以螺旋状运动方式进行攻击， 其数学模型 可表示为：     (17)权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113962496 B 3