AGV智能运输管理.docxVIP

AGV调度系统研究与开发绪论1.1背景及意义近两年来，国内对自动导引车（AGV）的需求量正在以井喷的势头增长，除了传统的AGV使用量最多的汽车和烟草行业，AGV在其他行业中的应用也在逐渐增加，如家电业、食品饮料业等。然而，与发达国家相比，国内的技术水平还处于初级阶段，仅相当于欧美国家上世纪80年代初的水准。随着计算机集成制造系统技术的逐步发展和工厂运作自动化的趋势，AGV作为调节和联系离散型物流系统，使其作业连续化的必要的自动化装卸搬运手段，其应用范围和技术水平得到迅猛发展。据相关资料显示，在产品生产的整个过程中，用于加工制造的环节仅占的5%时间，其余90%的时间都用于储存、装卸、等待加工和输送等环节。目前诸多工业强国的企业1.2研究现状分析及文献综述1.3研究内容和结构安排2.算法相关理论2.1人工蜂群优化算法研究与改进2.1.1人工蜂群简述蜂群算法源于人们对蜂群这一群居性生物行为的观察和研究，是模仿蜜蜂的各种行为提出的一种优化方法，蜂群算法和蚁群算法、微粒群算法等同属于群体智能算法。由于蜂群的生物学机理较为复杂，根据算法模仿蜂群中行为的不同，蜂群算法可以分为基于蜜蜂繁殖行为的蜂群算法（BCO on propagating）和基于蜜蜂觅食行为的蜂群算法（BCO on gathering）对于基于繁殖行为的蜂群算法，Abbass发展出一种蜜蜂繁殖优化模型（Bee Mating Optimization.BMO）。Bozorg Haddad和A.Afshar共同将其进行改进并应用到具有离散变量的水库优化问题上。而后，Bozorg Haddad等人又将这一理论应用于三种不同的数学问题测试平台上。对于基于觅食行为的蜂群算法，Yang发展出一种虚拟蜜蜂算法（Virtual Bee Algorithm,VBA），并利用这种算法来解决数值优化问题。该算法中在空间内随机地产生一组虚拟的采蜜蜂，并且这些蜜蜂找到食物源后相互之间会产生影响。食物源与目标函数值对应，而问题的最优解可以通过蜜蜂之间相互影响的饱和度来获得。Pham等对这种蜜蜂算法进行了描述，并模拟了蜜蜂的采蜜行为。在此版本基础上，这种兼具邻域有哪些信誉好的足球投注网站与随机有哪些信誉好的足球投注网站的算法可以用于解决组合优化问题以及函数优化问题。Wedde和Farooq受蜜蜂觅食原则的启发，提出一种BeeAdHoc算法，这是一种应用于移动自组织网络中的高效路由算法。受蜂巢中的蜜蜂信息交流行为的启发，Wedde等还提出了BeeHive算法，并将其应用于网络中的路由问题。Lucic和Teodorovic在解决组合优化问题时引入了蜜蜂系统这一概念。Teodorovic和Dell’Orco针对ride-matching问题提出了蜜蜂种群优化的概念，并用来解决光纤网络中的路由和波长分配问题。模拟蜜蜂的觅食行为，Karaboga设计了人工蜂群（Artificial Bee Colony algorithm,ABC）模型，并用来解决非约束数值优化问题。后来Karaboga将ABC理论进行扩展应并用到解决约束优化问题，并在几种比较有代表性的约束性优化问题上与DE、PSO进行了比较。在上述提到的算法中，ABC算法是目前为止研究最为广泛并且在解决现实问题中应用最多的算法。与蜜蜂智能有关的算法在刊物发表中的比重如图1.1所示，我们从中可以看出ABC算法占到了54%。木文所要研究的就是Karaboga提出的基于觅食行为的人工蜂群算法，下文中如果未经特殊说明，人工蜂群算法均指基于觅食行为的人工蜂群算法。2.1.2人工蜂群算法原理、流程及数学模型在蜜蜂群体中，虽然单个蜜蜂的智能是有限的，但是由这些蜜蜂组成的蜜蜂群体无论在何种环境中总可以在蜂巢周围较快的找到优质的食物源。在蜂群算法模型中，主要有三个组成因素：食物源（Food Sources）、雇佣蜂（Employed Bee）和未雇佣蜂（Unemployed Bee）。并且该模型中定义了两种主要的觅食行为：为食物源招募蜜蜂和抛弃某食物源。（1）食物源：一个食物源包含了许多因素，包括距蜂巢的距离，食物的丰富程度或浓度以及采集食物的难易程度。为求简便，将单一的食物数量作为食物源的评价值。（2）雇佣蜂：雇佣蜂与正在开采的或已存在招募了蜜蜂的某一特定的食物源对应，即雇佣蜂的数量与食物源的数量相等。并且携带有该食物源诸如距蜂巢距离、方向、数量等信息。并按照一定的概率将此信息与其他蜜蜂共享。雇佣蜂又被称为引领蜂、工作蜂或采蜜蜂。（3）未雇佣蜂：未雇佣蜂不断的寻找或开采食物源。未雇佣蜂分为两种，侦察蜂和跟随蜂。跟随蜂在蜂巢内等待，直到从引领蜂处共享到食物源信息而前去开采：而侦察蜂则在蜂巢附近有哪些信誉好的足球投注网站来寻找食物源。当某处食物源的数量过少而将其抛弃时，对应该食物源的引领蜂转换为侦察蜂，重新对食物源进行有哪些信誉好的足球投注网站。在蜂群中，侦查蜂的数