자동화 컨테이너 터미널에서의 AGV 충돌 방지 및 교착 해결 방안

Collision Avoidance and Deadlock Resolution for AGVs in an Automated Container Terminal

자동화 컨테이너 터미널의 생산성을 향상시키기 위해서는 장치장과 선석 사이를 오가며 컨테이너를 운반하는 무인 유도 차량(Automated Guided Vehicle; AGV)을 효율적으로 운영하여야 한다. 터미널에서 사용되는 AGV는 고정된 경로를 따르지 않고 자유롭게 주행할 수 있다. 이러한 특성을 가진 AGV들을 효율적으로 운영하기 위해서는 복잡하고 정교한 AGV교통 통제 시스템이 요구된다. AGV 주행 경로를 유연하게 설정하면 AGV가 주행하는 거리는 짧아지지만, AGV간의 충돌과 교착을 야기하는 경로간의 겹침과 교차 횟수는 늘어나게 된다. 따라서 모든 AGV의 경로를 사전에 세밀하게 분석하여 완벽하게 교착을 회피하는 방안은 계산 비용 측면에서 실시간에 적용하기가 어렵다. 본 논문에서는 빈번히 발생하는 두 AGV간의 충돌과 교착은 사전에 예측하여 회피하고, 셋 이상의 AGV간의 교착은 발생 후에 이를 감지하여 해결하는 방안을 제안한다. 본 제안 방안은 계산 비용이 적어 실시간 적용이 용이하다. 시뮬레이션을 통해 본 제안 방안의 효율성과 효용성을 검증하였다.

In modern automated container terminals, automated guided vehicle (AGV) systems are considered a viable option for the horizontal tansportation of containers between the stacking yard and the quayside cranes. AGVs in a container terminal move rather freely and do not follow fixed guide paths. For an efficient operation of such AGVs, however, a sophisticated traffic management system is required. Although the flexible routing scheme allows us to find the shortest possible routes for each of the AGVs, it may incur many coincidental encounters and path intersections of the AGVs, leading to collisions or deadlocks. However, the computational cost of perfect prediction and avoidance of deadlocks is prohibitively expensive for a real time application. In this paper, we propose a traffic control method that predicts and avoids some simple, but at the same time the most frequently occurring, cases of deadlocks between two AGVs. More complicated deadlock situations are not predicted ahead of time but detected and resolved after they occur. Our method is computationally cheap and readily applicable to real time applications. The efficiency and effectiveness of our proposed methods have been validated by simulation.