基于有向图的AGVS防碰撞与死锁控制方法：形式化设计与验证

本文主要探讨了自动导引车系统（Automated Guided Vehicles System, AGVS）中的关键控制问题，即防碰撞和死锁的解决策略。作者罗继亮和张奇提出了一个创新的方法，该方法利用有向图理论来实现自动化的控制程序设计。 首先，他们基于AGVS的结构构建了一个区域控制导向图模型。这个模型将AGVS的工作环境分解为多个区域，每个区域负责特定的功能，通过有向边连接，以反映车辆在系统中的移动方向和交互关系。这种模型有助于清晰地理解和规划车辆之间的协调行动，确保安全行驶。 在部分可观测的假设下，他们引入了“扩充危险域”这一概念。危险域通常指可能发生碰撞的区域，而扩充危险域则考虑了不确定性因素，如传感器的精确度限制。他们提供了一种算法来估计危险域内可能存在的车辆数目，这有助于提前预防碰撞事件的发生，并制定相应的避障策略。 接着，文章着重讨论了系统死锁的两个必要条件：循环依赖和互斥资源。当车辆或系统资源分配形成环路，且至少有一个资源被永久锁定时，就会出现死锁。为了解决这个问题，作者提出了一种死锁预防和恢复策略，包括资源分配的顺序性以及预设的最大等待时间，以防止无限循环和资源占用过久。 最后，作者通过仿真实验验证了他们提出的控制方法的有效性。实验结果显示，新的防碰撞和死锁控制策略能够有效地减少碰撞风险，提高系统的稳定性和效率。这项工作为AGVS的协调控制提供了强有力的技术支持，对提升AGVS在工业生产环境中的安全性具有重要意义。 本文的研究成果对于AGVS的设计者、开发者和维护人员来说，是一份宝贵的参考资料，可以帮助他们在实际应用中更好地应对复杂多变的环境，确保AGVS的高效、安全运行。同时，这也展示了形式化控制方法在处理动态系统中的潜力和价值。