[發明專利]一種基于優化遺傳算法的多林區調度航線規劃方法

有效

• 申請號: 202110082221.8
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN113159369B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉洋洋;伍德林;張春嶺;房浩
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: G06Q10/047
• 分類號: G06Q10/047;G06Q50/02;G06N3/126
• 代理公司: 蕪湖市昌強專利代理事務所(特殊普通合伙) 34203
• 代理人: 周渭銘

本發明公開了一種基于優化遺傳算法的多林區調度航線規劃方法，包括以下步驟：S1、根據各施藥區域的地形特點，確定各施藥區域重心位置的經緯度信息；S2、采用整數編碼的方式對各個施藥區域進行編碼；S3、通過各個施藥區域的編碼信息以及各施藥區域重心位置的經緯度信息得到初始調度航線解集；S4、計算每一條航線的適應度，挑選出初始調度航線解集中適應度較大的一半航線進行下一步操作；S5、對挑選出航線的動態交叉概率進行計算，并根據動態交叉概率進行交叉操作，得到新航線集；S6、對新航線集中的航線采取變異操作，得到新航線解集；S7、反復執行步驟S4~S6，直至滿足目標條件為止。

技術領域

本發明涉及林區施藥領域，尤其涉及一種基于優化遺傳算法的多林區調度航線規劃方法。

背景技術

我國林區地形非常復雜，既有集中的大面積林區，也有分散的小面積林地。例如東北地區、西南地區的林地多為大面積林區，而東部地區的林地以道路、村莊以及農田等地區的防護林為主，多為面積較小的片林，在航空施藥的過程中，常出現施藥區域為多個較小的林區，因此，對多作業區域的調度航線規劃尤為重要。目前對航空多區域施藥作業時調度航線的研究較少，難以滿足林業航空多區域施藥作業的使用需求，給林區施藥操作帶來了一定的困擾。

發明內容

本發明目的是針對上述問題，提供一種節約作業時間、提高作業效率的基于優化遺傳算法的多林區調度航線規劃方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種基于優化遺傳算法的多林區調度航線規劃方法，包括以下步驟：

S1、根據各施藥區域的地形特點，確定各施藥區域重心位置的經緯度信息；

S2、采用整數編碼的方式對各個施藥區域進行編碼；

S3、通過各個施藥區域的編碼信息以及各施藥區域重心位置的經緯度信息得到初始調度航線解集；

S4、計算每一條航線的適應度，將初始調度航線解集中的所有航線根據適應度大小進行排序，挑選出初始調度航線解集中適應度較大的一半航線進行下一步操作；

S5、對挑選出航線的動態交叉概率進行計算，并根據動態交叉概率進行交叉操作，得到新航線集；

S6、對新航線集中的航線采取變異操作，得到新航線解集；

S7、反復執行步驟S4～S6，直至新航線解集3次迭代的進化率都小于預設的最小進化率，則輸出新航線解集中航線最短的調度航線為最優航線。

進一步的，所述步驟S4中計算航線的適應度時，設|k1|k2|…|ki|…|kn|為一個編碼的航線，其適應度的計算公式為：

式中，為施藥區域i到施藥區域j的距離；f_n為適應度。

進一步的，所述步驟S5中動態交叉概率的計算公式為：

式中，f_n為適應度；f_min為適應度最小值；f_max為適應度最大值。

進一步的，所述步驟S6中根據變異概率對新航線集中的航線采取變異操作，變異概率的取值為0.2。

與現有技術相比，本發明具有的優點和積極效果是：