[發(fā)明專利]基于改進(jìn)人工魚群算法的多農(nóng)機(jī)調(diào)度作業(yè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110491448.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN113095726A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紅剛;沈鵬;潘明;陳藝;謝秋波;孟祥寶;高翔;鐘林憶;黃家懌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所;廣州市健坤網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/02;G06N3/00
• 代理公司: 廣州海石專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44606
• 代理人: 羅偉添

1.基于改進(jìn)人工魚群算法的多農(nóng)機(jī)調(diào)度作業(yè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取任務(wù)農(nóng)田數(shù)量Z、服務(wù)農(nóng)機(jī)數(shù)量M、每一塊任務(wù)農(nóng)田和每一臺(tái)服務(wù)農(nóng)機(jī)的位置信息，并對(duì)每一塊任務(wù)農(nóng)田及每一臺(tái)服務(wù)農(nóng)機(jī)進(jìn)行編號(hào)；

S2：根據(jù)獲取的上述信息，基于人工魚群算法初始化人工魚群規(guī)模及初始化人工魚群算法參數(shù)，人工魚群X＝(x₁,x₂,…,x_i…,x_Z)，其中，i＝1,2，…，z,x_i的取值表示服務(wù)第i塊農(nóng)田的服務(wù)農(nóng)機(jī)編號(hào)，每一條人工魚代表一種調(diào)度分配方案；

S3：計(jì)算人工魚群中每一條人工魚的適應(yīng)度參數(shù)f，并將適應(yīng)度參數(shù)f最優(yōu)的人工魚編號(hào)記錄在公告板上；

S4：對(duì)人工魚群分別執(zhí)行覓食、聚群、追尾及隨機(jī)行為，人工魚群在執(zhí)行完上述每一行為后則對(duì)人工魚群進(jìn)行更新，并分別從更新后的多個(gè)人工魚群中選出最優(yōu)的人工魚；

S5：將選出的最優(yōu)的人工魚分別與公告板上的最優(yōu)的人工魚進(jìn)行比對(duì)，若選出的最優(yōu)的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)f大于公告板上的最優(yōu)的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)f，則對(duì)公告板上的最優(yōu)的人工魚編號(hào)進(jìn)行更新；

S6：輸出公告板上最優(yōu)的人工魚編號(hào)，該人工魚編號(hào)對(duì)應(yīng)的調(diào)度分配方案即為最優(yōu)的調(diào)度分配方案。

2.如權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)人工魚群算法的多農(nóng)機(jī)調(diào)度作業(yè)方法，其特征在于，在步驟S3中，人工魚的適應(yīng)度參數(shù)f滿足以下公式：

其中，c為服務(wù)農(nóng)機(jī)的運(yùn)行成本，S_i表示服務(wù)農(nóng)機(jī)是否參與服務(wù)，當(dāng)服務(wù)農(nóng)機(jī)參與服務(wù)時(shí)S_i＝1，否則S_i＝0；s為服務(wù)農(nóng)機(jī)的單位距離行駛成本，D_j表示服務(wù)農(nóng)機(jī)j調(diào)度路徑距離。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于改進(jìn)人工魚群算法的多農(nóng)機(jī)調(diào)度作業(yè)方法，其特征在于，在步驟S4的覓食行為中，具體包括以下步驟：

對(duì)人工魚群中的每一條人工魚隨機(jī)選擇執(zhí)行交換覓食行為或替換覓食行為；

人工魚群中的全部人工魚執(zhí)行完交換覓食行為或替換覓食行為后，更新人工魚群；

計(jì)算更新后的人工魚群中每一條人工魚的適應(yīng)度參數(shù)，并從中選出適應(yīng)度參數(shù)最優(yōu)的人工魚，將該人工魚與公告板上的人工魚進(jìn)行比對(duì)，如果該人工魚的適應(yīng)度參數(shù)大于公告板上的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)，則用該人工魚的編號(hào)替換公告板上的人工魚的編號(hào)，否則，保持公告板上的人工魚編號(hào)不變。

4.如權(quán)利要求3所述的基于改進(jìn)人工魚群算法的多農(nóng)機(jī)調(diào)度作業(yè)方法，其特征在于，對(duì)人工魚群中的每一條人工魚隨機(jī)選擇執(zhí)行交換覓食行為或替換覓食行為，具體包括以下步驟：

在交換覓食行為中，隨機(jī)選擇人工魚中一定數(shù)量的服務(wù)農(nóng)機(jī)對(duì)，并交換選擇的服務(wù)農(nóng)機(jī)對(duì)中服務(wù)農(nóng)機(jī)的順序，形成新的人工魚；

如果交換后的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)大于交換前的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)，則用交換后的人工魚代替交換前的人工魚，否則，則繼續(xù)執(zhí)行交換覓食行為；

在替換覓食行為中，隨機(jī)選擇人工魚中一定數(shù)量的服務(wù)農(nóng)機(jī)，并選擇備用的服務(wù)農(nóng)機(jī)替換選擇的服務(wù)農(nóng)機(jī)，形成新的人工魚；

如果替換后的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)大于替換前的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)，則用替換后的人工魚代替替換前的人工魚，否則，則繼續(xù)執(zhí)行替換覓食行為；

其中，人工魚在執(zhí)行交換覓食行為或替換覓食行為時(shí)，記錄交換覓食行為或替換覓食行為的執(zhí)行次數(shù)，如果執(zhí)行次數(shù)達(dá)到最大嘗試次數(shù)T_y時(shí)，交換后的人工魚或替換后的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)沒有大于交換前的或替換前的人工魚的適應(yīng)度參數(shù)，則執(zhí)行隨機(jī)行為。

5.如權(quán)利要求3所述的基于改進(jìn)人工魚群算法的多農(nóng)機(jī)調(diào)度作業(yè)方法，其特征在于，對(duì)人工魚群中的每一條人工魚隨機(jī)選擇執(zhí)行交換覓食行為或替換覓食行為之前，具體還包括：

隨機(jī)選擇一條人工魚；

隨機(jī)生成一個(gè)小于等于1的正實(shí)數(shù)p；

判斷正實(shí)數(shù)p是否大于0.5；

如果p0.5，則對(duì)選擇的人工魚執(zhí)行交換覓食行為，否則執(zhí)行替換覓食行為。