[發明專利]基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法

在審

• 申請號: 202110491448.8
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113095726A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）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（專利權）人: 廣東省現代農業裝備研究所;廣州市健坤網絡科技發展有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02;G06N3/00
• 代理公司: 廣州海石專利代理事務所(普通合伙) 44606
• 代理人: 羅偉添

1.基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取任務農田數量Z、服務農機數量M、每一塊任務農田和每一臺服務農機的位置信息，并對每一塊任務農田及每一臺服務農機進行編號；

S2：根據獲取的上述信息，基于人工魚群算法初始化人工魚群規模及初始化人工魚群算法參數，人工魚群X＝(x₁,x₂,…,x_i…,x_Z)，其中，i＝1,2，…，z,x_i的取值表示服務第i塊農田的服務農機編號，每一條人工魚代表一種調度分配方案；

S3：計算人工魚群中每一條人工魚的適應度參數f，并將適應度參數f最優的人工魚編號記錄在公告板上；

S4：對人工魚群分別執行覓食、聚群、追尾及隨機行為，人工魚群在執行完上述每一行為后則對人工魚群進行更新，并分別從更新后的多個人工魚群中選出最優的人工魚；

S5：將選出的最優的人工魚分別與公告板上的最優的人工魚進行比對，若選出的最優的人工魚的適應度參數f大于公告板上的最優的人工魚的適應度參數f，則對公告板上的最優的人工魚編號進行更新；

S6：輸出公告板上最優的人工魚編號，該人工魚編號對應的調度分配方案即為最優的調度分配方案。

2.如權利要求1所述的基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法，其特征在于，在步驟S3中，人工魚的適應度參數f滿足以下公式：

其中，c為服務農機的運行成本，S_i表示服務農機是否參與服務，當服務農機參與服務時S_i＝1，否則S_i＝0；s為服務農機的單位距離行駛成本，D_j表示服務農機j調度路徑距離。

3.如權利要求1或2所述的基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法，其特征在于，在步驟S4的覓食行為中，具體包括以下步驟：

對人工魚群中的每一條人工魚隨機選擇執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行完交換覓食行為或替換覓食行為后，更新人工魚群；

計算更新后的人工魚群中每一條人工魚的適應度參數，并從中選出適應度參數最優的人工魚，將該人工魚與公告板上的人工魚進行比對，如果該人工魚的適應度參數大于公告板上的人工魚的適應度參數，則用該人工魚的編號替換公告板上的人工魚的編號，否則，保持公告板上的人工魚編號不變。

4.如權利要求3所述的基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法，其特征在于，對人工魚群中的每一條人工魚隨機選擇執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，隨機選擇人工魚中一定數量的服務農機對，并交換選擇的服務農機對中服務農機的順序，形成新的人工魚；

如果交換后的人工魚的適應度參數大于交換前的人工魚的適應度參數，則用交換后的人工魚代替交換前的人工魚，否則，則繼續執行交換覓食行為；

在替換覓食行為中，隨機選擇人工魚中一定數量的服務農機，并選擇備用的服務農機替換選擇的服務農機，形成新的人工魚；

如果替換后的人工魚的適應度參數大于替換前的人工魚的適應度參數，則用替換后的人工魚代替替換前的人工魚，否則，則繼續執行替換覓食行為；

其中，人工魚在執行交換覓食行為或替換覓食行為時，記錄交換覓食行為或替換覓食行為的執行次數，如果執行次數達到最大嘗試次數T_y時，交換后的人工魚或替換后的人工魚的適應度參數沒有大于交換前的或替換前的人工魚的適應度參數，則執行隨機行為。

5.如權利要求3所述的基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法，其特征在于，對人工魚群中的每一條人工魚隨機選擇執行交換覓食行為或替換覓食行為之前，具體還包括：

隨機選擇一條人工魚；

隨機生成一個小于等于1的正實數p；

判斷正實數p是否大于0.5；

如果p0.5，則對選擇的人工魚執行交換覓食行為，否則執行替換覓食行為。