[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

本發明公開了一種基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法，包括：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，每一條人工魚代表一種調度分配方案；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；對人工魚群分別執行覓食、聚群、追尾及隨機行為，并分別從更新后的多個人工魚群中選出最優的人工魚；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，若選出的人工魚的適應度參數f大于公告板上的人工魚的適應度參數f，則對公告板上的最優的人工魚進行更新并輸出。本發明的算法全局收斂能力，對初始值設置具有很強的適應性，能夠快速高效的生成農機調度方案。

技術領域

本發明涉及農機調度作業領域，更具體的說，是一種基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法。

背景技術

多農機調度涉及農機任務分配和調度路徑規劃問題，是多農機協同作業的核心。近年來，多種啟發式算法被應用于求解多農機調度問題，如遺傳算法、蟻群算法等。但這些算法對初始值設置比較敏感，當初始值設置不當時往往會存在收斂速度慢甚至不收斂等情況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法，本發明的作業方法全局收斂能力，對初始值設置具有很強的適應性，能夠根據任務地塊和作業農機數量，快速高效的生成農機調度方案。

其技術方案如下：

基于改進人工魚群算法的多農機調度作業方法，，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。

進一步地，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。

進一步地，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；