[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)小組協(xié)同蜂群算法的機(jī)場貨運站調(diào)度方法

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• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113379263A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海泉;蘇孟豪;溫盛軍;張姍姍;岳文軒;杜盼盼
• 申請（專利權(quán)）人: 中原工學(xué)院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/08;G06N3/00
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真

1.一種基于自適應(yīng)小組協(xié)同蜂群算法的機(jī)場貨運站調(diào)度方法，其特征在于，其步驟如下：

步驟一：根據(jù)ETV動作順序、碰撞影響和任務(wù)出口分配的因素建立機(jī)場貨運站雙ETV調(diào)度模型；

步驟二：利用改進(jìn)的蜂群算法對步驟一中的機(jī)場貨運站雙ETV調(diào)度模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得到最優(yōu)的調(diào)度序列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自適應(yīng)小組協(xié)同蜂群算法的機(jī)場貨運站調(diào)度方法，其特征在于，所述機(jī)場貨運站雙ETV調(diào)度模型為：

其中，F(xiàn)it為雙ETV完成所有任務(wù)的總時間，為雙ETV完成一組任務(wù)需要的時間，為ETV-I完成任務(wù)的時間，為ETV-II完成任務(wù)的時間，i是任務(wù)編號，i＝1,2,…,n，n為任務(wù)總數(shù)，δ是每一個ETV裝載或卸載貨物的執(zhí)行時間，H₀是第i個任務(wù)從當(dāng)前位置到最近的I/O端口所需的運行時間，H₁是第i個任務(wù)從當(dāng)前位置到預(yù)定目標(biāo)的時間，M¹為ETV-I的工作區(qū)域，M²為ETV-II的工作區(qū)域；

機(jī)場貨運站雙ETV調(diào)度模型的約束條件為：

其中，set1表示分配給ETV-I的任務(wù)集，set2表示分配給ETV-II的任務(wù)集，set表示ETV-I和ETV-II所有任務(wù)集的集合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自適應(yīng)小組協(xié)同蜂群算法的機(jī)場貨運站調(diào)度方法，其特征在于，所述利用改進(jìn)的蜂群算法對步驟一中的機(jī)場貨運站雙ETV調(diào)度模型進(jìn)行優(yōu)化求解的方法為：

S21、初始化階段：設(shè)置種群大小NP、最大搜索次數(shù)Limit、最大迭代次數(shù)maxCycle、蜜源的維度D，并初始化當(dāng)前蜜源；分別將雇傭蜂和跟隨蜂按類別分為若干個小組，且雇傭蜂小組每組3個成員，跟隨蜂小組每組2個成員；

在初始化階段中，依次進(jìn)行雇傭蜂階段和跟隨蜂階段的預(yù)優(yōu)化，得到雇傭蜂階段對應(yīng)的搜索策略的權(quán)重和跟隨蜂階段對應(yīng)的搜索策略的權(quán)重；其中，雇傭蜂階段對應(yīng)的搜索策略包括標(biāo)準(zhǔn)的鄰域搜索策略、基于當(dāng)前解引導(dǎo)的大步長鄰域搜索策略和使用萊維飛行算子進(jìn)行隨機(jī)搜索的大步長鄰域搜索策略；跟隨蜂階段對應(yīng)的搜索策略包括基于當(dāng)前解引導(dǎo)的小步長鄰域搜索策略和基于全局最優(yōu)解引導(dǎo)的鄰域搜索策略；

S22、判斷當(dāng)前搜索次數(shù)是否達(dá)到最大搜索次數(shù)Limit，若是，執(zhí)行步驟S25，否則，執(zhí)行步驟S23；

S23、基于雇傭蜂階段對應(yīng)的搜索策略的權(quán)重隨機(jī)生成雇傭蜂權(quán)重，并選擇雇傭蜂權(quán)重最大的兩個值對應(yīng)的搜索策略進(jìn)行鄰域搜索，得到兩個新的蜜源；計算兩個新的蜜源的適應(yīng)度值，并根據(jù)適應(yīng)度值的大小比較兩個新的蜜源，選擇最好的蜜源作為雇傭蜂；

S24、雇傭蜂根據(jù)輪盤賭的方法招募跟隨蜂，基于跟隨蜂階段對應(yīng)的搜索策略的權(quán)重隨機(jī)生成跟隨蜂權(quán)重，并選擇跟隨蜂權(quán)重最大的值對應(yīng)的搜索策略進(jìn)行鄰域搜索，得到新蜜源，執(zhí)行步驟S26；

S25、放棄當(dāng)前蜜源，偵查蜂隨機(jī)產(chǎn)生一個新蜜源，執(zhí)行步驟S26；

S26、計算新蜜源的適應(yīng)度值，并判斷新蜜源的適應(yīng)度值是否優(yōu)于當(dāng)前蜜源的適應(yīng)度值，若是，將新蜜源作為最優(yōu)解更新當(dāng)前蜜源，基于更新后的當(dāng)前蜜源重新搜索下一蜜源，并將搜索次數(shù)置零，否則，將當(dāng)前蜜源作為最優(yōu)解，基于新蜜源重新搜索新蜜源，搜索次數(shù)增加1；

S27、當(dāng)前迭代次數(shù)加1，判斷當(dāng)前迭代次數(shù)是否達(dá)到最大迭代次數(shù)maxCycle，若是，輸出最優(yōu)解，否則，返回步驟S22進(jìn)行新一輪的迭代。