[發(fā)明專利]基于EDA算法的艦船航空彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)度優(yōu)化方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110774569.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113343367B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇析超;陶俊權(quán);韓維;張勇;劉湘一;程亮亮;肖楚琬;李常久
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍海軍航空大學(xué)航空作戰(zhàn)勤務(wù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30;G06N3/00;G06F111/04;G06F111/08
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國(guó)科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 彭小蘭

1.一種基于EDA算法的艦船航空彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取并分析預(yù)設(shè)的艦船航空彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)，得到彈藥總需求量、彈藥種類、需要的運(yùn)輸單元以及轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)類別，并將所述艦船航空彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)分配至各彈庫(kù)；所述運(yùn)輸單元是指一輛彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)車；

根據(jù)所述彈藥種類、所述彈藥總需求量、所述運(yùn)輸單元、預(yù)設(shè)的約束條件以及所述轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)類別，以艦船航空彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的完成時(shí)間最短為目標(biāo)，構(gòu)建基于運(yùn)輸單元的彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)優(yōu)化模型；

構(gòu)建概率模型，并對(duì)所述概率模型其進(jìn)行初始化；所述概率模型包括：調(diào)度順序概率矩陣和彈庫(kù)選擇概率矩陣；

根據(jù)所述調(diào)度順序概率矩陣及所述彈庫(kù)選擇概率矩陣進(jìn)行抽樣統(tǒng)計(jì)，得到包含NIND個(gè)個(gè)體的種群；其中NIND為大于1的整數(shù)；

采用多彈庫(kù)多通道并行時(shí)序生成方式對(duì)個(gè)體進(jìn)行求解，得到NIND個(gè)解；

在所述NIND個(gè)解中挑選Q個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間較小的優(yōu)異解，在每個(gè)所述優(yōu)異解所屬個(gè)體內(nèi)進(jìn)行局部搜索，得到優(yōu)化后的優(yōu)異解；

根據(jù)所述優(yōu)化后的優(yōu)異解和預(yù)定的學(xué)習(xí)速率，對(duì)所述調(diào)度順序概率矩陣和所述彈庫(kù)選擇概率矩陣進(jìn)行更新，并進(jìn)行迭代運(yùn)算，直到滿足迭代終止條件，得到最終的最優(yōu)解；

其中，所述調(diào)度順序概率矩陣，用于預(yù)測(cè)每個(gè)運(yùn)輸單元在總調(diào)度過(guò)程中的順序；所述調(diào)度順序概率矩陣的表達(dá)式為：

其中，matrix_m(t)調(diào)度順序概率矩陣，α_ij為編號(hào)為i的運(yùn)輸單元位于第j個(gè)被調(diào)度位置上的概率，其大小表示運(yùn)輸單元i在j位置上的優(yōu)劣性，m為運(yùn)輸單元的數(shù)量，n為被調(diào)度位置的數(shù)量；

所述彈庫(kù)選擇概率矩陣，用于預(yù)測(cè)每個(gè)運(yùn)輸單元選擇不同彈庫(kù)的概率；所述彈庫(kù)選擇概率矩陣的表達(dá)式為：

其中，matrix_n(t)為彈庫(kù)選擇概率矩陣，β_ik為編號(hào)為i的運(yùn)輸單元選擇彈庫(kù)k的概率，其大小表示編號(hào)為i的運(yùn)輸單元從彈庫(kù)k出發(fā)的優(yōu)劣性；

步驟：根據(jù)所述彈藥種類、所述彈藥總需求量、所述運(yùn)輸單元、預(yù)設(shè)的約束條件以及所述轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)類別，以艦船航空彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的完成時(shí)間最短為目標(biāo)，構(gòu)建基于運(yùn)輸單元的彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)優(yōu)化模型，包括：

根據(jù)所述運(yùn)輸單元、所述彈藥種類、所述彈藥總需求量以及預(yù)設(shè)的約束條件，得到運(yùn)輸單元轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)類別；

根據(jù)所述運(yùn)輸單元轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)類別，得到運(yùn)輸單元轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的工序；

將所有所述運(yùn)輸單元轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的工序根據(jù)預(yù)定的調(diào)度規(guī)則進(jìn)行調(diào)度，得到運(yùn)輸單元轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的完成時(shí)間；

將所述運(yùn)輸單元轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的完成時(shí)間最短作為目標(biāo)函數(shù)，以預(yù)設(shè)的約束條件為約束，得到基于運(yùn)輸單元的彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)優(yōu)化模型；

步驟：在所述NIND個(gè)解中挑選Q個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間較小的優(yōu)異解，在每個(gè)所述優(yōu)異解所屬個(gè)體內(nèi)進(jìn)行局部搜索，得到優(yōu)化后的優(yōu)異解，包括：

在所述NIND個(gè)解中任意挑選Q個(gè)優(yōu)異解；

根據(jù)所述優(yōu)異解，確定優(yōu)異解對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸單元數(shù)量；

設(shè)置調(diào)度位置中間量為J的初始值為1；

交換位于第J為和第J+1為的兩個(gè)運(yùn)輸單元的調(diào)度位置，得到新的調(diào)度順序；

在新的調(diào)度順序的基礎(chǔ)上，采用多彈庫(kù)多通道并行時(shí)序生成方式對(duì)個(gè)體進(jìn)行求解，并計(jì)算得到新解的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間；

當(dāng)新解的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間小于對(duì)應(yīng)個(gè)體的優(yōu)異解對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間時(shí)，更新對(duì)應(yīng)個(gè)體最優(yōu)值和運(yùn)輸單元調(diào)度順序；并當(dāng)新解的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間小于種群的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間時(shí)，更新種群最優(yōu)值和運(yùn)輸單元調(diào)度順序，并設(shè)置J＝J+1，進(jìn)入下一輪搜索；反之，則設(shè)置J＝J+1，進(jìn)入下一輪搜索；

當(dāng)新解的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間不小于對(duì)應(yīng)個(gè)體的優(yōu)異解對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間時(shí)，設(shè)置J＝J+1，進(jìn)入下一輪搜索；

當(dāng)調(diào)度位置中間量的值等于運(yùn)輸單元數(shù)量時(shí)，搜索結(jié)束，得到優(yōu)異解對(duì)應(yīng)個(gè)體的優(yōu)化后的優(yōu)異解；

對(duì)剩余的Q-1個(gè)優(yōu)異解在對(duì)應(yīng)的個(gè)體中采用上述局部搜索步驟進(jìn)行搜索，得到剩余的Q-1個(gè)優(yōu)異解對(duì)應(yīng)的優(yōu)化后的優(yōu)異解。