[發明專利]基于鄰域結構的最小化總成本IT運維人員調度方法和系統

在審

• 申請號: 202111175286.3
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN114021895A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 劉振元;陳芮瑩;劉恒嶺;展月
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00;G06N3/12
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍

1.一種基于鄰域結構的最小化總成本IT運維人員調度方法，其特征在于，該方法包括：

在IT故障處理任務執行約束和IT運維人員服務技能水平約束下，建立以最小化總成本為目標的IT運維人員調度模型；

獲取各個IT故障處理任務的截止時間、重要程度、緊急程度、單位延誤成本和標準執行時間，獲取各個IT運維人員的技能水平和單位時間成本，采用變鄰域的遺傳算法求解該調度模型，得到最優的人員和任務的組合方案，包括分配的任務集和任務順序，其中，采用相同長短的兩段染色體來表示單個個體，一段染色體的每個基因位為任務編號，另一段染色體的每個基因位為處理對應任務的運維人員編號，所述變鄰域的遺傳算法采用變鄰域搜索方式產生下一代種群，包括以下步驟：

(1)初始化鄰域數量VNS_num和初始解X，令VNS_num＝4，k＝1；

(2)若kVNS_num，則輸出最優解X，結束，否則，轉至步驟(3)；

(3)按照編號為k的鄰域結構產生一個新的解X’，若X’對應的總成本小于X對應的總成本，轉至步驟(4)，否則，轉至步驟(5)；

(4)用新解替換原始解，k＝1，轉至步驟(2)；

(5)在下一個鄰域搜索，即k＝k+1，轉至步驟(2)；

其中，編號為1的鄰域結構為兩點交換，編號為2的鄰域結構為由運維人員成本產生的突變，編號為3的鄰域結構為由任務延遲成本產生的突變，編號為4的鄰域結構為反轉逆序。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，編號為1的鄰域結構產生一個新的解的方式如下：隨機產生兩個位置，判斷位置一處的運維人員是否可以完成位置二處的任務，位置二處的運維人員是否可以完成位置一處的任務，如果可以，則將位置一處的任務和位置二處的任務進行交換。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，編號為2的鄰域結構產生一個新的解的方式如下：找到成本花費最大的運維人員，在其處理的任務集合中，隨機選取一個任務，并將此任務重新分配給其他運維人員。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，編號為3的鄰域結構產生一個新的解的方式如下：找到延遲成本最大的任務，并將此任務重新分配給其他運維人員。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，編號為4的鄰域結構產生一個新的解的方式如下：對代表任務順序的染色體隨機產生兩個基因位置，將兩個基因位置之間的基因順序進行顛倒，即改變任務順序，對另一段染色體，任務編號與運維人員編號的對應關系不變。

6.如權利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于，所述IT運維人員調度模型如下：

其中，Z表示總成本，S表示運維人員總數，Sal_s表示運維人員s的單位時間成本，M表示運維任務總數，x_sm表示運維人員s是否處理任務m，p_sm表示運維人員s處理任務m所需時間，為人員技術水平與任務標準執行時間的乘積，c_m表示任務m的單位延誤成本，π_m表示任務m的緊急程度，b_m表示任務m的重要程度，F_m表示任務m實際完成時刻，D_m表示任務m的截止時間，()⁺表示與0比大小取較大者。

7.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述初始解X通過以下方式獲?。?/p>

step1：計算各任務緊急程度和重要程度的乘積，按照任務乘積降序排列任務；

step2：得到可處理當前任務的運維人員集合，計算出該集合中每個運維人員處理此任務產生的成本，包括人工成本、任務處理成本和任務延遲成本，將此任務分配給處理此任務總成本最小的運維人員；

step3：循環step2，直到所有任務安排完畢。

8.一種基于鄰域結構的最小化總成本IT運維人員調度系統，其特征在于，該系統包括：計算機可讀存儲介質和處理器；

所述計算機可讀存儲介質用于存儲可執行指令；

所述處理器用于讀取所述計算機可讀存儲介質中存儲的可執行指令，執行權利要求1至7任一項所述的基于鄰域結構的最小化總成本IT運維人員調度方法。