【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本公開(kāi)的實(shí)施例涉及任務(wù)規(guī)劃，具體地，涉及一種面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法、裝置以及存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、應(yīng)急物流是為應(yīng)對(duì)突發(fā)事件而對(duì)物資、人員、資金的需求進(jìn)行緊急保障的一種特殊物流活動(dòng)，具有不確定性、緊迫性和非常規(guī)性等特點(diǎn)，通常通過(guò)物流效率實(shí)現(xiàn)其物流效益。其內(nèi)容主要包括應(yīng)急物資的儲(chǔ)存與管理、應(yīng)急物資的運(yùn)輸與配送、應(yīng)急物流組織機(jī)制的構(gòu)建等。
2、在現(xiàn)代應(yīng)急保障體系中，由于無(wú)人化、智能化設(shè)備的不斷涌現(xiàn)和介入，應(yīng)急保障任務(wù)呈現(xiàn)高度復(fù)雜和瞬息萬(wàn)變的局面，任務(wù)時(shí)間跨度長(zhǎng)、行動(dòng)地域廣、涉及的保障要素眾多，對(duì)救援力量的快速響應(yīng)能力提出了新的要求。如何在高度復(fù)雜、動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境下準(zhǔn)確地進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃、資源調(diào)度和執(zhí)行監(jiān)控仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。
3、目前，應(yīng)急保障任務(wù)的復(fù)雜性不僅來(lái)源于任務(wù)本身的多樣性，還來(lái)源于多種突發(fā)因素對(duì)任務(wù)的影響，需要同時(shí)考慮任務(wù)的緊迫性、資源的可用性、物資的優(yōu)先級(jí)、運(yùn)輸途中的安全性等多種因素。這些因素往往相互制約，因此，需要采用更加復(fù)雜的多目標(biāo)優(yōu)化方法進(jìn)行綜合權(quán)衡和決策。現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)號(hào)為cn1?13705970a的中國(guó)專利文件公開(kāi)了一種應(yīng)急物流資源任務(wù)匹配的htn規(guī)劃方法，在需求量、運(yùn)輸時(shí)間和單位物資運(yùn)輸成本均不確定的情況下，建立了多目標(biāo)模型，為使應(yīng)急時(shí)間最短，成本最小，物資安全運(yùn)送期望最大，運(yùn)用區(qū)間數(shù)、三角模糊數(shù)的理論，完成多目標(biāo)模型的求解。該方案使用模糊數(shù)學(xué)理論來(lái)處理不確定性問(wèn)題，但是其依賴于事先設(shè)定好的層次化任務(wù)結(jié)構(gòu)和固定的決策路徑，在面臨復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本文中描述的實(shí)施例提供了一種面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法、裝置以及存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
2、根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，提供了一種面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，包括：以總運(yùn)費(fèi)最少且每次任務(wù)在任務(wù)時(shí)限內(nèi)完成為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建應(yīng)急物資供應(yīng)模型；對(duì)應(yīng)急物資供應(yīng)模型求解最優(yōu)解，輸出資源分配方案；構(gòu)建信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型，基于歷史任務(wù)信息將任務(wù)決策信息與任務(wù)階段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，輸出多標(biāo)簽分類結(jié)果；將資源分配方案作為輸入，以多標(biāo)簽分類結(jié)果作為不同任務(wù)階段的決策向量，以任務(wù)開(kāi)銷(xiāo)限制和投送過(guò)程中無(wú)回路的可行路徑為約束條件，以最小化任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)、最小化任務(wù)耗時(shí)、最小化載運(yùn)工具數(shù)量為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建應(yīng)急物流任務(wù)的多目標(biāo)優(yōu)化模型；以及基于多目標(biāo)遺傳算法對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型求解，并根據(jù)環(huán)境參數(shù)和任務(wù)參數(shù)的實(shí)時(shí)反饋調(diào)整模型輸出結(jié)果，得到實(shí)時(shí)環(huán)境下的最優(yōu)投送策略。
3、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，構(gòu)建應(yīng)急物資供應(yīng)模型的目標(biāo)函數(shù)：
4、
5、s.t.p＝{pj|tij≤tj(j＝1，2，...，n)}
6、式中，z為總運(yùn)費(fèi)，m為物資補(bǔ)給點(diǎn)數(shù)量，n為任務(wù)數(shù)量，cij為單位運(yùn)價(jià)，xij為從物資補(bǔ)給點(diǎn)i到保障對(duì)象j的運(yùn)輸量，tj每次任務(wù)規(guī)定的保障時(shí)限，tij為從物資補(bǔ)給點(diǎn)i到保障對(duì)象j的運(yùn)輸時(shí)間，pj為單次任務(wù)，p為任務(wù)集合；以及
7、確定應(yīng)急物資供應(yīng)模型的約束條件為：
8、
9、式中，ai為每個(gè)物資補(bǔ)給點(diǎn)i存放的物資數(shù)量，bj為每次任務(wù)保障對(duì)象j的物資需求量，xij為從物資補(bǔ)給點(diǎn)i到保障對(duì)象j的運(yùn)輸量。
10、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，對(duì)每條運(yùn)輸路徑計(jì)算單位運(yùn)價(jià)和運(yùn)輸時(shí)間，選擇單位運(yùn)價(jià)最低且運(yùn)輸時(shí)間最少的運(yùn)輸路徑作為初始配置方案進(jìn)行物資分配，直到所有的物資和需求都得到滿足，完成初始配置方案；根據(jù)所有非基變量的檢驗(yàn)數(shù)對(duì)初始配置方案進(jìn)行最優(yōu)判別，如果所有的檢驗(yàn)數(shù)均不小于0，則當(dāng)前方案為最優(yōu)解；以及如果存在小于0的檢驗(yàn)數(shù)，則當(dāng)前方案不是最優(yōu)解，則調(diào)整方案后繼續(xù)進(jìn)行最優(yōu)判別，直到所有的檢驗(yàn)數(shù)均大于0，得到應(yīng)急物資供應(yīng)模型目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，輸出資源配置方案。
11、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，通過(guò)以下步驟得到應(yīng)急物資供應(yīng)模型目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解：步驟1、選擇最小負(fù)檢驗(yàn)數(shù)對(duì)應(yīng)的變量，作為入基變量，比較每個(gè)約束條件中變量的比率，選擇比率最小的變量作為出基變量；步驟2、增加入基變量的值，將出基變量調(diào)整為0，重新計(jì)算每個(gè)變量的檢驗(yàn)數(shù)；步驟3、如果仍然存在小于0的檢驗(yàn)數(shù)則重復(fù)執(zhí)行步驟1-步驟2，直到所有的檢驗(yàn)數(shù)均大于0，得到應(yīng)急物資供應(yīng)模型目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。
12、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，基于歷史任務(wù)信息構(gòu)建包含任務(wù)決策信息和任務(wù)階段的數(shù)據(jù)集，將數(shù)據(jù)集作為多標(biāo)簽學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)樣本包含任務(wù)決策信息的特征向量和任務(wù)階段的標(biāo)簽向量；使用基于k近鄰的多標(biāo)簽分類算法、基于核的多標(biāo)簽分類算法、深度語(yǔ)義匹配的多標(biāo)簽分類算法中任意一種構(gòu)建信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型，基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型，得到訓(xùn)練好的信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型；以及將實(shí)時(shí)任務(wù)信息特征輸入訓(xùn)練好的信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型中，輸出多標(biāo)簽分類結(jié)果。
13、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型的表達(dá)式：
14、miny＝[f1(x)，f2(x)，f3(x)，...，fm(x)]
15、式中，x＝(x1，x2...，xn)∈d為多標(biāo)簽學(xué)習(xí)分類結(jié)果構(gòu)成的決策向量，d為決策向量形成的決策空間，y＝(f1(x)，f2{x)，...，fm)∈y表示多目標(biāo)優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)形成的目標(biāo)空間，多目標(biāo)優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)包括最小化任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)、最小化任務(wù)耗時(shí)、最小化載運(yùn)工具數(shù)量；以及
16、確定多目標(biāo)優(yōu)化模型的任務(wù)開(kāi)銷(xiāo)限制約束條件：
17、
18、式中，call是任務(wù)路網(wǎng)中所有線路的成本之和；ck是單條線路的成本；是第k條線路的行駛成本，是單位時(shí)間的成本，為延誤的時(shí)間；是安全因素產(chǎn)生的成本；tollk是不可預(yù)計(jì)因素導(dǎo)致的附加成本。
19、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，根據(jù)信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型輸出的多標(biāo)簽分類結(jié)果、環(huán)境信息和梯隊(duì)位置信息，生成遺傳算法的初始種群；基于pareto優(yōu)化法通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)計(jì)算初始種群中每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)值；根據(jù)每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)值，對(duì)種群中的個(gè)體進(jìn)行選擇、交叉和變異操作；根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)和任務(wù)參數(shù)調(diào)整多目標(biāo)優(yōu)化模型的決策變量和目標(biāo)函數(shù)；以及根據(jù)調(diào)整后的決策變量和目標(biāo)函數(shù)更新pareto前沿，迭代優(yōu)化多目標(biāo)優(yōu)化模型的解，直到達(dá)到最大迭代次數(shù)，輸出實(shí)時(shí)環(huán)境下的最優(yōu)投送策略。
20、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，初始種群中每個(gè)個(gè)體包含任務(wù)分配、路徑選擇和運(yùn)輸工具的選擇，環(huán)境參數(shù)包括天氣狀況、交通狀況、資源可用性、突發(fā)事件，任務(wù)參數(shù)包括任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和時(shí)間限制。
21、根據(jù)本公開(kāi)的第二方面，提供了一種面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化裝置，該裝置包括至少一個(gè)處理器；以及存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的至少一個(gè)存儲(chǔ)器。當(dāng)計(jì)算機(jī)程序由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得裝置：以總運(yùn)費(fèi)最少且每次任務(wù)在任務(wù)時(shí)限內(nèi)完成為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建應(yīng)急物資供應(yīng)模型；對(duì)應(yīng)急物資供應(yīng)模型求解最優(yōu)解，輸出資源分配方案；構(gòu)建信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述以總運(yùn)費(fèi)最少且每次任務(wù)在任務(wù)時(shí)限內(nèi)完成為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建應(yīng)急物資供應(yīng)模型包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述求解所述應(yīng)急物資供應(yīng)模型的最優(yōu)解，輸出資源分配方案包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述如果存在小于0的檢驗(yàn)數(shù)，則當(dāng)前方案不是最優(yōu)解，則調(diào)整方案后繼續(xù)進(jìn)行最優(yōu)判別，直到所有的檢驗(yàn)數(shù)均大于0，得到所述應(yīng)急物資供應(yīng)模型目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述構(gòu)建信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型，基于歷史任務(wù)信息將任務(wù)決策信息與任務(wù)階段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，輸出多標(biāo)簽分類結(jié)果包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述將所述資源分配方案作為輸入，以所述多標(biāo)簽分類
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述基于多目標(biāo)遺傳算法對(duì)所述多目標(biāo)優(yōu)化模型求解，并根據(jù)環(huán)境參數(shù)和任務(wù)參數(shù)的實(shí)時(shí)反饋調(diào)整模型輸出結(jié)果，得到實(shí)時(shí)環(huán)境下的最優(yōu)投送策略包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述初始種群中每個(gè)個(gè)體包含任務(wù)分配、路徑選擇和運(yùn)輸工具的選擇，所述環(huán)境參數(shù)包括天氣狀況、交通狀況、資源可用性、突發(fā)事件，所述任務(wù)參數(shù)包括任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和時(shí)間限制。
9.一種面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化裝置，其特征在于，所述裝置包括：
10.一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在由處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述以總運(yùn)費(fèi)最少且每次任務(wù)在任務(wù)時(shí)限內(nèi)完成為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建應(yīng)急物資供應(yīng)模型包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述求解所述應(yīng)急物資供應(yīng)模型的最優(yōu)解，輸出資源分配方案包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述如果存在小于0的檢驗(yàn)數(shù)，則當(dāng)前方案不是最優(yōu)解，則調(diào)整方案后繼續(xù)進(jìn)行最優(yōu)判別，直到所有的檢驗(yàn)數(shù)均大于0，得到所述應(yīng)急物資供應(yīng)模型目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述構(gòu)建信息-任務(wù)關(guān)聯(lián)模型，基于歷史任務(wù)信息將任務(wù)決策信息與任務(wù)階段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，輸出多標(biāo)簽分類結(jié)果包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急物資供應(yīng)與運(yùn)輸保障的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化方法，其特征在于，所述將所述資源分配方案作為輸入，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉豐愷，劉麗欽，陳正中，張鈞媛，劉文博，李晨宇，張東雪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十五研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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