[发明专利]一种蔬菜种植茬口安排的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及蔬菜生产安排领域，尤其涉及一种蔬菜种植茬口安排的智能优化方法。

背景技术

以前蔬菜种植茬口安排计划完全由人工按个人经验进行编制，而蔬菜的种植具有生产周期长、约束条件多、生产方式固定等特点，所以蔬菜排产计划的编制成为一项繁琐且生产经验要求高的工作，人工编制的计划往往无法同时兼顾效益、产能、成本节约、地域、种植设施和种植模式合理等诸方面的要求。因而，有必要找到一种智能优化方法实现排产计划的在线自动编制。

我们用数学建模的方式将蔬菜排产计划映射为带约束的旅行商问题。旅行商问题简称为TSP问题，是最基本的路线问题，该问题是在寻求单一旅行者由起点出发，通过所有给定的需求点之后，最后再回到原点的最小路径成本旅行商问题。旅行商问题尽管在理论上能提供最优解，但已被证明是一个NP难问题。在计算机学科中，存在多项式时间的算法的一类问题，称之为P类问题；旅行商问题则属于至今没有找到多项式时间算法解的一类问题，称之为NP类难问题，求解时间随问题规模呈指数增长，用常规方法很难得到问题的最优甚至次优解。近年来，为了解决这个问题，国内外研究者基于途程构建法、途程改善法、合成启发法、神经网络、遗传算法等人工智能方法建立了旅行商问题的求解方法。比如，Nan Xu提出了一种混沌神经网络的方法解决旅行商问题，蔡荣英则提出了迭代改进蚁群优化算法，刘强用粒子群优化算法来解决旅行商问题。上述方法极大地推动了旅行商问题的研究及实际工程中的应用，但仍有不足之处。启发优先系数和经验系数对问题的解决有很大的影响，如果各结点权值选择不当，很容易陷入局部最优或者使收敛速度降低，极大影响算法的准确度和效率，极端情况下将与穷举搜索的效率相同。

发明内容

(一)所要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种蔬菜种植茬口安排的优化方法，以实现蔬菜种植茬口安排的信息化和自动化，提高蔬菜整体品质和土地使用率。

(二)技术方案

本发明提供了一种蔬菜种植茬口安排的优化方法，该方法包括：

S1、将所有蔬菜茬口一一映射为n个结点，并建立数学模型，目标函数为：

p=k1*Σi=0C(zi*Σj=0Qimij*qijtij)k2*C]]>

其中p是蔬菜整体品质，m_ij为第i茬蔬菜第j种品质的质量，q_ij为第i茬蔬菜第j种品质的品质系数，t_ij为第i茬蔬菜第j种品质的在地时间，C为总茬口数，Q_i为第i茬蔬菜的品质等级总数，z_i为第i茬蔬菜的权重系数，k₁，k₂分别为品质和茬口数权重系数；

S2、初始化目标函数中的参数和信息素，并定义当前结点到下一转移结点间的距离；

S3、基于蚁群算法，将r只蚂蚁置于n个结点，根据当前生产条件和所述结点间的距离，计算启发优先系数；

S4、根据蚂蚁在路径上留下的信息素和所述启发优先系数计算蚂蚁移动到下一转移结点的概率；

S5、根据所述转移概率选择下一转移结点；