[发明专利]基于物联网的采油厂作业生产特车智能优化调度系统

说明书

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于物联网的采油厂作业生产特车智能优化调度系统。

背景技术

作业生产是油田工作中的重要环节，其安全性和时效性直接影响着采油厂的经济效益。采油厂作业生产过程，需要利用特种车辆为作业生产过程提供设备或物源，因此特种车辆调度的合理高效性直接影响着作业生产的时效性和安全性。在现阶段采油厂作业生产过程中，主要根据现场工作人员的多年经验进行特车调度。然而由于采油厂作业生产任务数量多、分布广、需车类型不一、车辆供给量不足等造成特车调度过程较为复杂，而人工经验有限，往往会造成特种车辆的利用率较低、作业生产时效性差。

发明内容

本发明实施例针对上述现有技术的不足，开发了一种静态与动态结合的基于物联网的采油厂作业生产特种车辆智能优化系统，能够提高特车的调度效果、确保作业生产的时效性。

本发明所采取的技术方案为：

一种基于物联网的采油厂作业生产特车智能优化调度系统，包括：

辅助决策模块、手机通讯模块和智能手持终端；

所述辅助决策模块包括静态特车优化调度子系统和动态特车优化调度子系统：

所述静态特车优化调度子系统，用于分别采用人工经验和基于智能静态优化算法的调度方法生成静态派车方案，并自动对比不同静态派车方案的各项指标参数，获得最优静态派车方案；

所述动态特车优化调度子系统，用于分别采用人工经验和基于智能动态优化算法的调度方法生成动态派车方案，并自动对比不同动态派车方案的各项指标参数，获得最优动态派车方案；

所述手机通讯模块，用于接收所述智能手持终端上报的车辆及任务状态更新信息以及向所述智能手持终端发送所述最优静态派车方案和所述最优动态派车方案。

智能手持终端，包括智能手机，通过GPRS无线方式与上述特车智能优化调度系统通信，作业生产人员可通过操作该智能手持终端实时获取派车方案信息并上报车辆及任务状态更新信息。

所述静态特车优化调度子系统通过嵌入基于改进K-means—遗传算法的智能静态优化调度方法实现采油厂作业生产特车的多目标多优先级智能静态优化调度。

所述的基于改进K-means—遗传算法的智能静态优化调度方法依次含有以下步骤：

（1）在满足车辆工作时间和任务需车特点的基础上，以车辆使用总数最少为整体目标，以组内行车距离最短为局部目标，采用加入任务分组数目限定和分组合理性评价准则的改进K-means算法对需车任务优化分组。

由于每组最多包含三个任务，可以根据上报的第m类任务数N_m，确定分组范围约束条件，取该范围内的每一个整数值K_m遍历，解决了算法只能求解确定分组的任务划分问题的约束，任务分组的约束条件表示为：

（1）

组合理性的评价标准通过比较第i个任务组的组内平均距离d_i与所有任务组的平均距离D的大小判断分组的合理性，克服了算法易陷入局部最优解的缺点，分组合理性的评价标准表示为：

（2）

（2）在满足现有各车型数量上限要求的基础上，以任务完成总数最大为主要目标，以完成任务油井的总产油量最大为辅助目标，采用在变异算子后加入裂变算子的改进遗传算法择优选择任务组。

所述动态特车优化调度子系统通过嵌入基于邻域交叉策略的改进遗传算法的智能动态优化调度方法实现采油厂作业生产特车的单目标局部智能动态优化调度。

所述的基于邻域交叉策略的改进遗传算法的智能动态优化调度方法依次含有以下步骤：

（1）针对需车任务数较少的情况，以任务完成数最大为目标，采用基于顺路原则的动态插入法对突发状况任务进行处理，修改当前派车方案；

（2）针对需车任务数较多的情况，以任务完成数最大为目标，采用基于邻域交叉策略的遗传算法对突发状况任务进行处理，修改当前的派车方案。

所述优化调度系统的用户网页操作界面采用VS2010软件开发工具、C#语言、.Net框架、Oracle数据库，以Web表单显示的形式设计。

所述优化调度系统还包括信息管理模块、卫星定位模块和审核查询模块，实现采油厂作业生产特车调度过程一体化管理。