[发明专利]一种面向任务资源匹配的装备保障任务单目标规划方法

说明书

本发明公开了一种面向任务资源匹配的装备保障任务单目标规划方法，包括粒子编码、初始化、粒子移动、位置的更新与越界修正、解空间异步处理、基于优先排序的解空间规划、保障任务的时限约束、计算适应值、算法结束等步骤，该方法能够较好地解决装备保障任务规划问题，能够实现装备保障的精确化和高效化，在信息化条件下装备保障辅助决策及方案生成中具有重要的参考价值，有利于推进装备保障的信息化建设。

技术领域

本发明属于装备保障领域，具体涉及一种面向任务资源匹配的装备保障任务单目标规划方法。

背景技术

对于任务规划问题的解决总结为两类方法：

第一类方法是致力于寻找最优解的精确求解方法，通常包括整数规划、分支定界法以及枚举法，这类方法求解中占用大量计算机内存，并且求解时间较长，不适用于问题规模较大、约束复杂、实时性强的任务规划问题。

第二类方法是启发式方法，包括各类规划表算法以及蚁群算法、遗传算法等。启发式方法基于直观以及经验构造，在可以接受的时间与空间开销范围内求解出约束之下问题的可行解。

装备保障任务规划是一个典型的多约束离散优化问题，其保障任务之间、保障资源之间、保障任务与保障资源之间通常存在着复杂的约束关系，如任务的逻辑顺序、任务与资源匹配限制、保障任务完成时间约束等。面向任务资源匹配的装备保障任务规划主要解决保障任务与保障资源在时间上的合理匹配问题，主要包括单目标规划和多目标规划两个方面。

目前关于任务规划方法虽然已经在多个领域进行了研究及应用，但在装备保障方面的应用研究则较少，尤其对于保障任务与保障资源匹配受限、约束关系复杂、任务多而复杂以及目标较多的装备保障任务规划问题，还没有较好的解决方法。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种面向任务资源匹配的装备保障任务单目标规划方法，该方法能够较好地解决装备保障任务规划问题，能够实现装备保障的精确化和高效化，在信息化条件下装备保障辅助决策及方案生成中具有重要的参考价值，有利于推进装备保障的信息化建设。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种面向任务资源匹配的装备保障任务单目标规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)粒子编码：

每个粒子表示任务与资源匹配的一个解，用矩阵各列的行标作为粒子的各个维，粒子各维表示的意义为：各个子任务所占用资源的序号；粒子i的位置和速度数学分别表示为：

X_i(t)＝(x_i1(t),x_i2(t),…,x_ij(t),…,x_iV(t)) (1)

V_i(t)＝(v_i1(t),v_i2(t),…,v_ij(t),…,v_iV(t)) (2)

其中，x_ij(t)∈[1,2,…,V]，表示t时刻第i个粒子第j个子任务在资源序列中的位置，V为子任务数量；

步骤(2)初始化：

粒子群的初始化是对每个粒子的位置和速度的初始化；对粒子i位置的初始化是给各个子任务选定一个资源，粒子的初始位置必须是可行的，即任务与资源可匹配；对粒子速度的初始化就是对进行第一次迭代的粒子各维移动距离的初始化；根据问题规模设置种群大小N；计算各粒子的适应函数值，初始个体最优位置pBest和全局最优位置gBest；

步骤(3)粒子移动：

移动速度的调整根据如下公式：