[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

摘要

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；辅助决策模块包括静态、动态特车优化调度子系统静态特车优化调度子系统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；动态特车优化调度子系统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；手机通讯模块接收智能手持终端上报的车辆及任务状态更新信息及向智能手持终端发送最优静态派车方案和最优动态派车方案。能够提高特车调度效果、确保作业生产的时效性。

主权项

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，其特征在于，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；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，即：(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，根据上报的某类任务数Nm，确定分组范围约束条件，取该范围内的每一个整数值Km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；其中，分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di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：D=1KmΣi=1Kmdi]]>(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；(3)以车辆行驶距离最短为目标，采用穷举法对组内任务合理排序；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，即：(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；其中，工作流程为：(1)系统管理人员通过操作车辆地理信息模块利用卫星定位系统获取车辆和作业生产任务的地理位置信息并存储到数据库中；(2)作业生产小队负责人员录入次日的作业生产任务需车信息并保存到数据库；(3)特车大队负责人员录入和修改特种车辆相关信息并保存到数据库中；(4)特车调度负责人员调用静态优化调度子系统生成次日派车单，即：通过调用次日需车任务的信息，分别采用人工和智能的调度方法生成派车方案，查询不同调度方案下的各项指标参数从而选择较优的派车方案，并发送给生产办审核；其中，智能调度方法通过嵌入基于改进K‑means—遗传算法的多目标多优先级智能优化调度方法实现自动优化调度方案的生成；(5)当作业生产任务出现突发状况时，作业小队通过智能手持终端向系统发出报警并发送任务状态更新信息，特车调度负责人员通过调用动态优化调度子系统修改当日派车单，即：通过调用数据库中的当前派车方案和突发故障任务的信息，分别采用人工和智能的调度方法生成改进的派车方案，查询不同调度方案下的各项指标参数从而选择较优的派车方案，并发送给生产办审核；其中，智能调度方法通过嵌入基于邻域交叉策略的改进遗传算法的单目标局部动态优化调度方法实现调度方案的智能优化调整；(6)生产办负责人审核通过生成的派车方案后，生成、打印和发送实时的派车方案信息到相关部门和人员的智能手持终端。