飞机出入库转运调度方法、装置和计算机设备

本技术涉及资源调度，特别是涉及一种飞机出入库转运调度方法方法、装置和计算机设备。

背景技术：

1、在飞机机群出动回收的循环作业过程中，由于舰面区域存在不同的保障功能划分，需要在海上平台和机库之间以及海上平台停机位之间进行频繁的转运作业。当进行直接出动准备时，需将机库存放的飞机转运至海上平台进行保障作业；而当机群回收后进行再次出动准备时，故障或无任务飞机则需转运至机库进行维修或驻留，而机库中的任务飞机则补充转运至海上平台执行出动保障作业。因此，机群出入库及海上平台转运作为各阶段舰面保障的一个重要纽带，合理地协同规划多机转运的时序和路线对舰面保障的安全性和时效性均具有重要意义。

2、针对该问题，当前研究主要聚焦于海上平台域或机库域的路径规划问题，尚缺乏对多机出入库跨域同步转运时序规划的研究。其中需要考虑的关键因素包括单机路径规划的避碰安全性、多机同步转运的调运能力约束以及调运过程的冲突检测与解除等，传统的基于指挥员经验调度的方法已难以满足中、大规模协同转运下时效性和量化效能指标最优的需求。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种飞机出入库转运调度方法、装置、计算机设备和存储介质。

2、一种飞机出入库转运调度方法，所述方法包括：

3、获取待转运飞机对应的待转运飞机集合、调运设备类别和转运工序类别；所述每一类转运工序在不同转运区域进行并对应一类调运设备；所述每一类调运设备配置有对应的调运组；

4、根据所述调运组从当前转运工序结束后的停机位转移至下一转运工序开始时的停机位的时间，得到转移保障时间，根据每一类所述调运组的转移保障时间，得到调运组转移时间；

5、根据预先构建的转运路径库，通过所述调运组对所述待转运飞机集合中的待转运飞机进行转运，得到飞机转运时间，根据所述调运组对应的所述飞机转运时间和所述转移保障时间，得到调运组负载，根据每一所述调运组负载，得到负载均衡指标；所述转运路径库包括所述转运区域上任一对停机位之间的可行转运路径；

6、根据预先设置的调运设备独占性约束、飞机转运时序约束、飞机转运避碰约束和调运设备转移保障时序约束，以所述机群转运完工时间最小、所述调运组转移时间最小和所述负载均衡指标最小为目标，构建调度模型；

7、求解所述调度模型，得到飞机出入库转运调度结果，根据所述飞机出入库转运调度结果进行飞机出入库转运调度。

8、在其中一个实施例中，还包括：根据每一类所述调运组的转移保障时间，得到调运组转移时间为：

9、

10、其中，ctt为调运组转移时间，为第k类调运组由工序oij完成后停机位转移至工序oeg开始前停机位的时间，k∈kz，kz为调运组类别集合，l∈lzk，lzk为第k类调运组集合，lzk＝{1,2,…,|lzk|}，i∈i，i为待转运飞机集合，i＝{1,2,…,nf}，j∈jzi，jzi为飞机i的实际阶段任务集合，jzi＝{1,2,…,nzi}，nzi为第i架飞机的转运阶段数，且nzi≤3，e∈i，g∈jze，yzijeg为决策变量，oij为第i架飞机第j道转运工序，oeg为第e架飞机第g道转运工序。

11、在其中一个实施例中，还包括：根据所述调运组对应的所述飞机转运时间和所述转移保障时间，得到调运组负载为：

12、

13、其中，tbkl为第k(k∈kz)类第l(l∈lzk)个调运组的调运组负载k∈kz，kz为调运组类别集合，l∈lzk，lzk为第k类调运组集合，i∈i，i为待转运飞机集合，i＝{1,2,…,nf}，j∈jzi，jzi为飞机i的实际阶段任务集合，表示第k(k∈kz)类调运组转移时间相对转运作业时间的负载权重，pij为第i架飞机第j阶段转运前所在停机位，tr(pij,pi(j+1))为的简写，表示szij时刻由停机位pij转运至停机位pi(j+1)的转运时间，为szij时刻飞机由停机位pij转运至停机位pi(j+1)的转运路径对应干涉停机位的布列状态，szij为转运工序oij的开始作业时间，为第k类设备由工序oij完成后停机位转移至工序oeg开始前停机位的时间，xzijl为决策变量，mij为第i架飞机第j阶段转运的可用调运设备集合，根据每一所述调运组负载，得到负载均衡指标为：

14、

15、其中，lbt为负载均衡指标，tbkl为第k(k∈kz)类第l(l∈lzk)个调运组的调运组负载，k∈kz，kz为调运组类别集合，l∈lzk，lzk为第k类调运组集合，lzk＝{1,2,…,|lzk|}，γk表示第k(k∈kz)类调运组的负载方差权重，为第k(k∈kz)类调运组的负载均值。

16、在其中一个实施例中，还包括：根据所述每一待转运飞机最后一道转运工序的转运作业结束时间得到机群转运完工时间为：

17、

18、其中，cmax表示机群转运完工时间，i∈i，i为待转运飞机集合，i＝{1,2,…,nf}，j∈jzi，jzi为飞机i的实际阶段任务集合，jzi＝{1,2,…,nzi}，nzi为第i架飞机的转运阶段数，表示第i架飞机最后一道转运工序的转运作业结束时间。

19、在其中一个实施例中，还包括：根据待转运飞机在转运前后的系留和解系留时间，得到跨工序转运的切换时间约束，根据所述跨工序转运的切换时间约束得到飞机的转运时序约束为：

20、

21、

22、其中，szij为决策变量，szij为转运工序oij的开始作业时间，szi(j+1)为转运工序oi(j+1)的开始作业时间，ezij为决策变量，ezij为转运工序oij的结束作业时间，tx为飞机在转运前后的系留和解系留时间,i∈i，i为待转运飞机集合，i＝{1,2,…,nf}，j∈jzi，jzi为飞机i的实际阶段任务集合，jzi＝{1,2,…,nzi}，nzi为第i架飞机的转运阶段数，且nzi≤3。

23、在其中一个实施例中，还包括：根据转运路径库和待转运飞机的初始停机位和目标停机位，得到转运路径可行约束为：

24、

25、其中，roadt(pij,pi(j+1))为的简写，为路径库索引，szij为决策变量，szij为转运工序oij的开始作业时间，ezij为决策变量，ezij为转运工序oij的结束作业时间，i∈i，i为待转运飞机集合，i＝{1,2,…,nf}，j∈jzi，jzi为飞机i的实际阶段任务集合；

26、根据预先设置的飞机位姿模型求解在参考点位姿下待转运飞机的飞机凸壳顶点坐标，得到飞机凸壳所占的空间区域，根据所述飞机凸壳所占的空间区域，得到待转运飞机的位形，根据多个待转运飞机在对应可行转运路径上同一时刻的位形，得到飞机转运避碰约束为：

27、

28、

29、其中，为第i架飞机的位形。

30、在其中一个实施例中，还包括：根据调运设备在当前转运工序的转运作业结束时间和转移到下一转运工序的转移保障时间，得到调运设备转移保障时序约束为：

31、

32、

33、其中，k∈kz，kz为调运组类别集合，为第k类设备由工序oij完成后停机位转移至工序oeg开始前停机位的时间，bm为惩罚项。

34、在其中一个实施例中，还包括：根据飞机在任一转运工序中，仅能分配给负责该工序转运作业的调运设备集中的任一台调运设备，得到设备独占性约束为：

35、

36、其中，xzijl为决策变量，mij为第i架飞机第j阶段转运的可用调运设备集合。

37、一种飞机出入库转运调度装置，所述装置包括：

38、数据获取模块，用于获取待转运飞机对应的待转运飞机集合、调运设备类别和转运工序类别；所述每一类转运工序在不同转运区域进行并对应一类调运设备；所述每一类调运设备配置有对应的调运组；

39、调运组转移时间计算模块，用于根据所述调运组从当前转运工序结束后的停机位转移至下一转运工序开始时的停机位的时间，得到转移保障时间，根据每一类所述调运组的转移保障时间，得到调运组转移时间；

40、负载均衡指标计算模块，用于根据预先构建的转运路径库，通过所述调运组对所述待转运飞机集合中的待转运飞机进行转运，得到飞机转运时间，根据所述调运组对应的所述飞机转运时间和所述转移保障时间，得到调运组负载，根据每一所述调运组负载，得到负载均衡指标；所述转运路径库包括所述转运区域上任一对停机位之间的可行转运路径；

41、调度模型构建模块，根据预先设置的调运设备独占性约束、飞机转运时序约束、飞机转运避碰约束和调运设备转移保障时序约束，以所述机群转运完工时间最小、所述调运组转移时间最小和所述负载均衡指标最小为目标，构建调度模型；

42、调度模块，求解所述调度模型，得到飞机出入库转运调度结果，根据所述飞机出入库转运调度结果进行飞机出入库转运调度。

43、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

44、获取待转运飞机对应的待转运飞机集合、调运设备类别和转运工序类别；所述每一类转运工序在不同转运区域进行并对应一类调运设备；所述每一类调运设备配置有对应的调运组；

45、根据所述调运组从当前转运工序结束后的停机位转移至下一转运工序开始时的停机位的时间，得到转移保障时间，根据每一类所述调运组的转移保障时间，得到调运组转移时间；

46、根据预先构建的转运路径库，通过所述调运组对所述待转运飞机集合中的待转运飞机进行转运，得到飞机转运时间，根据所述调运组对应的所述飞机转运时间和所述转移保障时间，得到调运组负载，根据每一所述调运组负载，得到负载均衡指标；所述转运路径库包括所述转运区域上任一对停机位之间的可行转运路径；

47、根据预先设置的调运设备独占性约束、飞机转运时序约束、飞机转运避碰约束和调运设备转移保障时序约束，以所述机群转运完工时间最小、所述调运组转移时间最小和所述负载均衡指标最小为目标，构建调度模型；

48、求解所述调度模型，得到飞机出入库转运调度结果，根据所述飞机出入库转运调度结果进行飞机出入库转运调度。

49、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

50、获取待转运飞机对应的待转运飞机集合、调运设备类别和转运工序类别；所述每一类转运工序在不同转运区域进行并对应一类调运设备；所述每一类调运设备配置有对应的调运组；

51、根据所述调运组从当前转运工序结束后的停机位转移至下一转运工序开始时的停机位的时间，得到转移保障时间，根据每一类所述调运组的转移保障时间，得到调运组转移时间；

52、根据预先构建的转运路径库，通过所述调运组对所述待转运飞机集合中的待转运飞机进行转运，得到飞机转运时间，根据所述调运组对应的所述飞机转运时间和所述转移保障时间，得到调运组负载，根据每一所述调运组负载，得到负载均衡指标；所述转运路径库包括所述转运区域上任一对停机位之间的可行转运路径；

53、根据预先设置的调运设备独占性约束、飞机转运时序约束、飞机转运避碰约束和调运设备转移保障时序约束，以所述机群转运完工时间最小、所述调运组转移时间最小和所述负载均衡指标最小为目标，构建调度模型；

54、求解所述调度模型，得到飞机出入库转运调度结果，根据所述飞机出入库转运调度结果进行飞机出入库转运调度。

55、上述飞机出入库转运调度方法、装置和计算机设备，通过获取待转运飞机对应的待转运飞机集合、调运设备类别和转运工序类别，计算调运设备对应的调运组进行转运时所需的调运组转移时间，以减少舰面保障资源的转移对飞机转运造成的安全风险，调运设备转移时间越少，舰面环境的扰动因素越少，飞机转运也就越顺畅，调运组是飞机转运作业的主体，通过计算调运组的负载均衡指标以平衡各调运组的负载工作量，并计算机群转运完工时间以提高转运时间效率，根据预先设置的调运设备独占性约束、飞机转运时序约束、飞机转运避碰约束和调运设备转移保障时序约束，以机群转运完工时间最小、调运组转移时间最小和负载均衡指标最小为目标，构建调度模型，通过求解调度模型，就可以得到涉及时序、设备资源约束和空间约束、且离散的调度决策变量与连续路径时序变量并存的复杂组合优化问题的解。本发明实施例，可以对多机出入库跨域同步转运进行时序规划、确保转运作业的安全和高效。