一种保障任务调度的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及战时装备保障【技术领域】，特别是涉及一种保障任务调度的方法及装置。本发明所述一种保障任务调度的方法包括：获取保障分队的数量及位置信息和保障对象的数量及位置信息；计算得到每个保障分队分别完成保障每个保障对象的成本；建立平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所述数学模型，得到每个保障分队分配的保障对象。通过本发明提供的一种保障任务调度的方法及装置，在多目标多任务目标调度中，能够通过获取保障对象和保障分队情况，就可以自动完成保障任务的分配，能使完成各项保障任务的总效益最优，在战时能够大幅度降低装备指挥员工作强度，提高装备保障指挥决策的实效性和准确性。
【专利说明】一种保障任务调度的方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及战时装备保障【技术领域】，特别是涉及一种保障任务调度的方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 我军现役陆军及通用装备种类繁多，战时进行装备保障工作量极大，为保证保障 工作高效、有序地完成，装备指挥员需要进行大量任务测算工作。装备保障任务调度业务过 程计算方法复杂，过程间关联程度高。
[0003] 在多目标多任务目标调度中，面临这样的问题：有若干保障任务需要完成，又有若 干保障分队能够完成其中的每项任务。由于每个保障分队的特点与能力不同，完成各项任 务的效益或时间也各不同，因保障任务性质的要求和管理保障的需要，每项任务只能由一 个保障分队完成，则应该如何分配保障分队去完成所有保障任务，能使完成各项保障任务 的总效益最优。通常，每个保障分队匹配有相应的最优保障任务，但可能造成多个保障分队 的最优保障任务重复，并不是最优的任务调度方案。因此，需要寻求总体最优的任务调度方 案。
[0004] 目前，装备指挥机构一般都使用Excel等通用软件进行装备保障任务调度，缺少 计算依据，决策过程复杂、耗费时间长、准确率低、自动化程度偏低。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中进行装备保障任务调度，缺少计算依据，决策过程复杂、耗费时间 长、准确率低、自动化程度偏低的问题，本发明提供了一种保障任务调度的方法及装置。
[0006] 本发明提供的一种保障任务调度的方法，包括：
[0007] S1，获取保障分队的数量及位置信息和保障对象的数量及位置信息；
[0008] S2,根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象的位置信息计算得到每个所述 保障分队分别到达每个所述保障对象的距离成本；
[0009] S3,判断所述保障分队的数量与所述保障对象的数量是否相等，若是，则执行步骤 S4,否则执行步骤S5;
[0010] S4,建立基于所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所 述平衡任务调度数学模型，得到每个所述保障分队所分配的所述保障对象，并结束流程；
[0011] S5,判断所述保障分队的数量是否大于所述保障对象的数量，若是，则执行步骤 S6 ；
[0012] S6,增加虚拟保障对象，使所述保障对象的数量等于所述保障分队的数量，建立基 于所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所述平衡任务调度数学 模型，得到每个所述保障分队所分配的所述保障对象，并结束流程。
[0013] 进一步地，所述平衡任务调度数学模型为根据所述每一个保障分队到达每一个保 障对象的距离成本，在满足每一个所述保障分队只分配一个所述保障对象以及每一个所述 保障对象只由一个所述保障分队完成的情况下，使得所述保障分队到达所述保障对象的距 离成本总和最小的数学模型。
[0014] 进一步地，所述步骤S5中，若所述保障分队的数量小于所述保障对象的数量，则 执行以下步骤；
[0015] S7a，增加虚拟保障分队，使所述保障分队的数量等于所述保障对象的数量，建立 基于所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所述平衡任务调度数 学模型，得到每个所述保障分队分配的所述保障对象，返回步骤S1 ;
[0016] 所述步骤S2具体包括：
[0017] 根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象的位置信息计算本次每个所述保 障分队分别到达每个所述保障对象的距离成本；
[0018] 将所述保障分队前一次到达分配的所述保障对象的距离成本加入该保障分队本 次距离成本的计算结果当中。
[0019] 进一步地，所述步骤S5中，若所述保障分队的数量小于所述保障对象的数量，则 执行以下步骤；
[0020] S7b，将保障对象采用κ-means动态聚类算法进行分组，得到保障对象组，所述保 障对象组的数量与所述保障分队的数量相等，并且计算得到每个所述保障对象组的聚类重 心的位置信息；
[0021] S8,根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象组聚类重心的位置信息，计算 得到每个所述保障分队分别到达每个所述保障对象组聚类重心的距离成本；
[0022] S9,建立基于所述距离成本的保障分队到保障对象组聚类重心的平衡任务调度数 学模型，利用分支定界法求解所述数学模型，得到每个所述保障分队分配的所述保障对象 组，所述保障分队依次完成所述保障对象组所包含的所述保障对象。
[0023] 进一步地，所述平衡任务调度数学模型为：
【权利要求】
1. 一种保障任务调度的方法，其特征在于，所述方法包括： S1，获取保障分队的数量及位置信息和保障对象的数量及位置信息； 52, 根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象的位置信息计算得到每个所述保障 分队分别到达每个所述保障对象的距离成本； 53, 判断所述保障分队的数量与所述保障对象的数量是否相等，若是，则执行步骤S4， 否则执行步骤S5 ; 54, 建立基于所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所述平 衡任务调度数学模型，得到每个所述保障分队所分配的所述保障对象，并结束流程； 55, 判断所述保障分队的数量是否大于所述保障对象的数量，若是，则执行步骤S6 ; 56, 增加虚拟保障对象，使所述保障对象的数量等于所述保障分队的数量，建立基于 所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所述平衡任务调度数学模 型，得到每个所述保障分队所分配的所述保障对象，并结束流程。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平衡任务调度数学模型为根据所述 每一个保障分队到达每一个保障对象的距离成本，在满足每一个所述保障分队只分配一个 所述保障对象以及每一个所述保障对象只由一个所述保障分队完成的情况下，使得所述保 障分队到达所述保障对象的距离成本总和最小的数学模型。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，若所述保障分队的数量小 于所述保障对象的数量，则执行以下步骤： S7a，增加虚拟保障分队，使所述保障分队的数量等于所述保障对象的数量，建立基于 所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所述平衡任务调度数学模 型，得到每个所述保障分队分配的所述保障对象，返回步骤S1 ; 所述步骤S2具体包括： 根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象的位置信息计算本次每个所述保障分 队分别到达每个所述保障对象的距离成本； 将所述保障分队前一次到达分配的所述保障对象的距离成本加入该保障分队本次距 离成本的计算结果当中。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，若所述保障分队的数量小 于所述保障对象的数量，则执行以下步骤； S7b，将保障对象采用K-means动态聚类算法进行分组，得到保障对象组，所述保障对 象组的数量与所述保障分队的数量相等，并且计算得到每个所述保障对象组的聚类重心的 位置信息； 58, 根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象组聚类重心的位置信息，计算得到 每个所述保障分队分别到达每个所述保障对象组聚类重心的距离成本； 59, 建立基于所述距离成本的保障分队到保障对象组聚类重心的平衡任务调度数学模 型，利用分支定界法求解所述数学模型，得到每个所述保障分队分配的所述保障对象组，所 述保障分队依次完成所述保障对象组所包含的所述保障对象。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述平衡任务调度数学模型 为：
其中，S为完成保障任务总成本，k为保障分队的数量，η为保障对象的数量；为第i 个保障分队完成保障第j项保障对象的成本，其中1 < i < k，1 < j < n 为决策变量， 其中1彡i彡k, 1彡j彡n，当Xij = 1时表示分配第i个保障分队完成第j项保障对象的 保障任务。
6. -种保障任务调度的装置，其特征在于，所述装置包括： 获取模块，用于获取保障分队的数量及位置信息和保障对象的数量及位置信息； 第一计算模块，根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象的位置信息计算得到每 个所述保障分队分别到达每个所述保障对象的距离成本； 第一判断模块，判断所述保障分队的数量与所述保障对象的数量是否相等； 第一分配模块，建立基于所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法 求解所述平衡任务调度数学模型，得到每个所述保障分队所分配的所述保障对象； 第二判断模块，判断所述保障分队的数量是否大于所述保障对象的数量； 第二分配模块，用于增加虚拟保障对象，使所述保障对象的数量等于所述保障分队的 数量，建立基于所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所述平衡 任务调度数学模型，得到每个所述保障分队所分配的所述保障对象。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述平衡任务调度数学模型为根据所述 每一个保障分队到达每一个保障对象的距离成本，在满足每一个所述保障分队只分配一个 所述保障对象以及每一个所述保障对象只由一个所述保障分队完成的情况下，使得所述保 障分队到达所述保障对象的距离成本总和最小的数学模型。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 第三分配模块a，用于增加虚拟保障分队，使所述保障分队的数量等于所述保障对象的 数量，建立基于所述距离成本的平衡任务调度数学模型，并采用分支定界法求解所述平衡 任务调度数学模型，得到每个所述保障分队分配的所述保障对象； 所述第一计算模块，用于根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象的位置信息计 算本次每个所述保障分队分别到达每个所述保障对象的距离成本；将所述保障分队前一次 到达分配的所述保障对象的距离成本加入该保障分队本次距离成本的计算结果当中。
9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 分组模块，用于将保障对象采用K-means动态聚类算法进行分组，得到保障对象组，所 述保障对象组的数量与所述保障分队的数量相等，并且计算得到每个所述保障对象组的聚 类重心的位置信息； 第二计算模块，用于根据所述保障分队的位置信息和所述保障对象组聚类重心的位置 信息，计算得到每个所述保障分队分别到达每个所述保障对象组聚类重心的距离成本； 第三分配模块b，用于建立基于所述距离成本的保障分队到保障对象组聚类重心的平 衡任务调度数学模型，利用分支定界法求解所述数学模型，得到每个所述保障分队分配的 所述保障对象组；所述保障分队依次完成所述保障对象组所包含的所述保障对象。
10.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，所述平衡任务调度数学模型 为：
其中，S为完成保障任务总成本，k为保障分队的数量，η为保障对象的数量；为第i 个保障分队完成保障第j项保障对象的成本，其中1 < i < k，1 < j < n 为决策变量， 其中1彡i彡k, 1彡j彡n，当Xij = 1时表示分配第i个保障分队完成第j项保障对象的 保障任务。
【文档编号】G06F9/46GK104216769SQ201410494844
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】何国良, 朱连军, 李卫东 申请人:中国人民解放军装甲兵工程学院