基于改进蝴蝶优化算法的清土起藤机跨区作业调度研究

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宁夏回族自治区酿酒葡萄的种植范围面积大、横向跨度广,传统清土起藤机跨区作业调度模式由于过度依赖人工经验及匮乏技术支持,导致清土起藤机设备资源盲目流动、作业调度方案不合理等问题突出,已经无法满足各农机服务组织的发展需求;同时,“智慧农业”发展背景下,车辆调度问题向农机调度领域延伸已引起学术界的广泛关注,其中算法研究是农机调度问题研究中的重要内容。因此,借助现有信息技术,研究清土起藤机跨区作业调度问题成为本文的研究重点。基于此,本文以宁夏贺兰山酿酒葡萄产区内的清土起藤机调度问题研究为主线,基于车辆调度问题相关研究,采用服务蓝图技术刻画了宁夏贺兰山东麓葡萄产区内的清土起藤机跨区作业调度流程,识别出清土起藤机跨区作业调度的影响因素,构建了清土起藤机跨区作业调度模型,利用改进蝴蝶优化算法进行求解,并设计开发了清土起藤机跨区作业调度平台实现了清土起藤机的智能调度。本文具体研究内容和结论如下:(1)构建成本最优下的清土起藤机跨区作业调度模型。通过对现有车辆调度问题、算法、平台研究进行细致梳理,并结合宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区内的清土起藤机跨区作业的实际调研情况,运用服务蓝图技术详细刻画了清土起藤机跨区作业流程,识别出农机手数量、农机站数量、空间位置及作业顺序等清土起藤机跨区作业影响因素,建立调度成本最优的作业调度模型。(2)改进蝴蝶优化算法并进行有效性检验。针对建立的清土起藤机跨区作业调度模型,本文选取蝴蝶优化算法作为主要求解算法,并从种群初始化策略、动态气味吸收策略及个体更迭方式对算法进行了改进,并采用改进算法与其他算法对实例进行求解,对求解结果进行比较,验证了改进蝴蝶优化算法的有效性。(3)设计开发清土起藤机跨区作业调度平台。以清土起藤机跨区作业调度模型为基础,本文设计开发了以用户需求为导向的清土起藤机跨区作业调度平台,平台使用当前成熟的前后端分离技术构建,主要包括总调度中心、通信网络和车载终端三部分;同时平台软件使用Java编程语言实现清土起藤机调度算法程序和各类平台信息的管理,并嵌入了网络地理信息系统的可视化模块,实现了酿酒葡萄起藤作业的管理、调度方案生成、人员管理等平台主要功能。
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