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基于时间窗的农机调度技术研究进展

中国农业科技导报 2022年第4期24卷 93-106页

作者：黄凰陈燕燕陈鹏宇罗锐刘亚东胡炜华中农业大学工学院农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 湖北省农业农村厅农业机械化管理处武汉430070 成都师范学院计算机科学学院成都611130

构建合理的跨区域多农机调度服务作业系统可以减少传统农机作业调配方式的成本,避免多区域作业农机的盲目流动,提升农业机械的作业效率。目前,跨区域多农机调度服务作业是我国农业的主要作业方式,智能调度模型和优化算法被广泛应用到农... 详细信息

构建合理的跨区域多农机调度服务作业系统可以减少传统农机作业调配方式的成本,避免多区域作业农机的盲目流动,提升农业机械的作业效率。目前,跨区域多农机调度服务作业是我国农业的主要作业方式,智能调度模型和优化算法被广泛应用到农机调度中。针对基于时间窗的农机智能调度技术的特点,综述了农机调度与传统车辆调度的区别,以及国内外学者对农机智能调度研究的现状,阐述了车辆调度领域硬时间窗、软时间窗和模糊时间窗问题;同时,对农机智能调度优化问题模型进行梳理分类,总结了农机调度问题单一智能算法以及多种算法结合的混合算法;最后,对国内外学者关于农机调度问题在作业聚焦点、模型搭建和调度算法上的现状进行了讨论和总结,并对未来的发展方向进行了展望。

关键词：农机调度时间窗优化模型智能算法

基于ZigBee通信网络的农机调度系统设计

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农机化研究 2022年第11期44卷 206-210页

作者：王素芳王小伟焦作师范高等专科学校河南焦作454000 郑州大学郑州450044

农业信息化和智能化是农业机械管理的重要部分,是地区农机化作业水平的反映。为了实现农业收割机的智能化管理,将ZigBee通信技术和蚂蚁算法技术引入到农机调度系统中,并在此基础上实现了农机作业实时监控管理。系统工作时,可以通过农机... 详细信息

农业信息化和智能化是农业机械管理的重要部分,是地区农机化作业水平的反映。为了实现农业收割机的智能化管理,将ZigBee通信技术和蚂蚁算法技术引入到农机调度系统中,并在此基础上实现了农机作业实时监控管理。系统工作时,可以通过农机调度终端了解农机的具体作业局域,根据需求实现对农机的合理调度。测试结果表明:农机调度系统分配合理,3个田块都以最快的速度完成了收割任务,节省了大量的作业时间。

关键词：农机调度收割机 ZigBee 蚂蚁算法

基于大数据平台的农机调度方法研究 ——以沙湾县宏基农业合作社的调度平台为例

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基于大数据平台的农机调度方法研究 —...

作者：吕云杰新疆农业大学

学位级别：硕士

近年来,由于土地流转政策的推行,出现了农业合作社等大规模的经营主体,他们促进了农机服务组织的形成和农机社会化服务的出现,但农机作业仍旧存在一些问题。目前农机作业呈现出供需不平衡、调度水平落后、作业效率偏低、资源配置不合理... 详细信息

近年来,由于土地流转政策的推行,出现了农业合作社等大规模的经营主体,他们促进了农机服务组织的形成和农机社会化服务的出现,但农机作业仍旧存在一些问题。目前农机作业呈现出供需不平衡、调度水平落后、作业效率偏低、资源配置不合理等问题。以沙湾县宏基农业合作社为研究对象,通过对目前农机调度方法的研究分析,并结合农机调度问题的特点,建立了多种因素约束的带时间窗的农机调度模型,并设计了一种基于遗传算法的求解方法,最后通过测试数据集和案例仿真对模型及算法进行了验证,其主要研究工作如下:（1）针对以农业合作社为代表面向订单的农机服务模式,考虑了农田作业点、农机库、农机空间转移和作业时间等多个影响因素,结合农机作业实际特点以及对当前农机调度问题的分析,建立了多因素农机调度模型。对比传统农机调度模型,本文建立的多因素农机调度模型同时整合了多个农田作业点、多个农机库、多个车辆型号、作业时间、农机作业匹配规则等多种约束,使得模型适用于服务范围更广、作业规模更大的农机作业。（2）针对建立的多因素农机调度模型,首先对研究的农机调度问题的实际特点进行了详细分析,然后选择出适宜的农机调度方法,最后设计了一种多目标约束的改进的遗传算法来求解农机调度问题。最后应用实际数据模拟实验,比较了本文改进的算法和参考文献中算法的优越性,实验结果表明:当农田维数变化,农机数量确定时,本文算法比文献算法的平均费用降低了6.0%,证明了本文算法的有效性。（3）根据沙湾县宏基农业合作社农机调度实际情况,完成了农机调度系统软件设计和程序编写以及数据库的构建,根据需求分析把农机调度系统分为车辆监控、信息管理、作业可视化、数据核对、作业查询、任务计划调度等模块,并详细介绍了各模块的功能,最后将系统程序运行测试,结果表明本系统能够实现农机调度路径引领功能,辅助管理员进行农机作业调度和管理农机具,初步实现了优化作业调度的效果。

关键词：农机调度组合优化大数据遗传算法自适应算子

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基于改进多父辈遗传算法的农机调度优化方法

农业工程学报 2021年第9期37卷 192-198页

作者：张帆罗锡文张智刚何杰张闻宇华南农业大学工程学院南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室广州510642

农机装备跨区作业存在作业任务重、转移范围大、作业时效性强等问题,传统的农机调度缺乏科学合理的调配方案。该研究开展了基于改进遗传算法的多机协同作业任务调度方法研究。首先对多块农田需连续进行多种生产任务的问题进行分析,建立... 详细信息

农机装备跨区作业存在作业任务重、转移范围大、作业时效性强等问题,传统的农机调度缺乏科学合理的调配方案。该研究开展了基于改进遗传算法的多机协同作业任务调度方法研究。首先对多块农田需连续进行多种生产任务的问题进行分析,建立在农机数量、转移距离、作业准备时间及作业时间等约束条件下的时间窗农机作业调度模型;然后以最小化作业时间为优化目标,提出改进多父辈遗传算法(Improved Multi-parent Genetic Algorithm,IMPGA)的优化方法求解农机作业规划方案;最后根据新疆塔城地区的农田数据及随机生成的农田任务进行模拟与仿真,并与标准遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行对比。结果表明:IMPGA和GA均能有效解决多任务多农机作业分配问题,IMPGA算法总体上优于GA,调度的最优时间和平均时间分别缩短2.47%和2.70%。该研究可为农机跨区作业提供合理的调度方案,也为规模化无人农场的生产经营提供科学依据。

关键词：农业机械算法改进多父辈遗传算法农机调度时间窗

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农机管理调度中心系统的设计与实现

农业技术与装备 2022年第8期 110-113页

作者：刘婞韬徐岚俊李小龙陈华张传帅孙梦遥王媛媛北京市农业机械试验鉴定推广站北京100079

为了解决农机智能化技术集成度低,各技术应用独立,数据整合困难的问题,在大数据、“互联网+农机”的时代背景下,以数字化农机管理、数字化农业管理为目标,设计并开发了北京市农机管理调度中心系统,通过安装在农机的智能无线终端(GPCS)... 详细信息

为了解决农机智能化技术集成度低,各技术应用独立,数据整合困难的问题,在大数据、“互联网+农机”的时代背景下,以数字化农机管理、数字化农业管理为目标,设计并开发了北京市农机管理调度中心系统,通过安装在农机的智能无线终端(GPCS)及作业监测设备终端实现与农机管理调度中心的数字化平台的对接,实现农机分级指挥及远程调度、农机各类型作业信息监测及数据统计分析、农机合作社综合信息管理等功能,对全市农机的宏观管理、指挥调度、作业统计、发展决策及农机合作社的社会化服务管理起到支撑作用。

关键词：农机作业农机调度农机智能化

农机调度管理系统设计——基于体育馆智慧物业管理系统

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农机化研究 2020年第6期42卷 220-223,229页

作者：曹焕男李洪梅吕晶晶崔岩河北体育学院

农机化信息工作是农机管理工作的重要组成部分,是反映农机化水平的重要手段。为了提高农机调度管理系统的智能化服务水平,将体育馆智慧物业管理系统引入到了农机调度管理系统的设计上,并开发了农机作业的智能化预约系统。系统工作时,通... 详细信息

农机化信息工作是农机管理工作的重要组成部分,是反映农机化水平的重要手段。为了提高农机调度管理系统的智能化服务水平,将体育馆智慧物业管理系统引入到了农机调度管理系统的设计上,并开发了农机作业的智能化预约系统。系统工作时,通过GPS定位,农户可以通过手机APP端查询附近作业的农机,然后联系农机驾驶员进行预约作业,农机通过GID设备可以实时地将运行轨迹和位置信息发动给农户,以实时了解其作业和位置动态,从而可以节省大量的时间,实现农机的合理调度。为了验证方案的可行性,对农机调度管理系统进行了测试,结果表明:该系统可以成功地预约农机作业,对于现代化农机信息系统技术的提升具有重要的意义。

关键词：农机调度智慧物业管理体育馆物业运行轨迹信息系统

基于遗传算法与WiFi聚类算法结合的北斗农机精准调度

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江苏大学学报（自然科学版） 2020年第4期41卷 426-433,445页

作者：王涛刘飞高羽佳胡楠张友华安徽农业大学信息与计算机学院安徽合肥230036 安徽农业大学安徽省北斗精准农业信息工程实验室安徽合肥230036

为了使我国农机在农耕季节得到高效的调度安排,保障农田顺利完成农事作业,设计出基于遗传算法与WiFi聚类算法结合的北斗农机精准调度方案.该方案首先根据物联网技术采集田间土壤墒情数据来提前预知田间是否需要农机进行农事作业;其次利... 详细信息

为了使我国农机在农耕季节得到高效的调度安排,保障农田顺利完成农事作业,设计出基于遗传算法与WiFi聚类算法结合的北斗农机精准调度方案.该方案首先根据物联网技术采集田间土壤墒情数据来提前预知田间是否需要农机进行农事作业;其次利用北斗卫星导航对作业田地和农机进行定位获取其位置信息,然后通过地理信息系统技术规划作业田地进行轨迹测算;最终通过遗传算法对一片区域的农机与农田进行模拟迭代推演,筛选出农机调度的最佳方案.方案使农户的作业需求得到精准、快速的解决,并且在无信号环境下作业可通过WiFi聚类算法对农机进行定位,掌握农机自身状况.结果表明:此方案具有简单易用、高效便捷、适应性强等特点,能帮助各地农机站对农机进行精准调度,提升我国农业的信息化及现代化水平,从而推动农业现代化的发展.

关键词：农机调度遗传算法北斗定位物联网技术 GIS地图

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带时间窗的农机调度方法研究

河北农业大学学报 2016年第6期39卷 117-123页

作者：王雪阳苑侗侗苑迎春周利亚河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071000

新三农产生的土地流转问题形成了大规模的土地,需要农机跨区域作业服务。而跨区域作业问题中,带时间窗的农机调度问题是需要解决的普遍问题。本研究首先构建了农机调度模型,然后设计了初始种群的2级多段编码生成方案,提出了单个染色体... 详细信息

新三农产生的土地流转问题形成了大规模的土地,需要农机跨区域作业服务。而跨区域作业问题中,带时间窗的农机调度问题是需要解决的普遍问题。本研究首先构建了农机调度模型,然后设计了初始种群的2级多段编码生成方案,提出了单个染色体指定位置交叉SCCASP(Single Chromosome Crossover At Specific Position)的交叉算法,最后通过大量在一定范围内的随机数据进行的模拟实验比较了基于遗传算法的农机调度ASBOGA(Agricultural Scheduling Based On Genetic Algorithm)和基于优先级的农机调度ASBONP(Agricultural Scheduling Based On Nearest Priority)算法,实验结果表明:当农田数量变化时,ASBOGA比ASBONP的平均费用降低了7.87%;当农机数量变化时,ASBOGA比ASBONP的平均费用降低了11.20%;即ASBOGA优于ASBONP。

关键词：农机调度遗传算法 2级多段编码

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基于3S技术的收获期农机调度

测绘科学 2013年第2期38卷 44-46页

作者：任建顺齐清文周芳刘雪龚泽仪中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院研究生院北京100049 山东科技大学青岛266600

农作物系统本身具有显著的时空变异性,忽略作物成熟日期的差异采取相同的收获日期可能会造成实际收获产量、质量的损失,使用3S技术进行科学合理的农机调度是减少这一损失的重要前提。本文使用获取的遥感数据反演了作物的成熟日期,并在... 详细信息

农作物系统本身具有显著的时空变异性,忽略作物成熟日期的差异采取相同的收获日期可能会造成实际收获产量、质量的损失,使用3S技术进行科学合理的农机调度是减少这一损失的重要前提。本文使用获取的遥感数据反演了作物的成熟日期,并在分析了农机时空调度的依据和限制条件的基础上,提出了农机时空调度问题,使用改进的遗传算法构建了农机时空调度模型和算法并使用MATLAB进行了程序实现,最后构建了基于3S技术的农机调度技术框架。

关键词： 3S技术农机调度时空模型遗传算法