[发明专利]一种基于双层融合智能算法的多林区航线调度规划方法

说明书

本发明公开了一种基于双层融合智能算法的多林区航线调度规划方法，S1、设置第一层遗传算法的种群；S2‑S6、采用十进制编码方式初始化种群，计算适应度，执行选择、交叉、变异、逆转操作，重新插入到种群中并检查迭代次数；S7、蚁群算法信息素初始化；S8‑S20、设置蚂蚁个数m，分别随机放在待规划的多片区林区节点上，蚂蚁k不重复地将所有片区都遍历，及时更新局部信息素；检查蚂蚁索引号k是否大于蚂蚁个数m；全局信息素更新。检查迭代次数；输出作业顺序路径解集；设置第二层遗传算法种群；采用二进制编码种群Chrom2；计算适应度值；进行选择、交叉、变异操作；重新插入后得更新后种群；检测迭代次数；输出航线最佳调度方案。

技术领域

本发明涉及林业管理技术领域，尤其涉及一种基于双层融合智能算法的多林区航线调度规划方法。

背景技术

我国林区地形非常复杂，既有集中的大面积林区，也有分散的小面积林地。我国东部地区的林地以道路、村庄以及农田等地区的防护林为主，多为面积较小的片林，在航空施药的过程中，常出现施药区域为多个面积较小的林区，因此，多林区的调度航线规划尤为重要。小面积单林区规划中，应该减少质保飞机掉头次数；在多林区调度规划中，考虑片区进出入点，规划出路线较短的全局区域间调度航线具有重要意义。目前对航空多林区施药作业时调度航线的研究较少，难以满足多林区航空施药作业的使用需求，给多林区施药操作带来了一定的困扰。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于双层融合智能算法的多林区航线调度规划方法，操作简单、效率高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于双层融合智能算法的多林区航线调度规划方法，包括如下步骤：

S1、根据需要喷药的林区数量设置第一层遗传算法的种群大小和长度、交叉概率、变异概率；

S2、采用十进制编码方式，采用随机产生种群的方式得到初始种群Chrom1；

S3、计算初始种群Chrom1的适应度，适应度值为每条染色体对应的作业顺序路径长度的倒数；

S4、对初始种群Chrom1执行选择、交叉、变异、逆转操作；

S5、重新插入到初始种群Chrom1中，得到更新后的更新种群Chrom1；

S6、检查迭代次数是否达到最大值，达到以后就执行S7，否则执行S3；

S7、根据更新种群Chrom1中的结果，进行蚁群算法信息素初始化；如更新种群Chrom1中包含片区1至片区2的路径，就在蚁群算法信息素设置时将片区1至片区2的路径的信息素增加；信息素增加值取更新种群Chrom1中适应度值最大的那条染色体的适应度值；

S8、设置蚁群算法的蚂蚁个数m，信息启发式因子、期望启发式因子、信息素挥发因子、信息素增强系数、蚁群算法迭代次数最大值；将初始迭代次数初值Nc＝0；

S9、迭代计数器增加1，将m只蚂蚁分别随机放在待规划的多片区林区节点上；

S10、蚂蚁禁忌表索引号k＝1,该只蚂蚁按照状态转移概率选择下一个片区，更新局部信息素，即当经过该片区，就将该片区和前一个所在片区之间路径的信息素适当增加，并修改片区禁忌表，即将走过的片区移除待遍历的片区集合，直到该只蚂蚁不重复地将所有片区都遍历完；该只蚂蚁每到一个片区，就更新一次局部信息素；

S11、检查蚂蚁索引号k是否大于蚂蚁个数m；当k≥m，执行S12，否则将蚂蚁禁忌表k＝k+1，并执行S10；

S12、m只蚂蚁都遍历了所有片区，执行全局信息素更新；

S13、检查迭代次数Nc是否大于蚁群算法迭代次数最大值；当Nc≥Ncmax，执行步骤S14，否则执行步骤S9；