1.一種改進(jìn)的粒子群算法求解作業(yè)車(chē)間調(diào)度問(wèn)題,本發(fā)明涉及作業(yè)車(chē)間調(diào)度領(lǐng)域,具體地涉及用算法求解作業(yè)車(chē)間調(diào)度問(wèn)題,其特征在于:該算法的具體步驟如下:
步驟1:初始化算法參數(shù):包括PSO粒子的數(shù)目、位置和速度等信息;
步驟2:獲得初始最優(yōu)解:采用加權(quán)法平均法設(shè)置初始粒子的優(yōu)先級(jí),得到初始最優(yōu)解:
步驟2.1:給每個(gè)粒子編號(hào);
步驟2.2:統(tǒng)計(jì)所有粒子的速度的和,用每個(gè)粒子的速度除速度和,得到每個(gè)粒子的優(yōu)先權(quán)值;
步驟2.3:按照優(yōu)先權(quán)大小決定粒子的先后順序,優(yōu)先權(quán)值大的工件優(yōu)先執(zhí)行;
步驟3:獲得傳統(tǒng)當(dāng)前最優(yōu)解:用粒子群算法更新粒子信息,得到當(dāng)前傳統(tǒng)粒子群算法當(dāng)前最優(yōu)解;
步驟4:預(yù)測(cè)當(dāng)前最優(yōu)解:加入一種改進(jìn)的均值偏移算法,用均值偏移算法在初始最優(yōu)解的基礎(chǔ)上對(duì)每個(gè)粒子的位置和整體位置進(jìn)行預(yù)測(cè):
步驟4.1:初始化粒子位置信息;
步驟4.2:確定當(dāng)前粒子群中心;
步驟4.3:計(jì)算粒子群權(quán)值矩陣;
步驟4.4:計(jì)算粒子權(quán)值;
步驟4.5:用高低點(diǎn)法預(yù)測(cè)下一步粒子的位置和速度;
步驟4.6:計(jì)算相似函數(shù);
步驟4.7:計(jì)算均值偏移向量,由均值偏移向量確定粒子群最優(yōu)預(yù)測(cè)位置和速度;
步驟4.8:循環(huán)執(zhí)行步驟4.2到步驟4.7,直到滿足退出條件;
步驟5:初選當(dāng)前最優(yōu)解:用粒子群算法的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),將預(yù)測(cè)的最優(yōu)位置和速度與群體以往最好位置和速度做比較,將更好的位置信息作為當(dāng)前最好的位置信息;
步驟6:確定當(dāng)前最優(yōu)解:執(zhí)行禁忌搜索算法,找到當(dāng)前最優(yōu)解:
步驟6.1:給定一個(gè)當(dāng)前解和一種領(lǐng)域結(jié)構(gòu),然后在當(dāng)前領(lǐng)域結(jié)構(gòu)內(nèi)確定若干候選解;
步驟6.2:若其最佳候選解對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)優(yōu)于已保留的最好解,則忽視其禁忌特性,用其代表當(dāng)前解和最好解,并將相應(yīng)的特性加入到禁忌表中,同時(shí)對(duì)禁忌表進(jìn)行修改;
步驟6.3:若不存在上述候選解,則在候選解中選擇非禁忌的最好解作為新的當(dāng)前解,而無(wú)視它與當(dāng)前解的優(yōu)劣,同時(shí)將解的響應(yīng)特性加入禁忌表中,同時(shí)修改禁忌表;
步驟6.4:循環(huán)步驟6.1到6.3,直到滿足停止準(zhǔn)則;
步驟7:循環(huán)執(zhí)行步驟2到步驟6,直到達(dá)到停止條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的粒子群算法求解作業(yè)車(chē)間調(diào)度問(wèn)題,其特征在于:所述步驟2采用加權(quán)法平均法設(shè)置初始粒子的優(yōu)先級(jí),得到初始最優(yōu)解,其加權(quán)平均法模型如下:
(1)給每個(gè)粒子隨機(jī)編號(hào);
(2)計(jì)算粒子初始解的優(yōu)先級(jí): ;
(3)獲得初始最優(yōu)解:按照優(yōu)先級(jí)大小進(jìn)行排序,然后按排好序的序列先后順序執(zhí)行作業(yè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的粒子群算法求解作業(yè)車(chē)間調(diào)度問(wèn)題,其特征在于:所述步驟5將預(yù)測(cè)的最優(yōu)位置和速度與群體以往最好位置和速度做比較,將更好的位置信息作為當(dāng)前最好的位置信息,具體表述為:如果預(yù)測(cè)的最優(yōu)解比原來(lái)的最優(yōu)解更好,則把預(yù)測(cè)的最優(yōu)解當(dāng)作最優(yōu)解;否則,最優(yōu)解不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的粒子群算法求解作業(yè)車(chē)間調(diào)度問(wèn)題,其特征在于:所述步驟4改進(jìn)的均值偏移算法,其各步驟的具體計(jì)算方式如下:
(1)粒子的速度記為 =( ),粒子的位置記為 =( ),預(yù)測(cè)局部最佳位置和預(yù)測(cè)全局最佳位置分別記為( )和( );
(2)確定當(dāng)前中心粒子:規(guī)定速度最密點(diǎn)為速度中心粒子,位置最密點(diǎn)為位置中心粒子,速度中心和位置中心分別記為 ;
(3)計(jì)算權(quán)值矩陣:通過(guò)迭代的方式計(jì)算每個(gè)粒子到中心點(diǎn)的距離
則權(quán)值函數(shù) ,其中, , 為時(shí)間期限,
歸一化系數(shù);
(4)計(jì)算粒子權(quán)值:粒子權(quán)值直方圖是為了統(tǒng)計(jì)每個(gè)粒子點(diǎn)占的權(quán)重,具體計(jì)算過(guò)程如下:首先將車(chē)間生產(chǎn)調(diào)度空間抽象為RGB顏色空間,將RGB顏色空間量化為 的區(qū)間bins,然后通過(guò)式子 計(jì)算每個(gè)粒子紅色、綠色、藍(lán)色分量所占比重,再次由式子 計(jì)算直方圖統(tǒng)計(jì)中粒子總的權(quán)重,最后將權(quán)重值歸一化既可以得到目標(biāo)權(quán)值;
(5)利用高低點(diǎn)法來(lái)預(yù)測(cè)粒子速度和位置的走向:計(jì)算公式為:
其中,b代表上一次迭代得到的位置信息參數(shù)依一定比率位置信息參數(shù)變動(dòng)的部分,即:
(6)用上述(2)的方法確定預(yù)測(cè)粒子群中心點(diǎn);
(7)計(jì)算相似函數(shù)值:本發(fā)明使用hattachyarya系數(shù)作為相似性函數(shù),其定義為:
它的值在0—1之間,兩個(gè)模型的相似度跟的值成正比,即的值越大,表示兩個(gè)模型越相似,在JSP中則表示預(yù)測(cè)值與實(shí)際值越相近;
(8)均值偏移向量的計(jì)算:目標(biāo)定位,就是尋找使得相似度函數(shù)值達(dá)到最大的點(diǎn),從這前一幀的中心位置 開(kāi)始尋找最優(yōu)匹配的目標(biāo):
相似度函數(shù)為:
其中,令;
由此,可以得到:
是目標(biāo)中心從起始點(diǎn) 向v移動(dòng)的向量;
(9)比較由高低點(diǎn)法和均值偏移向量預(yù)測(cè)出來(lái)的值,將更好的那組值作
為最優(yōu)預(yù)測(cè)值。