本發(fā)明涉及任務(wù)規(guī)劃管理，更具體地說，它涉及一種基于數(shù)字孿生的任務(wù)規(guī)劃控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、任務(wù)規(guī)劃管理在軟件工程、制造行業(yè)、服務(wù)行業(yè)等多個領(lǐng)域起著核心作用，當(dāng)面臨多個任務(wù)同時分配到多個團(tuán)隊(duì)或者資源來執(zhí)行時，合理的任務(wù)規(guī)劃顯得尤為重要?，F(xiàn)有的任務(wù)規(guī)劃管理系統(tǒng)通常依賴于人工決策，即由項(xiàng)目經(jīng)理或者管理人員憑借自身的工作經(jīng)驗(yàn)完成任務(wù)的分配，然而，這種方式受人為主觀因素影響，可能只能保證任務(wù)的完成時間，無法保證利益最大化，此外，當(dāng)任務(wù)數(shù)量和團(tuán)隊(duì)數(shù)量非常龐大時，人工決策的效率低下，導(dǎo)致生成分配方案延遲，影響任務(wù)的進(jìn)度。

2、因此，亟須一種任務(wù)規(guī)劃管理系統(tǒng)以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于數(shù)字孿生的任務(wù)規(guī)劃控制系統(tǒng)，解決相關(guān)技術(shù)中傳統(tǒng)的任務(wù)規(guī)劃管理系統(tǒng)通常依賴于人工決策，受人為主觀因素影響，可能無法保證利益最大化的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供了一種基于數(shù)字孿生的任務(wù)規(guī)劃控制系統(tǒng)，包括：

3、項(xiàng)目信息采集模塊，其用于采集m個實(shí)施項(xiàng)目的項(xiàng)目信息；

4、其中m為自定義參數(shù)；

5、單位信息采集模塊，其用于采集n個實(shí)施單位的單位信息；

6、其中n為自定義參數(shù)；

7、圖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)構(gòu)建模塊，其用于基于m個實(shí)施項(xiàng)目的項(xiàng)目信息和n個實(shí)施單位的單位信息構(gòu)建圖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；

8、圖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包括：頂點(diǎn)、頂點(diǎn)的初始特征和頂點(diǎn)之間的邊；

9、頂點(diǎn)包括：第一頂點(diǎn)和第二頂點(diǎn)，第一頂點(diǎn)與實(shí)施項(xiàng)目建立數(shù)據(jù)映射，第二頂點(diǎn)與實(shí)施單位建立數(shù)據(jù)映射；第一頂點(diǎn)的初始特征通過將第一頂點(diǎn)所數(shù)據(jù)映射的實(shí)施項(xiàng)目的項(xiàng)目信息向量化表示；第二頂點(diǎn)的初始特征通過將第二頂點(diǎn)所數(shù)據(jù)映射的實(shí)施單位的單位信息向量化表示；

10、第一頂點(diǎn)和第二頂點(diǎn)之間構(gòu)建邊表示第一頂點(diǎn)所數(shù)據(jù)映射的實(shí)施項(xiàng)目分配到第二頂點(diǎn)所數(shù)據(jù)映射的實(shí)施單位；

11、同一個第一頂點(diǎn)所數(shù)據(jù)映射的實(shí)施項(xiàng)目同時只能分配到一個第二頂點(diǎn)所數(shù)據(jù)映射的實(shí)施單位；

12、同一個第二頂點(diǎn)所數(shù)據(jù)映射的實(shí)施單位最多同時只能分配q個第一頂點(diǎn)所數(shù)據(jù)映射的實(shí)施項(xiàng)目，其中q為自定義參數(shù)。

13、預(yù)測模型構(gòu)建模塊，其用于構(gòu)建并訓(xùn)練預(yù)測模型；

14、預(yù)測模型的輸入為圖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，輸出的值分別表示項(xiàng)目預(yù)計完成時間和項(xiàng)目預(yù)計成本；

15、分配方案生成模塊，其用于根據(jù)訓(xùn)練完成的預(yù)測模型構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，通過北極海雀優(yōu)化算法生成分配方案；

16、分配方案執(zhí)行模塊，其用于根據(jù)分配方案將m個實(shí)施項(xiàng)目分配到n個實(shí)施單位。

17、進(jìn)一步地，第一頂點(diǎn)的初始特征表示為：

18、；

19、其中分別表示實(shí)施項(xiàng)目的項(xiàng)目實(shí)施面積、項(xiàng)目成本預(yù)算、項(xiàng)目完成天數(shù)、實(shí)施人員數(shù)量預(yù)算、實(shí)施設(shè)備數(shù)量預(yù)算和預(yù)估實(shí)施難度，預(yù)估實(shí)施難度包括：高等、中等和低等，并通過實(shí)數(shù)編碼表示。

20、進(jìn)一步地，第二頂點(diǎn)的初始特征表示為：

21、；

22、其中分別表示實(shí)施單位的實(shí)施人員數(shù)量、實(shí)施設(shè)備數(shù)量、年?duì)I業(yè)額、歷史完成實(shí)施項(xiàng)目數(shù)量、歷史發(fā)生實(shí)施事故次數(shù)和建筑資質(zhì)等級，建筑資質(zhì)等級包括：特級、一級、二級和三級，并通過實(shí)數(shù)編碼表示。

23、進(jìn)一步地，預(yù)測模型包括：第一隱藏層、第二隱藏層、提取層、第一分類器和第二分類器；

24、第一隱藏層輸入頂點(diǎn)的初始特征，輸出更新特征；

25、第二隱藏層輸入圖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，輸出圖更新矩陣；

26、圖更新矩陣包括m個行向量，每個行向量對應(yīng)m個第一頂點(diǎn)與第二頂點(diǎn)之間的邊的綜合特征；

27、提取層用于提取圖更新矩陣的m個行向量，并輸入到第一分類器和第二分類器；

28、第一分類器的分類空間表示項(xiàng)目預(yù)計完成時間；

29、第二分類器的分類空間表示項(xiàng)目預(yù)計成本。

30、進(jìn)一步地，第一隱藏層的計算公式如下：

31、；

32、其中h表示第一隱藏輸出的更新特征，init表示第一隱藏層輸入的頂點(diǎn)的初始特征，表示第一權(quán)重參數(shù)，表示第一偏置參數(shù)，t表示轉(zhuǎn)置操作，softmax表示softmax激活函數(shù)。

33、進(jìn)一步地，第二隱藏層的計算公式包括：

34、；

35、其中1≤m≤m，1≤n≤n，表示第m個第一頂點(diǎn)與第n個第二頂點(diǎn)之間的邊的綜合特征，表示第m個第一頂點(diǎn)的更新特征，表示第n個第二頂點(diǎn)的更新特征，表示第二權(quán)重參數(shù)，表示第二偏置參數(shù)，concat表示拼接操作，sigmoid表示sigmoid激活函數(shù)。

36、進(jìn)一步地，用于訓(xùn)練預(yù)測模型的訓(xùn)練樣本的樣本標(biāo)簽通過取多個管理人員同時標(biāo)注的結(jié)果的平均值獲得，在預(yù)測模型的訓(xùn)練過程中指定交叉熵?fù)p失函數(shù)為預(yù)測模型的損失函數(shù)。

37、進(jìn)一步地，通過北極海雀優(yōu)化算法生成分配方案，包括以下步驟：

38、步驟s201，隨機(jī)生成個體數(shù)量為u的符合約束條件的初始化種群，初始化種群的每個個體均通過向量編碼表示，并定義當(dāng)前迭代次數(shù)t為0，最大迭代次數(shù)t為v，其中u和v均為自定義參數(shù)；

39、約束條件包括：同一個實(shí)施項(xiàng)目同時只能分配到一個實(shí)施單位；同一個實(shí)施單位最多同時只能分配q個實(shí)施項(xiàng)目；

40、個體的向量編碼的長度為m，向量編碼的第m個維度值表示第m個實(shí)施項(xiàng)目分配到的實(shí)施單位的編號，其中1≤m≤m；

41、步驟s202，根據(jù)訓(xùn)練完成的預(yù)測模型構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)；

42、目標(biāo)函數(shù)的計算公式如下：

43、；

44、其中fit表示個體的適應(yīng)度值，表示第m個實(shí)施項(xiàng)目分配到實(shí)施單位的項(xiàng)目預(yù)計完成時間，表示第m個實(shí)施項(xiàng)目分配到實(shí)施單位的項(xiàng)目預(yù)計成本，和分別表示第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)，和均為自定義參數(shù)，并且和值為1；

45、步驟s203，根據(jù)當(dāng)前迭代次數(shù)t和最大迭代次數(shù)t生成行為轉(zhuǎn)換因子，并判斷行為轉(zhuǎn)換因子大于預(yù)設(shè)閾值，則進(jìn)入步驟s204，否則進(jìn)入步驟s205，其中預(yù)設(shè)閾值為自定義參數(shù)；

46、行為轉(zhuǎn)換因子behavior的計算公式如下：

47、；

48、其中rand表示取值范圍為0到1之間的隨機(jī)數(shù)，不包括0和1；

49、步驟s204，通過空中飛行策略更新初始化種群中所有個體的向量編碼；

50、空中飛行策略包括：空中搜索策略、突襲捕食策略和合并策略；

51、空中搜索策略用于更新初始化種群中所有個體的向量編碼為第一向量編碼；

52、突襲捕食策略用于更新初始化種群中所有個體的第一向量編碼為第二向量編碼；

53、合并策略用于將初始化種群中所有個體的第一向量編碼和第二向量編碼進(jìn)行合并，通過目標(biāo)函數(shù)計算初始化種群中每個個體的適應(yīng)度值，并按照適應(yīng)度值從大到小的順序進(jìn)行排序獲得前u個個體作為初始化種群；

54、步驟s205，通過水下覓食策略更新初始化種群中所有個體的向量編碼；

55、水下覓食策略包括：集合覓食策略、加強(qiáng)搜索策略、躲避捕食者策略和合并策略；

56、集合覓食策略用于更新初始化種群中所有個體的向量編碼為第三向量編碼；

57、加強(qiáng)搜索策略用于更新初始化種群中所有個體的第三向量編碼為第四向量編碼；

58、躲避捕食者策略用于更新初始化種群中所有個體的向量編碼為第五向量編碼；

59、合并策略用于將初始化種群中所有個體的第三向量編碼、第四向量編碼和第五向量編碼進(jìn)行合并，通過目標(biāo)函數(shù)計算初始化種群中每個個體的適應(yīng)度值，并按照適應(yīng)度值從大到小的順序進(jìn)行排序獲得前u個個體作為初始化種群；

60、步驟s206，當(dāng)前迭代次數(shù)t加1，判斷當(dāng)前迭代次數(shù)t大于等于最大迭代次數(shù)t時，則將初始化種群中適應(yīng)度值最大的個體作為分配方案，否則返回步驟s203繼續(xù)執(zhí)行。

61、進(jìn)一步地，空中搜索策略的計算公式包括：

62、；

63、；

64、其中，1≤i≤u，表示當(dāng)前迭代次數(shù)為t的第i個個體的向量編碼，表示當(dāng)前迭代次數(shù)為t的隨機(jī)一個個體的向量編碼，表示當(dāng)前迭代次數(shù)為t+1的第i個個體的第一向量編碼，表示levy（萊維）飛行產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，d表示個體的向量編碼的維度數(shù)，d賦值為m，r表示空中飛行因子，rand表示取值范圍為0到1之間的隨機(jī)數(shù)，不包括0和1，round表示對括號內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行四舍五入，即括號內(nèi)的數(shù)值小于0.5則賦值為0，否則賦值為1，表示符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)；

65、突襲捕食策略的計算公式包括：

66、；

67、；

68、其中表示當(dāng)前迭代次數(shù)為t的第i個個體的第一向量編碼，表示當(dāng)前迭代次數(shù)為t+1的第i個個體的第二向量編碼，s表示捕食因子，tanh表示雙曲正切激活函數(shù)。

69、進(jìn)一步地，集合覓食策略的計算公式如下：

70、；

71、其中1≤i≤u，r1、r2和r3均為不包括i的1到u-1之間的隨機(jī)正整數(shù)，、和分別表示當(dāng)前迭代次數(shù)為t的第r1、r2和r3個個體的向量編碼，表示當(dāng)前迭代次數(shù)為t+1的第i個個體的第三向量編碼，f表示合作因子，f賦值為0.5，表示levy（萊維）飛行產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，d表示個體的向量編碼的維度數(shù)，d賦值為m，rand表示取值范圍為0到1之間的隨機(jī)數(shù)；

72、加強(qiáng)搜索策略的計算公式包括：

73、；

74、；

75、其中表示當(dāng)前迭代次數(shù)為t+1的第i個個體的第四向量編碼，f表示搜索因子；

76、躲避捕食者策略的計算公式如下：

77、；

78、其中當(dāng)前迭代次數(shù)為t+1的第i個個體的第五向量編碼，表示0到1之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)。

79、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將實(shí)施項(xiàng)目的項(xiàng)目信息和實(shí)施單位的單位信息構(gòu)建成圖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，通過預(yù)測模型對圖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息聚合獲得項(xiàng)目預(yù)計完成時間和項(xiàng)目預(yù)計成本，并基于預(yù)測模型構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以完成時間和成本最小化為目標(biāo)，通過北極海雀優(yōu)化算法完成實(shí)施項(xiàng)目的分配。