云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法制造技术

本发明专利技术公开了一种在云打印业务中基于图的带约束的拍卖算法。首先将后台中的打印店信息按照不同区域分成不同的图储存，算法采用两种模式：空闲模式和繁忙模式，分别对应业务的清淡期和繁忙期。在空闲模式，有打印订单在后台提交时，会根据该订单的收件地址自动找到存储该地区的打印机所对应的图中距离合适的打印店，然后对它们进行赋值计算，找出最优的进行分配。在繁忙模式下，后台会先对订单集进行赋值计算，得到订单的匹配值集合，然后寻找每个订单的最优匹配的打印店进行分配。本发明专利技术在算法的赋值计算中，将算法设计中，通过节点间距离的远近完成距离上的约束，简化了约束生成过程，减少了拍卖算法中部分赋值运算，达到提高算法的高效性。

【技术实现步骤摘要】
云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法
本专利技术属于云打印行业及任务分配
，具体涉及云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法。
技术介绍
云打印业务是指通过互联网，整合所有的打印设备资源，构建漫游共享的打印平台，向全社会提供随时随地的质量标准化的打印业务。近年来，国内外对云打印的研究成果越来越多，而具体实施“云打印”技术的以“谷歌云打印”和“惠普云打印”系统为主，他们各自对云打印进行了开发和布局，但是还未形成统一的标准和体系。谷歌云打印已进入试运行阶段，实现方式通过可在ChromeOS中运行的应用程序，采用应用编程接口(API)来支持云打印技术标准。ChromeOS用户可直接通过应用程序来执行打印命令。惠普云打印目前只支持其自身品牌的打印设备，将其云打印概念命名为HP-ePrint，并将这一概念定义为HP提供的一项服务，允许通过向支持云打印的打印机发送电子邮件来直接打印。用户可以从任何智能手机或计算机进行打印，而无需安装任何特殊驱动程序或软件。张徐亮在打印任务分配的实现上，采用了基于池的动态数据结构，引入了二维池的概念，并通过优先顺序进行任务调度。Han-LimChoi提出一种基于一致性的拍卖算法用来处理机器之间的任务分配。提出的consensus-basedbundlealgorithm(CBBA)算法中通过DiminishingMarginalGain(DMA)过程作为得分策略，用来将局部最优的值添加到机器可能执行的任务队列中，可以最大程度地调度所有机器人合理分配。但是任务队列的不确定性，使得DMA过程需要循环多次，加大了算法的时间复杂度。Dong-HyunLee提出一种基于资源的分布式拍卖算法(RODAA)，在其中的多跳拍卖过程中，通过机器之间的通信，建立一种宽度优先遍历(BFS)的树快速组网，很好的解决了分布式算法中通信的问题。但是基于通信方式的拍卖算法在竞拍生成过程中，机器人多次需要广播信息和接受信息，使得算法的执行时间加长。LingzhiLu在拍卖算法的研究中加入了截止期约束，通过求解NP问题的方式来寻求最优解，但其缺点是在截止约束上，耗费了大量的赋值运算，使得算法时间复杂度比普通拍卖算法增加了约一倍。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的算法时间复杂度较大的问题，提出一种利用对云打印业务的进行建模而实现的新的拍卖算法，以完成在用户和打印店之间的最优匹配。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法，包括以下步骤：步骤1、查看当前打印业务状态state，State＝1,表示繁忙状态，state＝0，表示空闲状态；步骤2、如果state＝1，则当订单池存储任务数量达到N个时，执行多个订单多机器分配执行流程；如果state＝0，则每提交一个订单，执行依次单个订单分配流程；步骤3、查看当前是否有未分配的订单，如果有，则重复执行步骤2-3；如果没有，则停止分配。进一步，步骤1中state状态为一个boolean值，根据经验人为设定。进一步，步骤2中的N值取决于后台每分钟接受的订单数和算法复杂度的考虑。作为优选，上述N的取值为100。进一步，上述步骤2中单个订单分配的具体流程如下：步骤1：通过获取订单j的位置信息，找到与该地区相对应的图Gk；步骤2：遍历所有图Gk中的顶点集Vk的位置信息进行计算，找到离订单j最近的打印店顶点vclo；步骤3：按上述赋值算法流程，根据顶点vclo进行查找与它相邻的顶点，并存放在集合pane1中，依次存放至集合panen，n的值为认为设定，把距离过远的打印店直接排除；步骤4：对所有具有竞拍资格，在集合中的打印店进行赋值计算，然后找到最高匹配值的，则进行赋值即可。进一步，步骤2中多个订单多机器分配的具体流程如下：步骤1：将订单集O里所有订单按地区分为m个集合，对于订单集Ok，k＝1,...,m，通过订单集的地区分别找到与之对应的图Gk；步骤2：对订单集Ok中的所有顶点进行遍历，并在图Gk中分别与订单j最近的打印店集合Sclo；步骤3：遍历订单集Ok里所有的订单，分别对它们执行赋值算法流程，并剔除每个订单的时间上和地点上不合适的打印店，最后对于订单集Ok里每个订单，对应一个赋值集合分别计算和存储该地区所有适合该订单的打印店的匹配值；步骤4：依次遍历查找所有的赋值集合将匹配值最高的打印店和订单进行第一轮匹配，在此步中，每个打印店只能被赋给一个订单，如果两个订单的最优匹配在同一个打印店，则取值最高的一个，如果两个匹配值相同，则按顺序匹配第一个；步骤5：将已经匹配好的订单排除出订单集Ok，并生成新的订单集Ok(τ)，对于新的订单集Ok(τ)，重复执行第2-4步骤，直至所有的订单都已经分配完毕。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：(1)对云打印业务的进行建模。云打印业务的建模，需要综合考虑打印机的种类、数量以及打印效率，同时考虑到打印业务排队时间，打印任务的最长等待时间等，建立一个云打印用户和打印店之间的最优匹配模型。(2)提出一种新的拍卖算法，用于完成在用户和打印店之间的最优匹配。该算法是一种基于图的网络结构层级顺序赋值的拍卖算法，在算法中，每个后台任务视为一个招标者，而每个打印设备单元视为一个竞拍者。在模型的基础上，通过引入改进的拍卖算法，来快速而准确的进行用户和打印店之间的匹配。(3)通过模型的建立和新的匹配算法，解决传统的打印业务调度在云打印业务中，未能全面了解一个区域内所有打印店的业务处理能力的问题，以及在面向大量业务时，会出现局部地区接收打印订单过多的现状。附图说明图1是本专利技术适用的某块区域内存储打印店位置信息的无向图G。图2是本专利技术算法大致流程图。图3是本专利技术拍卖中算法单个订单分配算法流程图。图4是本专利技术拍卖算法中多订单多机器分配算法流程图。图5是本专利技术算法中基于约束的赋值流程图。图6为本专利技术与传统的分配算法task-deadlineconstrainedgeneralizedmulti-robotlinearassignmentproblem(TAD-GMRAP)的循环迭代次数比较图。图7为本专利技术算法与传统的分配算法TAD-GMRAP的完成时间比较图。图8为本专利技术算法与传统的分配算法TAD-GMRAP的匹配度比较图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。首先进行匹配模型的建立与阐述：假设该地区共有nt个打印订单需要分配，其中每个任务之间相互独立。每个订单tj都有自己的预计完成时间ctj,即从该订单tj从打印机开始打印到打印完毕所需要的时间，以市场打印机的平均出纸速度每分钟30张计算，其中是打印订单tj的页数，这个参数会从前台在传入数据库的时候进行保存。同时每个打印订单都有个最迟限制时间dtj，由用户来进行指定，若用户未指定，默认值为1天，即1440min。同时，假设全地区有np个打印设备单元，在云打印系统中，每个打印设备单元并不是指一个打印机，而是指一个可以独立完成打印任务的设备单元，即一个打印机群，又或者是打印店。每个设备单元pi都有自己的任务栈用来存储已经分配好却还未完成的任务，这个参数是考虑到在打印业务繁忙时段，在每隔时间很短的情况下，后台就可本文档来自技高网...

【技术保护点】
云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、查看当前打印业务状态state，State＝1,表示繁忙状态，state＝0，表示空闲状态；步骤2、如果state＝1，则当订单池存储任务数量达到N个时，执行多个订单多机器分配执行流程；如果state＝0，则每提交一个订单，执行依次单个订单分配流程；步骤3、查看当前是否有未分配的订单，如果有，则重复执行步骤2‑3；如果没有，则停止分配。

【技术特征摘要】
1.云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、查看当前打印业务状态state，State＝1,表示繁忙状态，state＝0，表示空闲状态；步骤2、如果state＝1，则当订单池存储任务数量达到N个时，执行多个订单多机器分配执行流程；如果state＝0，则每提交一个订单，执行依次单个订单分配流程；步骤3、查看当前是否有未分配的订单，如果有，则重复执行步骤2-3；如果没有，则停止分配。2.根据权利要求1所述的云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法，其特征在于，步骤1中state状态为一个boolean值，根据经验人为设定。3.根据权利要求1所述的云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法，其特征在于，步骤2中的N值取决于后台每分钟接受的订单数和算法复杂度的考虑。4.根据权利要求3所述的云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法，其特征在于，所述N的取值为100。5.根据权利要求1所述的云打印业务中一种基于图的带截止约束的拍卖算法，其特征在于，步骤2中单个订单分配的具体流程如下：步骤1：通过获取订单j的位置信息，找到与该地区相对应的图Gk；步骤2：遍历所有图Gk中的顶点集Vk的位置信息进行计算，找到离订单j最近的打印店顶点vclo；步骤3：按上述赋值算法流程，根据顶点vcl...

【专利技术属性】
技术研发人员：暴建民，李树强，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32