用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及智能优化领域，提供一种用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法及系统，该系统包括规划场景建立模块、规划初始化模块、规划计算模块、可视化模块和结果输出模块。本发明专利技术提出的技术方案采用智能化的方式改进了传统基于人工方式的规划方法，提升了规划的效率，降低了成本。

Method and system for constraint checking and task planning of large engineering projects

The present invention relates to the field of intelligent optimization, provides a method and system for large-scale project constraint checking and mission planning, the planning system including scene setup module, initialization module, planning and planning calculation module and visualization module and output module. The technical proposal adopted by the invention improves the traditional planning method based on artificial mode in an intelligent way, improves the planning efficiency and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能优化领域，特别涉及一种用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法及系统。
技术介绍
在大型工程项目中，工程通常由多个任务组成，影响这些任务开展的要素很多，而任务之间有具有复杂的关联关系，各个任务往往涉及到复杂的约束条件，造成任务之间的相互干涉，规划难度极大。工程项目中的任务规划即通过合理安排各个任务的执行开始时间，使整个工程项目在满足约束条件的情况下，还能同时达到一定的优化目标。从计算复杂性理论来讲，一般任务规划问题都是NP完全问题，是优化问题中最难的一类组合优化问题，其求解难度随问题规模的增大和约束的增多而成几何级增长，绝大多数算法很难求得其精确解。传统一般采用人工排布的方式进行任务分配和协同规划，采用传统的人工方式规划是依靠经验，主要的过程是进行人工推理，这种规划方式没有合理的依据支撑，且在分配资源中不可避免地会受到主观意识影响，往往会出现规划效率低、方案不优化的问题。甚至于，当工程项目复杂到一定程度之后，采用人工排布的方式甚至很难获取可行的方案。因此，有必要采用计算机辅助决策的方式提供任务规划支持。
技术实现思路
【要解决的技术问题】本专利技术的目的是提供一种用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法及系统，以采用智能化的方式改进传统基于人工方式的规划方法。【技术方案】本专利技术是通过以下技术方案实现的。本专利技术首先涉及一种用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法，包括步骤：A、新建规划场景；B、建立规划起始时刻的系统状态、事件列表和物资列表，从提前建立的状态库中选择部分平台状态作为本次规划场景的平台状态，从提前建立的事件库中选择部分任务事件作为本次规划场景的任务事件，从提前建立的物资库中选择部分平台物资作为本次规划场景的平台物资；C、从规划初始时刻开始规划计算，分别进行约束知识检查和状态物资推演；D、输出规划计算结果，人工对规划计算结果进行检查，如果检测通过则转入步骤E，反之则人工调整事件属性；E、输出事件列表、平台状态、物资清单和物资需求。作为一种优选的实施方式，所述步骤C中的约束知识检查至少包括时间类型的约束知识检查和数值类型的约束知识检查，所述时间类型的约束检查是根据事件发生前的平台状态加上约束的时间，再和当前的时间比较以判断是否符合要求；所述数值类型的约束检查是根据事件发生前的平台状态和预设的约束值进行比较以判断是否符合要求。作为另一种优选的实施方式，所述物资状态推演包括物资推演和状态推演，所述物资推演是根据事件发生前物资数量和事件对物资的影响情况，生成事件发生后物资状态；所述状态推演是根据事件发生前平台状态和事件对平台状态的影响情况，生成事件发生后平台状态。作为另一种优选的实施方式，所述场景属性至少包含场景名称、创建者、规划时间起点、规划时间终点。作为另一种优选的实施方式，所述步骤B中规划起始时刻的系统状态、事件列表和物资列表可以通过文件形式导入或从事先录入的库中选择。本专利技术还涉及一种用于大型工程项目的约束检查和任务规划的系统，其包括规划场景建立模块、规划初始化模块、规划计算模块、可视化模块和结果输出模块，所述规划场景建立模块用于新建规划场景；所述规划初始化模块被配置成：建立规划起始时刻的系统状态、事件列表和物资列表，从提前建立的状态库中选择部分平台状态作为本次规划场景的平台状态，从提前建立的事件库中选择部分任务事件作为本次规划场景的任务事件，从提前建立的物资库中选择部分平台物资作为本次规划场景的平台物资；所述规划计算模块被配置成：从规划初始时刻开始规划计算，分别进行约束知识检查和状态物资推演；所述可视化模块被配置成：输出规划计算结果，人工对规划计算结果进行检查，如果检测通过则通过结果输出模块输出事件列表、平台状态、物资清单和物资需求，反之则人工调整事件属性；所述结果输出模块被配置成：输出事件列表、平台状态、物资清单和物资需求。作为一种优选的实施方式，所述规划计算模块包括约束知识检查子单元，所述约束知识检查具体被配置成：根据事件发生前的平台状态加上约束的时间，再和当前的时间比较以判断是否符合要求；根据事件发生前的平台状态和预设的约束值进行比较以判断是否符合要求。作为另一种优选的实施方式，所述规划计算模块包括状态物资推演子单元，所述状态物资推演子单元具体被配置成：根据事件发生前物资数量和事件物资情况，生成事件发生后物资状态；根据事件发生前平台状态和事件属性，生成事件发生后平台状态。作为另一种优选的实施方式，所述规划场景建立模块建立的场景的属性至少包含场景名称、创建者、规划时间起点、规划时间终点。作为另一种优选的实施方式，所述规划初始化模块中规划起始时刻的系统状态、事件列表和物资列表均通过文件形式导入或从事先录入的库中选择。下面对本专利技术进行详细说明。本专利技术提出了一种约束检查和任务规划方法和系统，该方法包括事件库、约束库、知识库和物资库四个库，具体如下：事件库保存任务事件，任务事件为对工程项目具有影响的全局性的活动，如设备购置、平台搭建、平台维护等。任务事件可以直接创建，也可以由模板创建。物资库保存运营物资。运营物资为和事件关联的工作对象，如搭建平台需要的设备。事件可以触发物资的变动，如设备购置事件触发物资的补充，平台搭建事件触发物资的消耗，平台维护触发物资的使用。约束库保存约束条件。约束条件是对事件的限制条件。约束与事件相关联，关联事件分为触发事件和影响事件，如某设备从调试完成到启动使用时间不能超过3个月是一条约束，则该约束触发事件为设备购置，影响事件为平台搭建，约束描述为影响事件发生时刻不大于触发事件发生时刻3个月。约束条件可以与物资相关联，如上述设备购置事件关联的物资就为相关设备。多个约束之间具有关联关系，如与、或、非等。知识库保存规划知识。规划知识为一种特殊的约束条件，指的是非强制满足的约束。知识用于优化对事件的编排，在尽可能满足的情况下调整事件的时序。任务规划计算通过约束检查、知识检查、状态推演和物资推演，确定任务事件的执行时间，并输出检查结果和物资清单。规划步骤详细介绍如下：(1)新建规划场景：场景属性包含：场景名称、创建者、规划时间起点、规划时间终点。(2)选择规划初始状态：建立规划起始时刻的系统状态，从提前建立的状态库中选择部分平台状态作为本次规划场景的平台状态。规划初始状态也可以通过文件形式导入。(3)选择规划初始物资：建立规划起始时刻的物资列表，从提前建立的物资库中选择部分平台物资作为本次规划场景的平台物资。规划初始物资也可以通过文件形式导入。(4)选择规划初始事件：建立规划起始时刻的事件列表，从提前建立的事件库中选择部分任务事件作为本次规划场景的任务事件。规划初始事件也可以通过文件形式导入。初始事件选择完成后还可以通过以下两种方式补充添加：a)从事件库补充创建：从事件库中选择已有事件进入规划场景，并设置事件开始时间。b)从事件模板补充创建：从事件模板库中根据事件模板创建事件，并设置事件基本参数和事件开始时间。(5)规划计算：从规划初始时刻开始规划计算，分别进行约束知识检查和状态物资推演。进行规划计算时首先按照事件发生时刻对事件进行排序，按照顺序进行计算。a)约束知识检查：在事件的开始时刻进行约束和知识检查。约束和知识检查根据事件发生前平台状态和事件属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法，其特征在于包括步骤：A、新建规划场景；B、建立规划起始时刻的系统状态、事件列表和物资列表，从提前建立的状态库中选择部分平台状态作为本次规划场景的平台状态，从提前建立的事件库中选择部分任务事件作为本次规划场景的任务事件，从提前建立的物资库中选择部分平台物资作为本次规划场景的平台物资；C、从规划初始时刻开始规划计算，分别进行约束知识检查和状态物资推演；D、输出规划计算结果，人工对规划计算结果进行检查，如果检测通过则转入步骤E，反之则人工调整事件属性；E、输出事件列表、平台状态、物资清单和物资需求。

【技术特征摘要】
1.一种用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法，其特征在于包括步骤：A、新建规划场景；B、建立规划起始时刻的系统状态、事件列表和物资列表，从提前建立的状态库中选择部分平台状态作为本次规划场景的平台状态，从提前建立的事件库中选择部分任务事件作为本次规划场景的任务事件，从提前建立的物资库中选择部分平台物资作为本次规划场景的平台物资；C、从规划初始时刻开始规划计算，分别进行约束知识检查和状态物资推演；D、输出规划计算结果，人工对规划计算结果进行检查，如果检测通过则转入步骤E，反之则人工调整事件属性；E、输出事件列表、平台状态、物资清单和物资需求。2.根据权利要求1所述的用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法，其特征在于所述步骤C中的约束知识检查至少包括时间类型的约束知识检查和数值类型的约束知识检查，所述时间类型的约束检查是根据事件发生前的平台状态加上约束的时间，再和当前的时间比较以判断是否符合要求；所述数值类型的约束检查是根据事件发生前的平台状态和预设的约束值进行比较以判断是否符合要求。3.根据权利要求1所述的用于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法，其特征在于所述物资状态推演包括物资推演和状态推演，所述物资推演是根据事件发生前物资数量和事件物资情况，生成事件发生后物资状态；所述状态推演是根据事件发生前平台状态和事件属性，生成事件发生后平台状态。4.根据权利要求1所述的于大型工程项目的约束检查和任务规划的方法，其特征在于所述场景属性至少包含场景名称、创建者、规划时间起点、规划时间终点。5.一种用于大型工程项目的约束检查和任务规划的系统，其特征在于包括规划场景建立模块、规划初始化模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐战，周保琢，张志，郭继文，谢戴茜，
申请(专利权)人：四川航天系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51