一种基于改进强化免疫算法的农业物联网资源调配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种基于改进强化免疫算法的农业物联网资源调配方法，采用物联网技术获取农业中各资源需求点和供应点的相关信息，利用改进强化免疫算法实现各供应点通过调配车辆对各需求点进行资源高效调配；改进强化免疫算法为利用强化学习思想对免疫算法进行改进后得到的算法，改进是指根据车辆所在的资源供应点与需求点之间的距离初始化Q表，在每一次迭代中根据当前适应度值最小的抗体更新Q表，并在变异阶段用当前Q表指导其变异，同时，当Q表出现连续在相同位置更新时，调整Q表跳出局部最优。本发明专利技术的方法具有学习能力强、自适应性好、调配对象多及反应速度快的特点。

A method of resource allocation for Agricultural Internet of things based on improved enhanced immune algorithm

The invention relates to an improved method of strengthening agricultural IOT resource allocation based on immune algorithm, access to relevant information resources demand in agriculture and supply points using networking technology, using the improved immune algorithm to realize the intensive supply point through the deployment of vehicles on the demand points for efficient resource allocation; improvement for the use of enhanced immune algorithm the thought of learning are improved algorithm based on immune algorithm, improved refers to between resource supply and demand point of the vehicle where the distance to initialize the Q table in each iteration according to the fitness value of the smallest antibody to update the Q table, and on the stage with the current variation Q table to guide its variation, at the same time Q, when the table appears continuously in the same location update, adjust the Q table to jump out of the local optimum. The method of the invention has the characteristics of strong learning ability, good adaptability, many matching objects and quick reaction speed.

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进强化免疫算法的农业物联网资源调配方法
本专利技术属于智能农业领域，涉及一种智能优化调配方法，具体涉及一种基于改进强化免疫算法的农业物联网资源调配方法。
技术介绍
近年来，在政府、科研机构及农业生产企业等共同推动下，我国农业农村经济保持着良好发展势头，部分地区在农业物联网技术应用方面进行了积极的探索，并取得初步成效。用现代信息技术改造传统农业，是实现农业数字化设计、智能化控制、精准化运行和科学化管理的重要途径。物联网技术作为现代信息技术的新生力量，是推动信息化与农业现代化融合的重要切入点，也是推动我国农业向“高产、优质、高效、生态、安全”发展的重要驱动力。农业生产和农业经济活动中会涉及到许多资源，包括水资源、生物资源、肥料、劳动力资源、农业技术装备、农业基础设施等，各供应点资源储备量有限和不平衡往往会造成某个供应点的资源量不足以满足需求量，需要通过统一调配互相调剂。农业物联网资源调配即通过结合物联网技术获取资源需求点位置、资源供应点位置、资源供求量、路况信息等实时信息，对各种资源的统筹协调、优化调整与合理安排，以满足资源需求，提升资源调配效率，节约调配成本，达到最好的经济效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于改进强化免疫算法的农业物联网资源调配方法，其特征是：采用物联网技术获取农业中各资源需求点和供应点的相关信息，利用改进强化免疫算法实现各供应点通过调配车辆对各需求点进行资源高效调配；所述改进强化免疫算法是指利用强化学习思想对免疫算法进行改进后得到的算法，所述改进的方法为：首先根据车辆所在的资源供应点与需求点之间的距离初始化Q表，然后在每一次迭代中根据当前适应度值最小的抗体更新Q表，并在变异阶段用当前Q表指导其变异，同时，当Q表出现连续在相同位置更新时，调整Q表跳出局部最优；利用改进强化免疫算法实现资源高效调配的过程是以调配方案为抗体并以最大迭代次数MAXGEN为终止条件的改进强化免疫算法...

【技术特征摘要】
1.一种基于改进强化免疫算法的农业物联网资源调配方法，其特征是：采用物联网技术获取农业中各资源需求点和供应点的相关信息，利用改进强化免疫算法实现各供应点通过调配车辆对各需求点进行资源高效调配；所述改进强化免疫算法是指利用强化学习思想对免疫算法进行改进后得到的算法，所述改进的方法为：首先根据车辆所在的资源供应点与需求点之间的距离初始化Q表，然后在每一次迭代中根据当前适应度值最小的抗体更新Q表，并在变异阶段用当前Q表指导其变异，同时，当Q表出现连续在相同位置更新时，调整Q表跳出局部最优；利用改进强化免疫算法实现资源高效调配的过程是以调配方案为抗体并以最大迭代次数MAXGEN为终止条件的改进强化免疫算法的优化过程。2.根据权利要求1所述的一种基于改进强化免疫算法的农业物联网资源调配方法，其特征在于，利用改进强化免疫算法实现资源高效调配的具体步骤如下：(1)初始化资源调配所需要的数据和改进强化免疫算法所需要的必要参数；所述资源调配所需要的数据包括：资源需求点总数H及各个资源需求点对N种资源的需求量、资源供应点总数T及各个资源供应点的N种资源的储备量、运输车辆总数C、车辆最大承载量P、各资源需求点和供应点的位置信息；所述改进强化免疫算法所需要的必要参数包括：抗体群规模W、记忆库容量w、优势抗体保留个数s、最大迭代次数MAXGEN、多样性评价参数ps、交叉概率pc、变异概率pm、强化学习行动探索概率ε和基因选择概率μ；(2)初始化Q表；先生成一个(H×N)×C的矩阵代表强化学习的行动策略准则Q表，Q表中的每一个元素Qin,k(in＝11,21,…,H1,12,22,…,H2,…,1N,2N,…,HN；k＝1,2,…,C)表示资源需求点i中的资源n选用车辆k调配所对应的行为分数，再按照优先原则初始化Q表，即根据车辆所在的资源供应点与需求点之间的距离来初始分配行为分数；(3)初始化抗体群；随机生成一个大小为(W+w)×(H×N)的矩阵作为抗体群，矩阵的行向量表示抗体群中的一个抗体，即一个调配方案，中的每个元素的值表示负责为资源需求点i调配资源n的车辆序号，b表示抗体序号，b∈{1,…,W+w}，G表示当前迭代序数，G∈{1,…,MAXGEN}；(4)抗体群多样性评价，即分别计算抗体群中的抗体适应度值、抗体间的相似度、抗体浓度和抗体期望繁殖概率；(4.1)适应度函数为：两个约束条件为：根据抗体中每一位的取值提取出每一辆车为需求点调配资源的服务序列，其中iu(u＝1,…,q),iu∈{1,…,H}表示该车辆经过的第u个需求点序号，nuv(u＝1,…,q；v＝1,…,Zu)，nuv∈{1,…,N}表示该车辆经过的第u个需求点需要的第v种资源序号，q表示该车辆经过需求点总数，Zu表示第u个需求点所需资源种类总数；提取规则为：对抗体进行逐位判断，若的抗体位取值为k，则将服务序号in加入到对应的车辆k的服务序列Uk,b,G中；在Uk,b,G的基础上，提取每一辆车的服务需求点序列Sk,b,G＝{i1,i2,…,iq}，提取规则为：将Uk,b,G中的每一个iunuv，根据u值把u相同的iunuv合并为iu；抗体适应度值为：其中：dij是指需求点i到j的距离，下标为0代表对应的供应点；Rin是指需求点i对资源n的需求量；pk是指车辆k的实际承载资源量；mtn是指资源供应点t中资源n的实际调配量；Mtn是指资源供应点t中资源n的资源储备量；两个决策变量如下：当xijk＝1时，i,j∈Sk,b,G；当yiktn＝1时，in∈Uk,b,G；(4.2)抗体间的相似度的计算公式为：其中：b,l代表每次迭代初始时抗体群中两个不同的抗体sameb,l为抗体含有相同数值的位数，H×N为抗体长度；(4.3)抗体浓度的计算公式为：其中，(4.4)抗体期望繁殖...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝矿荣，蒋益敏，丁永生，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31