【技术实现步骤摘要】
一种同种农机多机协同动态任务分配方法
[0001]本专利技术涉及农机多机协同作业任务分配技术，特别是一种基于改进合同网算法的同种农机多机协同动态任务分配方法。
技术介绍
[0002]随着我国农机合作社和农场作业模式的发展和推广，土地和农机都呈现集中的趋势，最常见的作业场景是作业前先将任务和顺序分配给指定农机，每台农机完成各自的作业任务后返回车库。在农机多机协同作业过程中常出现有新任务加入或有农机出现故障的问题，将待分配的任务进行实时有效的动态分配可以有效降低作业代价，缩短作业时间。
[0003]解决动态任务分配常用的方法有：一、使用启发式算法通过远程服务平台对未完成任务进行重新分配；二、使用合同网算法通过农机之间的招投标过程实现对未完成任务的重新分配。第一种方法属于集中式任务分配，将大量计算集中到服务器，对服务器压力较大，分配效果较好；第二种方法属于分布式任务分配，利用每台农机机载电脑的计算能力和农机间的相互通信完成任务分配，用时短、对服务器无压力，但是分配效果较差。为了减少服务器计算量，降低服务器故障概率，本领域亟...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同种农机多机协同动态任务分配方法，其特征在于，该同种农机多机协同动态任务分配方法基于改进合同网算法进行动态任务分配，包括如下步骤：S100、根据多机协同作业场景，基于农机性能和任务参数构建多机协同代价函数；S200、构建农机投标代价函数和招标完成后机群代价函数；S300、构建基于远程云服务平台和无线自组网的多机协同动态任务分配系统；以及S400、当有新任务需要分配时，系统通过改进合同网算法对新任务进行分配，并得到最优的任务分配结果。2.如权利要求1所述的同种农机多机协同动态任务分配方法，其特征在于，步骤S100进一步包括：S101、定义符号，假设m台农机作业，用集合{a1，
…
，a
m
}表示；作业任务数量为n，用集合{T1，
…
，T
n
}表示；第i台农机的性能参数表示为a
i
＝{v
wi
，d
i
，w
i
，v
i
，t
ti
}
T
，(i＝1，2，
…
，m)，其中v
wi
表示第i台农机的作业平均速度(km/h)，d
i
表示第i台农机的作业幅宽(m)，w
i
表示第i台农机的平均作业能力(m2/h)，v
i
表示第i台农机非作业状态行驶平均速度(km/h)，t
ti
表示第i台农机作业中每次掉头的平均时间(h)；第j个任务的参数表示为：T
j
＝{x
1j
，y
1j
，x
2j
，y
2j
，x
3j
，y
3j
，x
4j
，y
4j
，d
Tj
，l
Tj
，S
i
}
T
，(j＝1，2，
…
，n，其中(x1j，y1j)、(x2j，y2j)、(x3j，y3j)和(x4j，y4j)分别表示任务T
j
地块四个顶点的坐标，d
Tj
表示任务T
j
垂直作业路径的宽度，l
Tj
表示任务T
j
平行作业路径的长度，S
j
表示任务T
j
的面积；S102、采用如下公式计算每台农机的非作业路程：其中，s(a
i
，T
j
)表示农机a
i
到其第1个任务T
j
的路程；s(a
i
，T
j
T
k
)表示农机a
i
从第j个任务T
j
到第k个任务T
k
的路程；s(a
i
，T
l
)表示农机a
i
从最后一个任务T
l
回到车库的路程；j，k，l∈{1，
…
，n}；，n}；，n}；S103、计算每台农机完成任务的总时间，所述总时间包括农机路上的时间、农机作业的时间和农机田间掉头的时间；
其中，k
ij
为第i台农机在第j个任务地块作业行数，式中为向上取整符号，取值为不小于该符号内数值的最小整数；S104、计算任务间距离，将车库作为起点，n个任务依次作为第2到n+1个点，建立任意两点间可行驶的最短距离矩阵D。3.如权利要求2所述的同种农机多机协同动态任务分配方法，其特征在于，所述最短距离矩阵D为：其中d
ij
表示第i-1个任务点到第j-1个任务点之间可行驶的最短距离，(i、j＝{2，
…
，n+1}，i≠j)。4.如权利要求2或3所述的同种农机多机协同动态任务分配方法，其特征在于，如果两个任务地头相邻，认为该两个任务点之间可行驶的最短距离为0；如果两个任务地头不相邻，则该两个任务点之间可行驶的最短距离等于两个任务间路上的距离。5.如权利要求4所述的同种农机多机协同动态任务分配方法，其特征在于，步骤102中，s(a
i
，T
j
)＝d
1，j+1
，s(a
i
，T
l
)＝d
1，l+1
；其中，农机进入任务地块的方式包括从路上进入和从地头连接处进入，农机从路...
【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，赵博，刘阳春，苑严伟，伟利国，汪凤珠，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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