[发明专利]一种基于双层嵌套遗传算法的多林区航线调度规划方法

说明书

本发明公开了一种基于双层嵌套遗传算法的多林区航线调度规划方法，包括以下步骤：S1、设置两层遗传算法的种群大小和长度、交叉概率、变异概率；S2、得到初始种群Chrom1并进行扩展，得到种群Chrom11；S3、初始化种群Chrom2；S4、根据种群Chrom2修正种群Chrom11；S5、对种群Chrom2中染色体进行选择、交叉、变异操作；然后进行逆转操作；重新插入得更新后种群Chrom2；S6、检测迭代次数是否超过最大迭代次数；S7、计算Chrom1中第K行适应度；S8、判断K值是否大于Chrom1种群数；S9、对种群Chrom1中的染色体进行选择、交叉、变异操作，然后进行逆转操作；S10、检测迭代次数是否超过最大迭代次数；S11、通过计算输出最短调度路径。

技术领域

本发明涉及林业管理领域，尤其涉及一种基于双层嵌套遗传算法的多林区航线调度规划方法。

背景技术

我国林区地形非常复杂，既有集中的大面积林区，也有分散的小面积林地。例如东北地区、西南地区的林地多为大面积林区，而东部地区的林地以道路、村庄以及农田等地区的防护林为主，多为面积较小的片林，在航空施药的过程中，常出现施药区域为多个较小的林区，因此，多林区的调度航线规划尤为重要。目前对航空多林区施药作业时调度航线的研究较少，难以满足多林区航空施药作业的使用需求，给多林区施药操作带来了一定的困扰。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种操作简单、提高效率的基于双层嵌套遗传算法的多林区航线调度规划方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于双层嵌套遗传算法的多林区航线调度规划方法，包括以下步骤：

S1、根据需要喷药的林区数量设置第一层遗传算法的种群大小和长度、交叉概率、变异概率；设置第二层遗传算法的种群大小和长度、交叉概率、变异概率；

S2、采用十进制编码方式，采用随机产生种群的方式得到初始种群Chrom1；并对初始种群Chrom1进行扩展，得到种群Chrom11；

S3、对第二层遗传算法采用二进制编码，采用随机生成二进制数的方式得到种群Chrom2；

S4、根据种群Chrom2修正扩展种群Chrom11的第K行，得到针对Chrom1中第k行的修正扩展种群Chrom22；修正后的种群Chrom22中的染色体即表示真实的进出点路径的调度路径，计算种群Chrom22中每行染色体对应的调度路径长度，将种群Chrom22中每行染色体对应的调度路径长度的倒数作为种群Chrom2对应每行的适应度值；

S5、对种群Chrom2中的染色体进行选择、交叉、变异操作，然后进行逆转操作，生成更新后的种群Chrom3,并把种群Chrom3的数据赋予种群Chrom2；

S6、检测第二层遗传算法迭代次数是否超过最大迭代次数，当迭代次数未超过最大迭代次数时，返回步骤S4，否则进行步骤S7；

S7、计算种群Chrom1中第K行的适应度：种群Chrom11中第K行根据种群Chrom2中每行的二进制编码进行修正扩展种群，得修正后扩展种群Chrom22，并将Chrom22中距离最短值作为种群Chrom1中第K行适应度，记为f1(k)；

S8、判断K值是否大于种群Chrom1的种群数；当K≥size(Chrom1,1)时，将K=1，进行步骤S8，否则将K=K+1，返回步骤S4；

S9、对种群Chrom1中的调度长度进行选择、交叉、变异操作，然后进行逆转操作；重新插入得更新后的种群Chrom1；

S10、检测迭代次数是否超过最大迭代次数，当迭代次数未超过最大迭代次数时，返回步骤S2，否则进行步骤S11；

S11、通过计算输出最短调度路径，该最短调度路径即为多林区航线调度规划的最短调度路径。