[发明专利]一种基于遗传算法和烟花算法的插单排程方法

权利要求书

1.一种基于遗传算法和烟花算法的插单排程方法，其特征在于包括以下步骤：

S1设定初始参数，所述的初始参数包括种群规模、精英规模H、变异次数和迭代总数；

S2选择插单排程模式为基于订单排序的插单排程模式或基于损失最小的插单排程模式；

S3获取原订单和插单订单，根据设定的种群规模，生成初始种群，将初始种群作为当前种群开始迭代；

S4对当前种群进行种群交叉操作，得到交叉后的种群；

S5根据设定的变异次数，对交叉后的种群进行种群变异操作，得到遗传种群；

S6根据基于收敛情况的动态调节机制计算烟花规模，并记为f，其中，c表示收敛指数，a表示预设的烟花规模开始随着收敛指数增长的阈值，b表示预设的烟花规模的上限值；

S7在遗传种群中随机选取f个个体作为烟花群；

S8对烟花群进行烟花爆炸操作，得到爆炸火花群；

S9对烟花群进行高斯变异操作，得到高斯火花群；

S10采用基于距离的轮盘赌策略从烟花群、爆炸火花群和高斯火花群中选择f个个体，组成烟花选择种群；

S11根据设定的精英规模，对遗传种群进行遗传选择，得到遗传选择种群；

S12判断是否达到设定的迭代总数，若是，则输出混合烟花选择种群和遗传选择种群后的种群；若不是，则将混合烟花选择种群和遗传选择种群后的种群作为当前种群并返回步骤S4继续进行迭代。

2.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法和烟花算法的插单排程方法，其特征在于所述的步骤S2中选择插单排程模式为基于订单排序的插单排程模式；

所述的步骤S3中生成初始种群的具体方法为：

A-1获取订单权重序列，确定插单订单在订单权重序列中的插单位置后，在订单权重序列中插入该插单订单，得到订单序列；

A-2获取订单序列中的每个原订单对应的原始基因序列片段，并对每个原始基因序列片段进行高斯变异得到高斯变异后的基因序列片段，对订单序列中的每个插单订单采用随机生成的方式生成其对应的基因序列片段，将高斯变异后的基因序列片段和插单订单对应的基因序列片段按照订单序列的顺序进行串联得到一个总基因序列，并将该总基因序列作为一个初始个体的基因序列，得到一个初始个体；

A-3重复步骤A-2，直至得到的初始个体的数量达到设定的种群规模，并将得到的所有的初始个体组成初始种群；

所述的步骤S4中采用基于互补集的交叉算子对当前种群进行种群交叉操作，得到交叉后的种群，具体方法为：

B-1将当前种群作为父代种群，获取父代种群中随机两个父代个体的基因序列，并记为P1和P2；

B-2同时遍历P1和P2，将P1与P2在相同位置的基因片段记为P1_k与P2_k并进行基于互补集的交叉操作，生成子代基因片段S1_k与S2_k，并将S1_k置于P1_k在P1的位置处，将S2_k置于P2_k在P2的位置处；

B-3遍历结束后，将获得的子代基因片段按照顺序组合得到子代基因序列S1与S2；

所述的步骤S5中采用分段式的互换方式对交叉后的种群进行种群变异操作，得到遗传种群，具体方法为：

C-1对于交叉后的种群中的每个个体，从其对应的基因序列中随机选取一个基因片段，随机选取并交换该基因片段中两个不同位置上的基因元素，得到变异后的个体；

C-2重复步骤C-1，直至交换次数到达设定的变异次数，将所有得到的变异后的个体组成遗传种群；

所述的步骤S8中对烟花群进行烟花爆炸操作，得到爆炸火花群的具体方法为：

D-1在[0，R_i]区间，生成一个随机数k′，其中，R_i表示第i个烟花个体的爆炸半径，x_i表示烟花群的第i个烟花个体，1≤i≤N，N表示烟花群中烟花个体的总数，f(x_i)表示第i个烟花个体的适应值，F_min是指烟花群中适应值最好的烟花个体对应的适应值，r表示预设的爆炸半径参数，ε表示常数，q表示预设的爆炸半径常数；

D-2随机交换第i个烟花个体xi的基因序列中两个不同位置上的基因片段，重复k′次后，得到x_i对应的爆炸火花；

D-3重复步骤D-1至步骤D-2S_i次，得到S_i个爆炸火花并组成爆炸火花群，其中，S_i表示第i个烟花个体的火花数量，F_max是指烟花群中适应值最差的烟花个体对应的适应值，m表示预设的火花数量参数，p表示预设的火花数量常数；

所述的步骤S9中对烟花群进行高斯变异操作，得到高斯火花群的具体方法为：

E-1选择一个服从标准高斯分布随机数的绝对值k；

E-2从烟花群中随机选择一个个体，随机选取并交换该个体的基因序列中两个不同位置上的基因片段，重复k次后，得到该个体对应的高斯火花；

E-3重复步骤E-1至步骤E-2，直至生成的高斯火花数达到烟花规模，将所有得到的高斯火花作为高斯火花群；

所述的步骤S11中对遗传种群进行遗传选择，得到遗传选择种群的具体方法为：对遗传种群中的每个个体根据适应值进行升序排序，并选取前H个个体组成遗传选择种群。