CN112053099A - 一种路灯建设资源调度方法、系统、存储介质和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路灯建设资源调度方法、系统、存储介质和装置，所述资源调度方法，优先安排整体上资源被需求程度最高的任务，实现了资源的集中利用，能够尽早地将紧缺资源从任务中解放出来，尽早结束对其它任务的影响，这样就能得到尽可能短的工程工期。

Description

一种路灯建设资源调度方法、系统、存储介质和装置

技术领域

本发明属于路灯建设技术领域，具体涉及一种路灯建设资源调度方法、系统、存储介质和装置。

背景技术

伴随着智慧城市步伐加快，物联网路灯将在北京周边商圈建设和推广。物联网路灯建设是一项复杂的工程，不仅需要完成地下管线、管道、电气设备的铺设以及立灯杆做工井和变压器安置等传统施工工序(任务)，还要在多功能灯杆上安装智能设施，完成后台系统搭建和调试，流程步骤较多、前后衔接紧密，多种工作需要同步施工，然而人力和设备资源有限，人员和车辆等资源的使用，可能出现相互争抢的现象。

实际的工程中，每个任务配置多个资源的情况是非常普遍的，物联网路灯的建设安装过程中就涉及多任务多资源的调配问题，而目前在处理多资源多任务冲突上，路灯建设资源调度方法一种是采用关键工序优先分配资源的方法，基于这种方法得到的资源分配方案通常无法得到最短的工期时间；另一种方法就是“穷举法”，把所有的资源调配方式全部尝试一遍，找到工期最小的分配资源方法，这样的计算量太大，极大影响效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种路灯建设资源调度方法、系统、存储介质和装置，以解决现有技术中的问题。

一种路灯建设资源调度方法，包括如下步骤：

1)从t＝0开始，分别计算[t，t+1]时间段内每种空闲路灯建设资源的资源负载值，以及每个路灯建设任务的资源负载总值；

2)按路灯建设资源负载总值从大到小顺序依次安排路灯建设任务，优先安排路灯建设资源负载总值最大的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；

3)令t＝t+1，时间向后推移一个单位，查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务；

4)若没有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，则重复步骤3)；

如果有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，重复步骤1)～步骤2)，直至所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足；

5)生成所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足后的路灯建设资源的调度配置方案，依据所述路灯建设资源的调度配置方案进行实际生产中的路灯建设资源调度。

进一步的，步骤1)中，[t，t+1]时间段内不同路灯建设任务的资源负载总值存在相等情况时，优先安排自由时差小的路灯建设任务，将空闲路灯建设资源按照路灯建设任务的工期从长到短的顺序依次分配给资源负载总值相同的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务。

进一步的，步骤1)中某种空闲路灯建设资源的资源负载值为：

式中：k为资源序号，R_k是这一时间下某种路灯建设资源可提供量，f_max为某种空闲路灯建设资源的被需求量。

进一步的，步骤1)中某个路灯建设任务R_i的资源负载总值为∑R_i：

式中：i为任务代号，k为资源序号，S代表该路灯建设任务所需的某空闲路灯建设资源的资源负载值。

进一步的，所述空闲路灯建设资源包括人力资源和机械资源。

进一步的，所述人力资源包括：挖掘资源、管线资源、灯杆资源、工井资源、充电桩资源、传感资源、安防监控资源、气象广告资源、箱变基础资源、小室建设资源、箱体安置资源、节电安装资源、照度采集资源、平台搭建资源、项目验收资源；每种人力资源只有一个。

进一步的，所述机械资源包括：吊车、挖机、高车、卷扬机；所述吊车、挖机、高车分别有两台，所述卷扬机只有一台。

本发明的另一个技术方案是：一种用于路灯建设资源调度的系统，包括：

资源计算模块，用于分别计算[t，t+1]时间段内每种空闲路灯建设资源的资源负载值，以及每个路灯建设任务的资源负载总值；

资源分配模块，用于按路灯建设资源负载总值从大到小顺序依次安排路灯建设任务，优先安排路灯建设资源负载总值最大的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；当不同路灯建设任务的资源负载总值存在相等情况时，优先安排自由时差小的路灯建设任务，将空闲路灯建设资源按照路灯建设任务的工期从长到短的顺序依次分配给资源负载总值相同的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；

重新分配模块，用于在时间向后推移一个单位后，查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务；若没有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，则时间再向后推移一个单位，查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务；如果有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，则将该解放出来的空闲路灯建设资源分配给当前资源负载总值最大的路灯建设任务，直至所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足；

调度方案生成模块，用于生成所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足后的路灯建设资源的调度配置方案，并将所述路灯建设资源的调度配置方案下放到路灯建设实际生产中。

本发明的又一个技术方案是：一种用于路灯建设资源调度的装置，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的路灯建设资源调度方法。

本发明的再一个技术方案是：一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的路灯建设资源调度方法。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明实施例提供的资源调度方法，优先安排整体上资源被需求程度最高的任务，实现了资源的集中利用，能够尽早地将“紧俏”资源从任务中解放出来，尽早结束对其它任务的影响，这样就能得到尽可能短的工程工期。

2、本发明实施例提供的资源调度方法，依据‘资源利用强度大的任务优先安排’的原则，既节约了‘穷举法’花费的时间，又降低了‘关键工序优先分配’方法的盲目性，以资源强度为主线由强到弱依次安排，尽可能增大单位时间资源密度，也便于快速找到尽可能短的关键链，这对于需要抢工期的物联网路灯建设十分重要。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中路灯建设资源调度方法示意图；

图2为本发明实施例中物联网路灯建设的工序流程图；

图3为本发明实施例中工程工期和逻辑关系图；

图4为本发明实施例中多资源、多任务资源冲突示意图；

图5为本发明实施例中t＝0时刻任务安排示意图；

图6为本发明实施例中t＝8时刻任务安排示意图；

图7为本发明实施例中t＝12时刻任务安排示意图；

图8为本发明实施例中实际工程工期和逻辑关系图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

一、

本发明实施例提供了一种路灯建设资源调度方法、系统、存储介质和装置，原则是：对同时进行的任务，应尽量使最后一个任务完成时间最早为原则调配资源。为克服计算量大的缺点，采用启发式算法：①以任务最早开始时间优先配置资源；②以自由时差最小优先配置资源(依据关键线路上的活动优先配置资源)，①和②配合使用。

本发明建立的任务资源强度调度的思想是：某一时段内，如t＝0时，(t，t+1)时间段内出现多任务和多资源冲突时，首先解决资源强度最大(资源负载值最高)的资源冲突。

如图1所示，本发明实施例提供的一种路灯建设资源调度方法，运用‘资源利用强度大的任务优先调度’的原则来解决多任务多资源冲突问题。

(1)从t＝0开始，计算[t，t+1]时间段内全部空闲路灯建设资源的资源负载值，以及每个路灯建设任务的资源负载总值，资源负载总值是资源利用强度在每个路灯建设任务上的量化体现。

某空闲路灯建设资源的资源负载值为：

式中：k为资源序号，R_k是这一时间下某空闲路灯建设资源可提供量，f_max为某一空闲路灯建设资源的被需求量；S_k为某一空闲路灯建设资源的利用强度(资源负载值)，它的大小表示被需求的程度。0≤S_k≤1时，资源配置是满足当前路灯建设任务需求的；当S_k＞1时，必然存在资源冲突现象，而且S_k的值越大越说明资源的利用强度大，被需求程度越高。

资源负载总值用∑R_i表示：

式中：i为路灯建设任务代号，k为资源序号。资源负载总值∑R_i就是一个路灯建设任务上全部资源负载值的和。

(2)判断[t，t+1]时间段内不同的若干个路灯建设任务的资源负载总值是否存在相等情况：

1)如果不存在相等情况，按资源负载总值从大到小顺序依次安排路灯建设任务，优先安排资源负载总值最大的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；

2)如果路灯建设任务的资源负载总值存在相等情况，整体还是按资源负载总值从大到小顺序依次安排路灯建设任务；

但对于相等情况，因为资源负载总值相等就是资源利用强度相等，将它们等效成同一种资源整体，按照单资源多路灯建设任务冲突的问题来解决，即，多个路灯建设任务的资源负载总值相同时，优先安排自由时差小的路灯建设任务，将空闲路灯建设资源按照路灯建设任务的工期从长到短的顺序来分配给处于平行关系的路灯建设任务；

(3)令t＝t+1，时间向后推移一个单位，再查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，若没有，则重复步骤(3)；如果有，重复步骤(1)和步骤(2)，直至所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足；

5)生成所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足后的路灯建设资源的调度配置方案，依据所述路灯建设资源的调度配置方案进行实际生产中的路灯建设资源调度。

本发明实施例提供的另一个技术方案是：一种用于路灯建设资源调度的系统，包括：

资源计算模块，用于分别计算[t，t+1]时间段内每种空闲路灯建设资源的资源负载值，以及每个路灯建设任务的资源负载总值；

资源分配模块，用于按路灯建设资源负载总值从大到小顺序依次安排路灯建设任务，优先安排路灯建设资源负载总值最大的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；当不同路灯建设任务的资源负载总值存在相等情况时，优先安排自由时差小的路灯建设任务，将空闲路灯建设资源按照路灯建设任务的工期从长到短的顺序依次分配给资源负载总值相同的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；

重新分配模块，用于在时间向后推移一个单位后，查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务；若没有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，则时间再向后推移一个单位，查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务；如果有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，则将该解放出来的空闲路灯建设资源分配给当前资源负载总值最大的路灯建设任务，直至所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足；

调度方案生成模块，用于生成所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足后的路灯建设资源的调度配置方案，并将所述路灯建设资源的调度配置方案下放到路灯建设实际生产中。

本发明实施例提供的又一个技术方案是：一种用于路灯建设资源调度的装置，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的路灯建设资源调度方法。

本发明实施例提供的再一个技术方案是：一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的路灯建设资源调度方法。

二、

下面结合具体的实施例子对本发明进一步的说明。

首先将物联网路灯建设的工序流程展示如图2所示。图2中代号‘Ⅰ、Ⅱ、A、B…Y、Z’为组成物联网路灯工程建设的各项工序，用黑色和花白横道代表；图2中箭线为各工序间的先后逻辑关系，在同一纵线上的路灯建设任务表示同时发生；R₁、R₂…R_n为物联网路灯建设资源配置总量，详见表1。

表1物联网路灯建设资源配置总量

表1中序号1至15为人力资源，序号16至19为机械资源。人力资源的配置是以组为单位，每个组别有且仅有1组；机械资源里吊车、挖机和高车的配置总量均为2台，卷扬机配置1台。其中，名称相同但代号不同的资源无差别，如：R16和R17是两辆吊车，功能相同，地位相等。

结合表1资源配置情况可以看到，工程中涉及单资源多任务、多资源多任务情况较多，单资源多任务如：R1、R2、R3被不同的任务需要；多资源多任务如：R6、R7、R20、R21小组人员和高车等资源同时被需求，产生了资源冲突现象，需要平衡和解决这些资源冲突以得到最短的工程工期(天)。

将工程中的各个任务预计工期和逻辑关系表示出来如图3所示。图3中圆圈中的数字代表每个任务的工期时间，箭尾是箭头的前一项工作任务。结合图2可以得出全部的资源分布情况：资源R1、R2、R3、R10、R11和R14是单一资源使用在多个任务中，在时间上并不冲突，不需要化解；任务A和P虽然存在同时需要挖机的时段，但挖机有2台(R18和R19)，不存在资源冲突；任务S和G与之情况相似，也存在同时需要吊车的时段，吊车有2台，也不存在资源冲突；任务H、I、J、K、L、M、N是同时发生，R6、R7和R20、R21存在多资源多任务冲突现象，7个任务并行存在明显资源冲突，把这7个任务H、I、J、K、L、M、N单独提出来，按照资源强度优先的资源调度方法来解决。7个任务的工期和资源需求如图4所示。

(一)首先从t＝0开始，计算[0，1]时间段内全部空闲路灯建设资源的资源负载值，以及每个路灯建设任务的资源负载总值。这一时刻待安排路灯建设任务7个，空闲路灯建设资源有8个，分别是R2、R5、R6、R7、R8、R20、R21、R22，空闲路灯建设资源负载值如下：

(高车R20、R21无差别，需要整体计算)

路灯建设任务资源负载总值分别如下：

∑R_H＝S_R5＝1；∑R_I＝S_R6+S_高车＝2+2＝4；∑R_J＝S_R7+S_高车＝2+2＝4；

∑R_K＝S_R2+R₂₂＝1+1＝2；∑R_L＝S_R8+S_高车＝1+2＝3；∑R_M＝S_R7＝2；

∑R_N＝S_R6+S_高车＝2+2＝4。

(二)然后将资源负载总值从大到小排序：

∑R_I＝∑R_J＝∑R_N>∑R_L>∑R_K＝∑R_M>∑R_H；

因为任务I、J和N资源负载总值相等，可将三个任务所需资源等效成三个相同的资源整体，转化成单资源多任务冲突来解决，优先安排自由时差小的路灯建设任务；

路灯建设任务的自由时差是指在不影响总工期前提下，路灯建设任务的最早开始时间和最迟开始时间之差，反映的是单个路灯建设任务的时间自由度，平行路灯建设任务中工自由时差越长，期越长自由时差越小，相反工期越短，这里任务J工期大于任务I，任务N工期小于J和I，应优先安排自由时差小的任务，优先顺序应为：J、I、N。受到资源配置总量限制(R6、R7各只有1组，高车2组)，安排完J和I两个任务，因R6、R7、R20、R21均被占用，不能满足任务N、L、M所需资源，所以任务N、L、M无法启动；剩余的空闲资源R2、R5、R22不存在冲突，还可以安排任务K和H。在t＝0时刻，考虑资源约束的任务安排如图5。

令t+1，在[1，2]时间段内寻找是否有被释放出的资源能够满足其它任务，而[1，2]时间段内没有其它任务能被启动，继续查看[2，3]、[3，4]时间段，以此类推，直至t＝8，I和K任务结束，资源R6、R2、R22和其中一台高车被释放，我们重新在[8，9]时间段内计算空闲路灯建设资源负载值和资源负载总值：

这一时刻空闲路灯建设资源有5个，分别是R2、R6、R8、R21(或R20)、R22，待安排的任务有三个分别是L、M和N，空闲路灯建设资源负载值分别如下：

剩余路灯建设任务资源负载总值分别如下：

∑R_L＝S_R8+S_高车＝1+2＝3；∑R_N＝S_R6+S_高车＝1+2＝3；

任务M所需的资源R7一直被占用，因而M任务在[8，9]时间段内也无法被安排。

因资源负载总值：∑R_N＝∑R_L，两任务资源负载总值相等，自由时差小的优先安排，所以优先安排任务L，此时已没有高车满足任务N，所以N在[8，9]时间段无法被安排。在t＝8时刻，考虑资源约束的任务安排如图6。

继续令t+1，在[9，10]、[10，11]时间段内没有释放出资源能够满足其它任务；t＝11，任务H结束，资源R5被释放，无法启动任务M、N；t＝12时，任务J结束，资源R7和其中一台高车被释放，计算[12，13]时间段内空闲路灯建设资源负载值和资源负载总值：

∑R_M＝S_R7＝1；∑R_N＝S_R6+S_高车＝1+1＝2；

然后将资源负载总值从大到小排序：∑R_N>∑R_M，任务N优先于M，最后安排任务M，在t＝12时刻，考虑资源约束的任务安排如图7。可以看出7个同时发生任务经过资源冲突化解后的用时为12+7＝19天，是现有资源条件下的最短用时。按照资源在任务中的流动方向可以知道，任务L的紧前任务是I，任务M和N的紧前任务是J。最终得到的实际工程工期和逻辑关系如图8所示，将图8所示的实际工程工期和逻辑关系转化为项目生产指导方案，并在实际生产中应用该方案。

图8中粗箭线工期之和为工程总工期，为74天。本发明建立了基于资源强度优先原则的资源调度方法，通过资源强度优先安排，解决了7个任务全部的资源冲突问题。促使总工期链路达到了最短，解决了工程寻求最短工期耗时长、过程困难和盲目出错的问题，降低了工程延期风险。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种路灯建设资源调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)从t＝0开始，分别计算[t，t+1]时间段内每种空闲路灯建设资源的资源负载值，以及每个路灯建设任务的资源负载总值；

2)按路灯建设资源负载总值从大到小顺序依次安排路灯建设任务，优先安排路灯建设资源负载总值最大的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；

3)令t＝t+1，时间向后推移一个单位，查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务；

4)若没有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，则重复步骤3)；

如果有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，重复步骤1)～步骤2)，直至所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足；

5)生成所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足后的路灯建设资源的调度配置方案，依据所述路灯建设资源的调度配置方案进行实际生产中的路灯建设资源调度。

2.根据权利要求1所述的路灯建设资源调度方法，其特征在于，步骤1)中，[t，t+1]时间段内不同路灯建设任务的资源负载总值存在相等情况时，优先安排自由时差小的路灯建设任务，将空闲路灯建设资源按照路灯建设任务的工期从长到短的顺序依次分配给资源负载总值相同的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务。

3.根据权利要求2所述的路灯建设资源调度方法，其特征在于，步骤1)中某种空闲路灯建设资源的资源负载值为：

式中：k为资源序号，R_k是这一时间下某种路灯建设资源可提供量，f_max为某种空闲路灯建设资源的被需求量。

4.根据权利要求3所述的路灯建设资源调度方法，其特征在于，步骤1)中某个路灯建设任务R_i的资源负载总值为∑R_i：

式中：i为任务代号，k为资源序号，S代表该路灯建设任务所需的某空闲路灯建设资源的资源负载值。

5.根据权利要求3所述的路灯建设资源调度方法，其特征在于，所述空闲路灯建设资源包括人力资源和机械资源。

6.根据权利要求5所述的路灯建设资源调度方法，其特征在于，所述人力资源包括：挖掘资源、管线资源、灯杆资源、工井资源、充电桩资源、传感资源、安防监控资源、气象广告资源、箱变基础资源、小室建设资源、箱体安置资源、节电安装资源、照度采集资源、平台搭建资源、项目验收资源；每种人力资源只有一个。

7.根据权利要求5所述的路灯建设资源调度方法，其特征在于，所述机械资源包括：吊车、挖机、高车、卷扬机；所述吊车、挖机、高车分别有两台，所述卷扬机只有一台。

8.一种用于路灯建设资源调度的系统，其特征在于，包括：

资源计算模块，用于分别计算[t，t+1]时间段内每种空闲路灯建设资源的资源负载值，以及每个路灯建设任务的资源负载总值；

资源分配模块，用于按路灯建设资源负载总值从大到小顺序依次安排路灯建设任务，优先安排路灯建设资源负载总值最大的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；当不同路灯建设任务的资源负载总值存在相等情况时，优先安排自由时差小的路灯建设任务，将空闲路灯建设资源按照路灯建设任务的工期从长到短的顺序依次分配给资源负载总值相同的路灯建设任务，直至无空闲路灯建设资源或空闲路灯建设资源不足以启动其它路灯建设任务；

重新分配模块，用于在时间向后推移一个单位后，查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务；若没有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，则时间再向后推移一个单位，查看是否有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务；如果有解放出来的空闲路灯建设资源能够启动其它路灯建设任务，则将该解放出来的空闲路灯建设资源分配给当前资源负载总值最大的路灯建设任务，直至所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足；

调度方案生成模块，用于生成所有的路灯建设任务所需的路灯建设资源均被满足后的路灯建设资源的调度配置方案，并将所述路灯建设资源的调度配置方案下放到路灯建设实际生产中。

9.一种用于路灯建设资源调度的装置，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至7任一项所述的路灯建设资源调度方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7任一项所述的路灯建设资源调度方法。

Images