CN113592175A - 一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统 - Google Patents

一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113592175A
CN113592175A CN202110860935.7A CN202110860935A CN113592175A CN 113592175 A CN113592175 A CN 113592175A CN 202110860935 A CN202110860935 A CN 202110860935A CN 113592175 A CN113592175 A CN 113592175A
Authority
CN
China
Prior art keywords
decision
demand
module
resource
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110860935.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113592175B (zh
Inventor
邓建新
陈星雨
韦婉冬
刘光明
贺德强
李先旺
张星
黄海宾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN202110860935.7A priority Critical patent/CN113592175B/zh
Publication of CN113592175A publication Critical patent/CN113592175A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113592175B publication Critical patent/CN113592175B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06315—Needs-based resource requirements planning or analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/083—Shipping

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，属于物流业务调度系统技术领域，包括需求方信息输入模块、供需信息整合模块、资源业务获取模块、竞争分析合模块、一次决策数据处理单元、二次决策数据处理单元、需求决策控制模块和供需业务展示模块。设置了一次决策数据处理单元和二次决策数据处理单元，一次决策数据处理单元第一阶段为求解需求方最佳决策时间点，二次决策数据处理单元第二阶段为确定资源业务分布方案。从而实现一阶段系统最优情况下需求方的决策情况，避免资源竞争的现象。

Description

一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统
技术领域
本发明涉及信息系统技术和物流技术领域，尤其涉及一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统。
背景技术
物流信息平台的出现整合了社会上闲置的物流资源，有效缓解了公路货运中供需信息不对称、空载严重的问题。基于物流信息平台的物流业务交易需要用户之间的响应才能最终达成，而目前物流信息平台还处于初级阶段，主要为用户提供匹配撮合交易，对于匹配之后的响应过程却鲜有涉及，更没有对于物流业务响应过程的资源调度优化控制研究。由于缺乏调度控制机制，物流业务的响应过程存在资源竞争问题即在某一时刻有多个资源需求方响应同一个资源，导致需求方响应成功率低、平台资源利用率差，同时一部分资源因为无人响应而浪费。因此，解决物流信息平台业务响应过程中存在的资源竞争问题，提高需求方响应成功率和平台资源利用率，促进平台交易功能的完善尤为重要。
现有的各类资源共享平台如云制造平台、云计算平台等，为了资源利用更优化，考虑将时间、成本等因素纳入到调度过程中，但是缺乏对需求方决策因素的考量。而物流信息平台作为典型的双向匹配平台，业务交易过程需要需求方的决策响应支持。如果在探究平台的调度机制过程中不考虑需求方的决策因素，则调度会缺乏稳定性和有效性。平台调度的实施最终是为了促进需求方交易的完成，为此，将需求方决策因素纳入到平台资源调度优化控制中更有利于实现调度优化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，解决背景技术中所提到的技术问题。
一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，包括需求方信息输入模块、供需信息整合模块、资源业务获取模块、竞争分析合模块、一次决策数据处理单元、二次决策数据处理单元、需求决策控制模块和供需业务展示模块，所述需求方信息输入模块和资源业务获取模块均与供需信息整合模块连接，需求方信息输入模块用于供需求方输入需求信息，资源业务获取模块用于获取资源业务信息，所述供需信息整合模块用于收集需求方信息和资源业务信息，并整合为供需信息，完成初步的匹配信息，所述供需信息整合模块与竞争分析合模块连接，所述竞争分析合模块用于分析需求方是否会产生资源竞争行为，所述一次决策数据处理单元的输入端与竞争分析合模块连接，输出端与二次决策数据处理单元与需求决策控制模块连接，需求决策控制模块另一输入端与竞争分析合模块连接，所述需求决策控制模块的输出端与供需业务展示模块连接，所述一次决策数据处理单元用于当竞争分析合模块分析到需求方存在竞争时，对于产生资源竞争的需求方通过一阶段方法求解其最佳决策时间点，以系统拥挤程度最低和系统调度风险最低为优化目标建立规划模型，并使用粒子群算法求解，所述二次决策数据处理单元用于求解资源业务分布方案，基于需求方的决策行为，以需求方决策收益值最大为优化目标建立规划模型，并使用遗传算法求解，所述需求决策控制模块用于监测需求方决策情况，并实时更新资源业务分布状况，并进行动态调度，所述供需业务展示模块用于实时更新资源业务分布信息。
进一步地，所述一次决策数据处理单元包括目标条件测算模块、建立规划模型模块和粒子群算法求解模块，所述目标条件测算模块的输入端与竞争分析合模块连接，输出端与建立规划模型模块连接，建立规划模型模块与粒子群算法求解模块连接，目标条件测算模块用于接收存在竞争关系的需求方信息，然后以系统拥挤程度最低和系统调度风险最低测算目标条件，建立规划模型模块用于根据测算的目标条件建立规划模型，所述粒子群算法求解模块用于使用粒子群算法求解最佳决策时间点。
进一步地，所述二次决策数据处理单元包括需求方决策收益值计算模块、建立二次规划模型模块和遗传算法求解模块，所述需求方决策收益值计算模块的输入端与粒子群算法求解模块连接，所述建立二次规划模型模块与需求方决策收益值计算模块连接，所述遗传算法求解模块与建立二次规划模型模块连接，所述需求方决策收益值计算模块用于计算需求方决策收益值，所述建立二次规划模型模块用于以需求方决策收益值最大为优化目标建立二次规划模型，所述遗传算法求解模块用于使用遗传算法求解需求方的决策行为。
进一步地，系统拥挤程度为需求方决策的集中程度，以某时刻做决策响应的人数与总的需求人数之间的比值衡量系统每个时刻的拥挤程度。
进一步地，系统调度风险以需求方的群体满意度来衡量，需求方的决策方案是每个需求者决策时间点的组合结果，第e个群决策方案表示为Se(x1j，x2j，...，xij)，i为正整数，表示第i个需求方，j为正整数，xij表示需求方i在时间点j的决策情况，xij＝1则表示做出响应，xij＝0表示不做出响应，不同的决策方案Se(x1j，x2j，...，xij)会有其对应的群体满意度，群体满意度可以从整体上表明决策的好坏以及稳定性，群体满意度越高需求方的决策越稳定，系统也就越稳定，选择群体满意度最大值d0作为参照点，每种决策方案的群体满意度
Figure BDA0003184048670000039
与d0之间表现为损失，则损失值表示系统调度风险。
进一步地，目标建立规划模型的目标函数和约束条件为，在需求方决策时间窗内的平均拥挤程度最低函数为：
Figure BDA0003184048670000031
系统调度风险最低函数为：
Figure BDA0003184048670000032
需求方在时间窗内只会选择一个时间点做出决策响应函数为：
Figure BDA0003184048670000033
每个时刻的系统拥挤程度函数为：
Figure BDA0003184048670000034
每个时刻做出决策响应的总人数函数为：
Figure BDA0003184048670000035
系统调度风险函数为：
Figure BDA0003184048670000036
其中，
Figure BDA0003184048670000037
表示0-1变量，需求方i在时间点j做出决策响应时，xij＝1，反之xij＝0。m为需求方总数，为正整数，t为时间点总数，为正整数，λ为损失厌恶系数，β为风险态度系数，cj表示时间点为j时的系统拥挤程度。
进一步地，粒子群算法对规划模型求解的具体过程为：编码，采用0-1编码，每一条染色体对应一个可行解，代表需求方在决策时间窗内各个时间点的决策响应情况，0为不做决策响应，1为做出决策响应，每条染色体的基因数为需求方数量和时间点数量的乘积；
适应度函数，求解公式(1)和(2)两个函数的理想点为(0,0)，因此基于理想点法将多目标转化为单目标模型
Figure BDA0003184048670000038
并将其作为适应度函数，则适应度函数值越小越好；
粒子公式，粒子群算法根据粒子公式不断更新自己的速度和位置在解空间中追随最优的粒子进行搜索，粒子公式如式(8)和(9)所示：
Figure BDA0003184048670000041
Figure BDA0003184048670000042
其中，o表示第o个粒子，ll表示第ll次迭代，d表示第d维分量，ω为惯性权重，r1和r2为随机数，取值范围是[0,1]；pbestod是个体中最优情况下的粒子位置；gbestd表示全局最优情况下的粒子位置；
Figure BDA0003184048670000043
表示第ll次迭代粒子o飞行速度矢量的第d维分量；
Figure BDA0003184048670000044
表示第ll次迭代粒子o位置矢量的第d维分量。
终止循环条件，设定最大的迭代次数为50-100代，并且根据群体的收敛程度相结合的方式来终止循环，求解得到最优解。
进一步地，需求方决策收益值计算具体过程为：
需求方评价值标准化，需求方对时间窗内的资源从若干个方面属性去判断，设需求方i对资源k的第h个的评价值为
Figure BDA0003184048670000045
由于不同属性评价值的取值量纲不同，因此采用线性比例变换法进行标准化，对于数值类属性评价值标准化公式如式(10)和(11)所示：
Figure BDA0003184048670000046
Figure BDA0003184048670000047
对于语言类属性评价值，假设
Figure BDA0003184048670000048
为r级语言评价值集合{s0,s1,...,si,...,sr}之一，r为语言评价值集合的级数。则评价值标准化公式如(12)-(13)所示：
Figure BDA0003184048670000049
Figure BDA00031840486700000410
其中，标准化后的评价值表示为
Figure BDA00031840486700000411
和(12)为收益型属性标准化过程，(11)和(13)为成本型属性标准化过程；
构成需求方状态空间，所有资源的评价值集合构成了属性h的评价值空间
Figure BDA00031840486700000412
l为评价值种类，表示属性h的评价值共有l种，所有属性的评价值空间即为需求方i的状态空间
Figure BDA0003184048670000051
f表示第f个状态空间，g为属性总个数。即需求方i的状态空间可以表示为：从g个属性去描述需求方的状态，其中每个属性包含l种状态评价值；
需求方状态空间评价值概率计算，需求方在不同时间点的状态评价值取值概率不一样，由各时间点的资源业务分布决定如公式(14)所示：
Figure BDA0003184048670000052
其中，ykj为0和1变量，当时间点j有资源k时为1，反之为0，
Figure BDA0003184048670000053
为0和1变量，当需求方对资源的评价值与其状态空间评价值相等时记为1，否则为0，如式(15)所示：
Figure BDA0003184048670000054
求解需求方基于各时间点的决策收益，将需求方基于各属性的状态评价值与其概率相乘，最后求和即可得到需求方i在时间点j的决策收益值如式(16)所示：
Figure BDA0003184048670000055
根据需求方收益模型，同理得到资源方决策收益值如式(17)-(20)所示：
Figure BDA0003184048670000056
Figure BDA0003184048670000057
Figure BDA0003184048670000058
Figure BDA0003184048670000059
其中，
Figure BDA00031840486700000510
为资源方状态空间评价值；
Figure BDA00031840486700000511
表示资源方k对需求方i基于属性h的评价值；yyij为01变量，当时间点j属于需求方i的决策时间窗内时为1，反之为0；
Figure BDA00031840486700000512
为01变量，当资源方对需求方的评价值与其状态空间评价值相等时为1，反之为0；
Figure BDA00031840486700000513
为资源方状态空间评价值取值概率；pkj为资源方被选择概率；SSEkf为资源方k在时间点j的决策收益值。
进一步地，优化目标建立二次规划模型的目标函数和约束条件为：目标函数和约束条件如公式(21)-(27)：
Figure BDA0003184048670000061
Figure BDA0003184048670000062
Figure BDA0003184048670000063
Figure BDA0003184048670000064
Figure BDA0003184048670000065
Figure BDA0003184048670000066
Figure BDA0003184048670000067
式(21)为目标函数，表示需求方平均决策收益值最大，Ci表示需求方i的调度时间点。式(22)-(27)为约束条件，式(22)表示各需求方在调度时间点的决策收益值要大于其他时间点的决策收益值，式(23)为0和1变量，当资源方k在时间点j的决策收益值大于或等于阈值wk时为1，反之为0，式(24)表示资源方至少有一个时间点的决策收益值要大于或等于阈值wk，式(25)表示概率取值范围，式(26)为0和1决策变量，式(27)为非负约束。
进一步地，遗传算法对规划模型求解的具体过程为：
编码，使用0和1编码，一条染色体对应一个可行解，表示每个时间点上每种资源的分配情况，0表示不分配，1表示分配；
适应度函数，将目标函数作为适应度函数，适应度函数值越大目标函数越大，染色体越优；
选择操作，采用轮盘赌选择，个体适应度值越大，被选中的概率越大，在选择过程中采用罚函数法调整适应度值，对于不满足约束条件的染色体适应度赋予罚函数，使其适应度值变低，则在选择过程中只会以较小的概率保留，从而淘汰掉不符合约束条件的个体；
交叉、变异操作，交叉操作采取两点交叉，随机选择两点，两个个体交换这两点的基因，变异操作则随机选取染色体上的两个位置点进行交换；
终止循环条件，设定最大的迭代代数为100-800代来终止循环，并且根据群体的收敛程度相结合的方式来终止循环，求解得到最优解。
本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
(1)本发明设置了一次决策数据处理单元和二次决策数据处理单元，一次决策数据处理单元第一阶段为求解需求方最佳决策时间点，业务响应过程中资源竞争问题的出现是因为没有从车货交易业务系统全局去考虑需求方的决策方案(决策时间点)，为此从系统的角度分析需求方决策时间点的变化，以系统最优，包括系统拥挤程度最低和系统调度风险最低作为优化目标求解需求方决策时间点，为实施后续的资源调整做准备。二次决策数据处理单元第二阶段为确定资源业务分布方案，通过分析需求方的决策行为，根据资源业务分布会影响需求方决策收益这一特点，以需求方平均决策收益值最大化为优化目标求解资源业务分布方案。即通过调整资源业务分布满足需求方在对应的一阶段决策时间点的收益值最高，并将业务分布调整之后得到的最佳决策方案反馈给各需求方，引导其在相应的决策时间点做出响应。从而实现一阶段系统最优情况下需求方的决策情况，避免资源竞争的现象。并且，在两阶段资源调度优化控制基础上，提出平台动态调度策略，合理化调度流程。(2)本发明避免了传统物流信息平台无调度控制的无序响应状态以及由于资源竞争导致的需求方响应成功率不高、平台资源利用率差的情况，从系统上提高物流信息平台对物流业务的运作水平，增强用户对平台的粘性，促进物流信息平台健康发展。也可供其他基于互联网的资源共享平台应用。
附图说明
图1是本发明的系统原理图。
图2是本发明的一次决策数据处理单元模块框图。
图3是本发明的二次决策数据处理单元模块框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
如图1所示，一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，包括需求方信息输入模块、供需信息整合模块、资源业务获取模块、竞争分析合模块、一次决策数据处理单元、二次决策数据处理单元、需求决策控制模块和供需业务展示模块，所述需求方信息输入模块和资源业务获取模块均与供需信息整合模块连接，需求方信息输入模块用于供需求方输入需求信息，资源业务获取模块用于获取资源业务信息，所述供需信息整合模块用于收集需求方信息和资源业务信息，并整合为供需信息，完成初步的匹配信息，所述供需信息整合模块与竞争分析合模块连接，所述竞争分析合模块用于分析需求方是否会产生资源竞争行为，所述一次决策数据处理单元的输入端与竞争分析合模块连接，输出端与二次决策数据处理单元与需求决策控制模块连接，需求决策控制模块另一输入端与竞争分析合模块连接，所述需求决策控制模块的输出端与供需业务展示模块连接，所述一次决策数据处理单元用于当竞争分析合模块分析到需求方存在竞争时，对于产生资源竞争的需求方通过一阶段方法求解其最佳决策时间点，以系统拥挤程度最低和系统调度风险最低为优化目标建立规划模型，并使用粒子群算法求解，所述二次决策数据处理单元用于求解资源业务分布方案，基于需求方的决策行为，以需求方决策收益值最大为优化目标建立规划模型，并使用遗传算法求解，所述需求决策控制模块用于监测需求方决策情况，并实时更新资源业务分布状况，并进行动态调度，所述供需业务展示模块用于实时更新资源业务分布信息。动态调度为当每个时刻的需求方响应结束后，若其响应的资源会对后续时刻的需求方响应产生影响，、重新调整资源业务分布，反之则保持初始调度方案等待后续需求方响应资源，直至该决策时间窗内所有需求方响应完毕，则调度控制结束。
一次决策数据处理单元第一阶段为求解需求方最佳决策时间点，业务响应过程中资源竞争问题的出现是因为没有从车货交易业务系统全局去考虑需求方的决策方案(决策时间点)，为此从系统的角度分析需求方决策时间点的变化，以系统最优，包括系统拥挤程度最低和系统调度风险最低作为优化目标求解需求方决策时间点，为实施后续的资源调整做准备。二次决策数据处理单元第二阶段为确定资源业务分布方案，通过分析需求方的决策行为，根据资源业务分布会影响需求方决策收益这一特点，以需求方平均决策收益值最大化为优化目标求解资源业务分布方案。即通过调整资源业务分布满足需求方在对应的一阶段决策时间点的收益值最高，并将业务分布调整之后得到的最佳决策方案反馈给各需求方，引导其在相应的决策时间点做出响应。从而实现一阶段系统最优情况下需求方的决策情况，避免资源竞争的现象。
本发明实施例中，如图2所示，所述一次决策数据处理单元包括目标条件测算模块、建立规划模型模块和粒子群算法求解模块，所述目标条件测算模块的输入端与竞争分析合模块连接，输出端与建立规划模型模块连接，建立规划模型模块与粒子群算法求解模块连接，目标条件测算模块用于接收存在竞争关系的需求方信息，然后以系统拥挤程度最低和系统调度风险最低测算目标条件，建立规划模型模块用于根据测算的目标条件建立规划模型，所述粒子群算法求解模块用于使用粒子群算法求解最佳决策时间点。
系统拥挤程度为需求方决策的集中程度，以某时刻做决策响应的人数与总的需求人数之间的比值衡量系统每个时刻的拥挤程度。
系统调度风险以需求方的群体满意度来衡量，需求方的决策方案是每个需求者决策时间点的组合结果，第e个群决策方案表示为Se(i1j，x2j，...，xij)，，i为正整数，表示第i个需求方，j为正整数，xij表示需求方i在时间点j的决策情况，xij＝1则表示做出响应，xij＝0表示不做出响应，不同的决策方案Se(x1j，x2j，...，xij)会有其对应的群体满意度，群体满意度可以从整体上表明决策的好坏以及稳定性，群体满意度越高需求方的决策越稳定，系统也就越稳定，选择群体满意度最大值d0作为参照点，每种决策方案的群体满意度
Figure BDA0003184048670000091
与d0之间表现为损失，则损失值表示系统调度风险。
目标建立规划模型的目标函数和约束条件为，在需求方决策时间窗内的平均拥挤程度最低函数为：
Figure BDA0003184048670000092
系统调度风险最低函数为：
Figure BDA0003184048670000093
需求方在时间窗内只会选择一个时间点做出决策响应函数为：
Figure BDA0003184048670000094
每个时刻的系统拥挤程度函数为：
Figure BDA0003184048670000095
每个时刻做出决策响应的总人数函数为：
Figure BDA0003184048670000096
系统调度风险函数为：
Figure BDA0003184048670000097
其中，
Figure BDA0003184048670000101
表示0-1变量，需求方i在时间点j做出决策响应时，xij＝1，反之xij＝0。m为需求方总数，为正整数，t为时间点总数，为正整数，λ为损失厌恶系数，β为风险态度系数，cj表示时间点为j时的系统拥挤程度。
粒子群算法对规划模型求解的具体过程为：编码，采用0-1编码，每一条染色体对应一个可行解，代表需求方在决策时间窗内各个时间点的决策响应情况，0为不做决策响应，1为做出决策响应，每条染色体的基因数为需求方数量和时间点数量的乘积；
适应度函数，求解公式(1)和(2)两个函数的理想点为(0,0)，因此基于理想点法将多目标转化为单目标模型
Figure BDA0003184048670000102
并将其作为适应度函数，则适应度函数值越小越好；
粒子公式，粒子群算法根据粒子公式不断更新自己的速度和位置在解空间中追随最优的粒子进行搜索，粒子公式如式(8)和(9)所示：
Figure BDA0003184048670000103
Figure BDA0003184048670000104
其中，o表示第o个粒子，ll表示第ll次迭代，d表示第d维分量，ω为惯性权重，r1和r2为随机数，取值范围是[0,1]；pbestod是个体中最优情况下的粒子位置；gbestd表示全局最优情况下的粒子位置；
Figure BDA0003184048670000105
表示第ll次迭代粒子o飞行速度矢量的第d维分量；
Figure BDA0003184048670000106
表示第ll次迭代粒子o位置矢量的第d维分量。
终止循环条件，设定最大的迭代次数为50-100代，并且根据群体的收敛程度相结合的方式来终止循环，求解得到最优解。
本发明实施例中，如图3所示，所述二次决策数据处理单元包括需求方决策收益值计算模块、建立二次规划模型模块和遗传算法求解模块，所述需求方决策收益值计算模块的输入端与粒子群算法求解模块连接，所述建立二次规划模型模块与需求方决策收益值计算模块连接，所述遗传算法求解模块与建立二次规划模型模块连接，所述需求方决策收益值计算模块用于计算需求方决策收益值，所述建立二次规划模型模块用于以需求方决策收益值最大为优化目标建立二次规划模型，所述遗传算法求解模块用于使用遗传算法求解需求方的决策行为。
需求方决策收益值计算具体过程为：
需求方评价值标准化，需求方对时间窗内的资源从若干个方面属性去判断，设需求方i对资源k的第h个的评价值为
Figure BDA0003184048670000111
由于不同属性评价值的取值量纲不同，因此采用线性比例变换法进行标准化，对于数值类属性评价值标准化公式如式(10)和(11)所示：
Figure BDA0003184048670000112
Figure BDA0003184048670000113
对于语言类属性评价值，假设
Figure BDA0003184048670000114
为r级语言评价值集合{s0,s1,...,si,...,sr}之一，r为语言评价值集合的级数。则评价值标准化公式如(12)-(13)所示：
Figure BDA0003184048670000115
Figure BDA0003184048670000116
其中，标准化后的评价值表示为
Figure BDA0003184048670000117
和(12)为收益型属性标准化过程，(11)和(13)为成本型属性标准化过程；
构成需求方状态空间，所有资源的评价值集合构成了属性h的评价值空间
Figure BDA0003184048670000118
l为评价值种类，表示属性h的评价值共有l种，所有属性的评价值空间即为需求方i的状态空间
Figure BDA0003184048670000119
f表示第f个状态空间，g为属性总个数。即需求方i的状态空间可以表示为：从g个属性去描述需求方的状态，其中每个属性包含l种状态评价值；
需求方状态空间评价值概率计算，需求方在不同时间点的状态评价值取值概率不一样，由各时间点的资源业务分布决定如公式(14)所示：
Figure BDA00031840486700001110
其中，ykj为0和1变量，当时间点j有资源k时为1，反之为0，
Figure BDA00031840486700001111
为0和1变量，当需求方对资源的评价值与其状态空间评价值相等时记为1，否则为0，如式(15)所示：
Figure BDA00031840486700001112
求解需求方基于各时间点的决策收益，将需求方基于各属性的状态评价值与其概率相乘，最后求和即可得到需求方i在时间点j的决策收益值如式(16)所示：
Figure BDA0003184048670000121
根据需求方收益模型，同理得到资源方决策收益值如式(17)-(20)所示：
Figure BDA0003184048670000122
Figure BDA0003184048670000123
Figure BDA0003184048670000124
Figure BDA0003184048670000125
其中，
Figure BDA0003184048670000126
为资源方状态空间评价值；
Figure BDA0003184048670000127
表示资源方k对需求方i基于属性h的评价值；yyij为01变量，当时间点j属于需求方i的决策时间窗内时为1，反之为0；
Figure BDA0003184048670000128
为01变量，当资源方对需求方的评价值与其状态空间评价值相等时为1，反之为0；
Figure BDA0003184048670000129
为资源方状态空间评价值取值概率；pkj为资源方被选择概率；SSEkj为资源方k在时间点j的决策收益值。
优化目标建立二次规划模型的目标函数和约束条件为：目标函数和约束条件如公式(21)-(27)：
Figure BDA00031840486700001210
Figure BDA00031840486700001211
Figure BDA00031840486700001212
Figure BDA00031840486700001213
Figure BDA00031840486700001214
Figure BDA00031840486700001215
Figure BDA0003184048670000131
式(21)为目标函数，表示需求方平均决策收益值最大，Ci表示需求方i的调度时间点。式(22)-(27)为约束条件，式(22)表示各需求方在调度时间点的决策收益值要大于其他时间点的决策收益值，式(23)为0和1变量，当资源方k在时间点j的决策收益值大于或等于阈值wk时为1，反之为0，式(24)表示资源方至少有一个时间点的决策收益值要大于或等于阈值wk，式(25)表示概率取值范围，式(26)为0和1决策变量，式(27)为非负约束。
遗传算法对规划模型求解的具体过程为：
编码，使用0和1编码，一条染色体对应一个可行解，表示每个时间点上每种资源的分配情况，0表示不分配，1表示分配；
适应度函数，将目标函数作为适应度函数，适应度函数值越大目标函数越大，染色体越优；
选择操作，采用轮盘赌选择，个体适应度值越大，被选中的概率越大，在选择过程中采用罚函数法调整适应度值，对于不满足约束条件的染色体适应度赋予罚函数，使其适应度值变低，则在选择过程中只会以较小的概率保留，从而淘汰掉不符合约束条件的个体；
交叉、变异操作，交叉操作采取两点交叉，随机选择两点，两个个体交换这两点的基因，变异操作则随机选取染色体上的两个位置点进行交换；
终止循环条件，设定最大的迭代代数为100-800代来终止循环，并且根据群体的收敛程度相结合的方式来终止循环，求解得到最优解。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：包括需求方信息输入模块、供需信息整合模块、资源业务获取模块、竞争分析合模块、一次决策数据处理单元、二次决策数据处理单元、需求决策控制模块和供需业务展示模块，所述需求方信息输入模块和资源业务获取模块均与供需信息整合模块连接，需求方信息输入模块用于供需求方输入需求信息，资源业务获取模块用于获取资源业务信息，所述供需信息整合模块用于收集需求方信息和资源业务信息，并整合为供需信息，完成初步的匹配信息，所述供需信息整合模块与竞争分析合模块连接，所述竞争分析合模块用于分析需求方是否会产生资源竞争行为，所述一次决策数据处理单元的输入端与竞争分析合模块连接，输出端与二次决策数据处理单元与需求决策控制模块连接，需求决策控制模块另一输入端与竞争分析合模块连接，所述需求决策控制模块的输出端与供需业务展示模块连接，所述一次决策数据处理单元用于当竞争分析合模块分析到需求方存在竞争时，对于产生资源竞争的需求方通过一阶段方法求解其最佳决策时间点，以系统拥挤程度最低和系统调度风险最低为优化目标建立规划模型，并使用粒子群算法求解，所述二次决策数据处理单元用于求解资源业务分布方案，基于需求方的决策行为，以需求方决策收益值最大为优化目标建立规划模型，并使用遗传算法求解，所述需求决策控制模块用于监测需求方决策情况，并实时更新资源业务分布状况，并进行动态调度，所述供需业务展示模块用于实时更新资源业务分布信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：所述一次决策数据处理单元包括目标条件测算模块、建立规划模型模块和粒子群算法求解模块，所述目标条件测算模块的输入端与竞争分析合模块连接，输出端与建立规划模型模块连接，建立规划模型模块与粒子群算法求解模块连接，目标条件测算模块用于接收存在竞争关系的需求方信息，然后以系统拥挤程度最低和系统调度风险最低测算目标条件，建立规划模型模块用于根据测算的目标条件建立规划模型，所述粒子群算法求解模块用于使用粒子群算法求解最佳决策时间点。
3.根据权利要求2所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：所述二次决策数据处理单元包括需求方决策收益值计算模块、建立二次规划模型模块和遗传算法求解模块，所述需求方决策收益值计算模块的输入端与粒子群算法求解模块连接，所述建立二次规划模型模块与需求方决策收益值计算模块连接，所述遗传算法求解模块与建立二次规划模型模块连接，所述需求方决策收益值计算模块用于计算需求方决策收益值，所述建立二次规划模型模块用于以需求方决策收益值最大为优化目标建立二次规划模型，所述遗传算法求解模块用于使用遗传算法求解需求方的决策行为。
4.根据权利要求2所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：系统拥挤程度为需求方决策的集中程度，以某时刻做决策响应的人数与总的需求人数之间的比值衡量系统每个时刻的拥挤程度。
5.根据权利要求4所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：系统调度风险以需求方的群体满意度来衡量，需求方的决策方案是每个需求者决策时间点的组合结果，第e个群决策方案表示为
Figure FDA0003184048660000021
i为正整数，表示第i个需求方，j为正整数，xij表示需求方i在时间点j的决策情况，xij＝1则表示做出响应，xif＝0表示不做出响应，不同的决策方案Se(x1j，x2j，...，xij)会有其对应的群体满意度，群体满意度可以从整体上表明决策的好坏以及稳定性，群体满意度越高需求方的决策越稳定，系统也就越稳定，选择群体满意度最大值d0作为参照点，每种决策方案的群体满意度
Figure FDA0003184048660000022
与d0之间表现为损失，则损失值表示系统调度风险。
6.根据权利要求5所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：目标建立规划模型的目标函数和约束条件为，在需求方决策时间窗内的平均拥挤程度最低函数为：
Figure FDA0003184048660000023
系统调度风险最低函数为：
Figure FDA0003184048660000024
需求方在时间窗内只会选择一个时间点做出决策响应函数为：
Figure FDA0003184048660000025
每个时刻的系统拥挤程度函数为：
Figure FDA0003184048660000026
每个时刻做出决策响应的总人数函数为：
Figure FDA0003184048660000027
系统调度风险函数为：
Figure FDA0003184048660000028
其中，
Figure FDA0003184048660000031
表示0-1变量，需求
方i在时间点j做出决策响应时，xij＝1，反之xij＝0，m为需求方总数，为正整数，t为时间点总数，为正整数，λ为损失厌恶系数，β为风险态度系数，cj表示时间点，为j时的系统拥挤程度。
7.根据权利要求6所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：粒子群算法对规划模型求解的具体过程为：编码，采用0-1编码，每一条染色体对应一个可行解，代表需求方在决策时间窗内各个时间点的决策响应情况，0为不做决策响应，1为做出决策响应，每条染色体的基因数为需求方数量和时间点数量的乘积；
适应度函数，求解公式(1)和(2)两个函数的理想点为(0,0)，因此基于理想点法将多目标转化为单目标模型
Figure FDA0003184048660000032
并将其作为适应度函数，则适应度函数值越小越好；
粒子公式，粒子群算法根据粒子公式不断更新自己的速度和位置在解空间中追随最优的粒子进行搜索，粒子公式如式(8)和(9)所示：
Figure FDA0003184048660000033
Figure FDA0003184048660000034
其中，o表示第o个粒子，ll表示第ll次迭代，d表示第d维分量，ω为惯性权重，r1和r2为随机数，取值范围是[0,1]；pbestod是个体中最优情况下的粒子位置；gbestd表示全局最优情况下的粒子位置；
Figure FDA0003184048660000035
表示第ll次迭代粒子o飞行速度矢量的第d维分量；
Figure FDA0003184048660000036
表示第ll次迭代粒子o位置矢量的第d维分量；
终止循环条件，设定最大的迭代次数为50-100代，并且根据群体的收敛程度相结合的方式来终止循环，求解得到最优解。
8.根据权利要求7所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：需求方决策收益值计算具体过程为：
需求方评价值标准化，需求方对时间窗内的资源从若干个方面属性去判断，设需求方i对资源k的第h个的评价值为
Figure FDA0003184048660000037
由于不同属性评价值的取值量纲不同，因此采用线性比例变换法进行标准化，对于数值类属性评价值标准化公式如式(10)和(11)所示：
Figure FDA0003184048660000038
Figure FDA0003184048660000041
对于语言类属性评价值，假设
Figure FDA0003184048660000042
为r级语言评价值集合{s0,s1,...,si,...,sr}之一，r为语言评价值集合的级数，则评价值标准化公式如(12)-(13)所示：
Figure FDA0003184048660000043
Figure FDA0003184048660000044
其中，标准化后的评价值表示为
Figure FDA00031840486600000411
(10)和(12)为收益型属性标准化过程，(11)和(13)为成本型属性标准化过程；
构成需求方状态空间，所有资源的评价值集合构成了属性h的评价值空间
Figure FDA0003184048660000045
l为评价值种类，表示属性h的评价值共有l种，所有属性的评价值空间即为需求方i的状态空间
Figure FDA0003184048660000046
f表示第f个状态空间，g为属性总个数，即需求方i的状态空间可以表示为：从g个属性去描述需求方的状态，其中每个属性包含l种状态评价值；
需求方状态空间评价值概率计算，需求方在不同时间点的状态评价值取值概率不一样，由各时间点的资源业务分布决定如公式(14)所示：
Figure FDA0003184048660000047
其中，ykj为0和1变量，当时间点j有资源k时为1，反之为0，
Figure FDA0003184048660000048
为0和1变量，当需求方对资源的评价值与其状态空间评价值相等时记为1，否则为0，如式(15)所示：
Figure FDA0003184048660000049
求解需求方基于各时间点的决策收益，将需求方基于各属性的状态评价值与其概率相乘，最后求和即可得到需求方i在时间点j的决策收益值如式(16)所示：
Figure FDA00031840486600000410
根据需求方收益模型，同理得到资源方决策收益值如式(17)-(20)所示：
Figure FDA0003184048660000051
Figure FDA0003184048660000052
Figure FDA0003184048660000053
Figure FDA0003184048660000054
其中，
Figure FDA0003184048660000055
为资源方状态空间评价值；
Figure FDA0003184048660000056
表示资源方k对需求方i基于属性h的评价值；yyij为01变量，当时间点j属于需求方i的决策时间窗内时为1，反之为0；
Figure FDA0003184048660000057
为01变量，当资源方对需求方的评价值与其状态空间评价值相等时为1，反之为0；
Figure FDA0003184048660000058
为资源方状态空间评价值取值概率；pkj为资源方被选择概率；SSEkj为资源方k在时间点j的决策收益值。
9.根据权利要求8所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：优化目标建立二次规划模型的目标函数和约束条件为：目标函数和约束条件如公式(21)-(27)：
Figure FDA0003184048660000059
Figure FDA00031840486600000510
Figure FDA00031840486600000511
Figure FDA00031840486600000512
Figure FDA00031840486600000513
Figure FDA00031840486600000514
Figure FDA00031840486600000515
式(21)为目标函数，表示需求方平均决策收益值最大，式(22)-(27)为约束条件，Ci表示需求方i的调度时间点，式(22)表示各需求方在调度时间点的决策收益值要大于其他时间点的决策收益值，式(23)为0和1变量，当资源方k在时间点j的决策收益值大于或等于阈值wk时为1，反之为0，式(24)表示资源方至少有一个时间点的决策收益值要大于或等于阈值wk，式(25)表示概率取值范围，式(26)为0和1决策变量，式(27)为非负约束。
10.根据权利要求9所述的一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统，其特征在于：遗传算法对规划模型求解的具体过程为：
编码，使用0和1编码，一条染色体对应一个可行解，表示每个时间点上每种资源的分配情况，0表示不分配，1表示分配；
适应度函数，将目标函数作为适应度函数，适应度函数值越大目标函数越大，染色体越优；
选择操作，采用轮盘赌选择，个体适应度值越大，被选中的概率越大，在选择过程中采用罚函数法调整适应度值，对于不满足约束条件的染色体适应度赋予罚函数，使其适应度值变低，则在选择过程中只会以较小的概率保留，从而淘汰掉不符合约束条件的个体；
交叉、变异操作，交叉操作采取两点交叉，随机选择两点，两个个体交换这两点的基因，变异操作则随机选取染色体上的两个位置点进行交换；
终止循环条件，设定最大的迭代代数为100-800代来终止循环，并且根据群体的收敛程度相结合的方式来终止循环，求解得到最优解。
CN202110860935.7A 2021-07-28 2021-07-28 一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统 Active CN113592175B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110860935.7A CN113592175B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110860935.7A CN113592175B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113592175A true CN113592175A (zh) 2021-11-02
CN113592175B CN113592175B (zh) 2023-11-28

Family

ID=78251462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110860935.7A Active CN113592175B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113592175B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109886627A (zh) * 2019-02-13 2019-06-14 广西大学 一种物流业务交易的协同响应控制方法
CN109919361A (zh) * 2019-02-13 2019-06-21 广西大学 一种物流业务交易的协同响应控制模型
CN110400107A (zh) * 2019-07-03 2019-11-01 广西大学 一种闲散运输业务的智能敏捷发现系统及模型

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109886627A (zh) * 2019-02-13 2019-06-14 广西大学 一种物流业务交易的协同响应控制方法
CN109919361A (zh) * 2019-02-13 2019-06-21 广西大学 一种物流业务交易的协同响应控制模型
CN110400107A (zh) * 2019-07-03 2019-11-01 广西大学 一种闲散运输业务的智能敏捷发现系统及模型

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邓建新;颜海娟;石先莲;: "物流信息平台业务协同响应控制关键信息研究", 工业工程 *
邓建新等: "基于数字孪生的配送管理系统研究", 《计算机集成制造系统》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113592175B (zh) 2023-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110956273A (zh) 融合多种机器学习模型的征信评分方法及系统
CN111260157B (zh) 一种基于优化小生境遗传算法的熔炼配料优化方法
CN110222972B (zh) 一种基于数据驱动的城市轨道交通路网协同限流方法
CN111222665B (zh) 基于偏好nsga-ⅲ算法的云制造服务组合优化选择方法
CN114039370B (zh) 基于v2g模式的电动汽车与智能充放电站的资源优化方法
CN117272850B (zh) 配电网安全运行调度弹性空间分析方法
CN116976598A (zh) 一种基于碳责任分摊的需求响应低碳调度方法及系统
CN109559033B (zh) 一种面向云设计制造模式的社交化团队成员优选方法
CN111260161A (zh) 一种众包任务下发的方法及设备
CN115986817A (zh) 一种虚拟电厂多成员综合贡献度分配方法
CN115600729A (zh) 一种考虑多属性网格电网负荷预测方法
CN109345139B (zh) 一种基于系统动力学的机场群效率及政策评估方法
CN114881485A (zh) 一种基于层次分析法和云模型的企业资金风险评估方法
CN112966873B (zh) 工业园区综合能源系统优化运行方法、装置、存储介质
CN111914900B (zh) 一种用户用电模式分类方法
CN117220281A (zh) 一种电动汽车接入电网调节能力量化评估方法及系统
CN113379318A (zh) 公共交通系统运营服务质量评价方法、装置和计算机设备
CN113592175B (zh) 一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制系统
CN113673750B (zh) 一种基于物流业务响应过程的资源调度优化控制方法
CN116307381A (zh) 一种基于多属性决策的绿色产品设计方案评价方法及系统
Kandori et al. Decentralized trade, random utility and the evolution of social welfare
Ruan et al. Personal credit risk identification based on combined machine learning model
Wang et al. A Portrait-Based Method for Constructing Multi-Time Scale Demand Response Resource Pools
CN117628663B (zh) 一种基于互动调节的空调负荷集群参与需求响应收益分配方法
CN114649820B (zh) 一种风光储场站多环节容量分配方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant