專利名稱：一種應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是為提高戰(zhàn)場應(yīng)急搶修水平，科學(xué)調(diào)配搶修資源的一種方法，特別是在現(xiàn)有資源不能滿足維修需求的條件下而能充分發(fā)揮資源的最大效益，該方法也能直接應(yīng)用于應(yīng)急救援領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
應(yīng)急搶修相對于應(yīng)急系統(tǒng)管理具有其典型的軍事特征，時(shí)效性和應(yīng)急性更強(qiáng)，《應(yīng)急管理與應(yīng)急系統(tǒng)》一書和相關(guān)文獻(xiàn)分別就單資源、多資源應(yīng)急物資調(diào)度開展了大量研究工作，但這些研究成果都是針對單個(gè)應(yīng)急地點(diǎn)的情況。針對戰(zhàn)場維修保障中多需求點(diǎn)和多資源應(yīng)急調(diào)配的研究尚處于起步階段，對于戰(zhàn)場搶修資源連續(xù)消耗的問題研究幾乎沒有。本發(fā)明提出了一種戰(zhàn)場應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策方法，主要解決戰(zhàn)場維修保障多需求點(diǎn)、多資源連續(xù)性消耗情況下的資源優(yōu)化決策問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要為解決在戰(zhàn)時(shí)協(xié)同維修保障過程中，各維修任務(wù)間經(jīng)常發(fā)生維修資源短缺及資源沖突的問題，通過分析連續(xù)消耗條件下戰(zhàn)場搶修資源調(diào)度的特點(diǎn)和決策目標(biāo)，建立在接到維修任務(wù)后資源最早到達(dá)需求點(diǎn)，并且支援點(diǎn)數(shù)目最少的戰(zhàn)場搶修多需求點(diǎn)多資源二層優(yōu)化決策模型，并提出一種算法，以科學(xué)合理分配資源，提高戰(zhàn)場搶修資源的使用率。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案主要包括以下步驟:(I)確定解決問題的具體邊界條件。本方法是針對戰(zhàn)場搶修中多個(gè)資源支援點(diǎn)中多種資源為多個(gè)搶修資源需求點(diǎn)在某時(shí)刻提供維修資源的問題，而且每種資源隨著時(shí)間按照某種速率動(dòng)態(tài)消耗。(2)確定決策目標(biāo)。戰(zhàn)場搶修資源調(diào)度決策追求軍事效益最大化，主要考慮資源調(diào)度的時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性，因此確定在接到維修任務(wù)請求后，以資源到達(dá)需求點(diǎn)的時(shí)間最短，并且動(dòng)用支援點(diǎn)數(shù)目最少為決策目標(biāo)。(3)建立優(yōu)化決策數(shù)學(xué)模型。二層決策方法是研究具有主從遞階結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的優(yōu)化方法，它包括一個(gè)上層問題和若干個(gè)下層問題，而上層問題和下層問題都有各自的目標(biāo)函數(shù)和約束條件。上層問題的目標(biāo)函數(shù)和約束條件不僅與上層決策變量有關(guān)，而且還依賴于下層問題的最優(yōu)解，下層問題的最優(yōu)解又受上層決策變量的影響。本方法將支援點(diǎn)數(shù)目作為上層問題，搶修開始時(shí)間作為下層問題，建立“在搶修開始時(shí)間最短的條件下，支援點(diǎn)數(shù)目最少”的二層最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。(4)模型求解。本發(fā)明的求解思想是:作戰(zhàn)任務(wù)的時(shí)效性使得維修保障任務(wù)應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)完成，其次再考慮維修成本。因此，本算法保證搶修活動(dòng)展開最早、且滿足資源的持續(xù)消耗，在資源到達(dá)需求點(diǎn)時(shí)間最短的前提下再使得動(dòng)用的支援點(diǎn)數(shù)目最少?？煞譃閮蓚€(gè)階段進(jìn)行計(jì)算，第一個(gè)階段計(jì)算維修點(diǎn)每種資源的決策方案使得到達(dá)時(shí)間最短、動(dòng)用支援點(diǎn)數(shù)量最少；第二階段是在第一階段計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上綜合考慮所有資源決策方案中時(shí)間最短、動(dòng)用支援點(diǎn)數(shù)量最少，使得每一個(gè)局部方案最優(yōu)，從而綜合確定全局調(diào)度方案最優(yōu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:一是考慮了整個(gè)戰(zhàn)場環(huán)境的維修保障情況，是對戰(zhàn)略全局維修保障資源的優(yōu)化決策；二是對維修需求點(diǎn)按一定順序調(diào)配，能夠確保重點(diǎn)部隊(duì)、重點(diǎn)方向和重點(diǎn)裝備維修保障資源的優(yōu)先供應(yīng)；三是從時(shí)間上提高了資源保障效率，縮短待修裝備的等待時(shí)間，又降低了維修成本。對于解決戰(zhàn)場維修資源緊缺、供需矛盾突出問題具有重要的軍事應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式為了更好的說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下對實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。(I)解決問題的描述。 戰(zhàn)場搶修資源優(yōu)化決策問題可以描述為:假設(shè)A1, A2,…，Am為m個(gè)資源支援點(diǎn)，共有r種資源，Ai可以是上級(jí)或同級(jí)維修保障支援力量，Ai的第p種資源可用量為<，i =1,2,, m, p = 1,2,…，r, B1, B2,…，Bn為維修需求點(diǎn)，Bj的第p種資源需求量為打,資源現(xiàn)有量為燈，j = 1，2，…，n。維修活動(dòng)開始后，第p種資源的消耗速率為V/，從Ai到需要的運(yùn)輸時(shí)間為tu( > 0)。戰(zhàn)場搶修資源優(yōu)化決策的目的就是在滿足供求約束的條件下，給出一個(gè)維修保障資源優(yōu)化決策方案，確定參與搶修的支援點(diǎn)及各自的資源量，要在保證搶修資源連續(xù)供應(yīng)及搶修開始時(shí)間最短的前提下，使支援點(diǎn)數(shù)目最少。戰(zhàn)場搶修資源決策過程需要考慮從接受維修任務(wù)開始到完成資源送達(dá)的時(shí)間最短及動(dòng)用支援點(diǎn)數(shù)目最少兩個(gè)決策目標(biāo)。對于戰(zhàn)場搶修多需求點(diǎn)多資源連續(xù)消耗資源決策問題定義如下:任一可行方案記為識(shí)={沿，妗，…，咚}T，其中
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策方法。其特征是:對戰(zhàn)場應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策方法，其特征是:建立“在搶修開始時(shí)間最短的條件下，支援點(diǎn)數(shù)目最少”的二層最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策方法，其特征是:對使得所描述問題達(dá)到最優(yōu)的任意方案# €妁,若
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策方法，其特征是:任一資源決策方案
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策方法，其特征是:方案妁e外j G {1,2,，11}最優(yōu)的充分必要條件是對乂/7￡{1，2,—,0，滿足
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)急搶修資源優(yōu)化決策方法，其特征是:具體的算法步驟是: 步驟1.令備選支援點(diǎn)的集合A= (AijA2,…，AJ，維修點(diǎn)的集合B = (BijB2, -,BJ,資源種類的集合C= {1，2，-,TIjJijJ2,…，j,是C的一個(gè)子列，并按C中的先后次序排列，表示h的資源需求種類序列；步驟 2.令 j = 1;p = 1; 步驟3.對么力=1,2，…，m,且Xi不全為0),按從小到大排列得Adl, Ad2,…，Adm步驟4.求出序列<，:4，一，0目對于:^ 的臨界下標(biāo)k ;若k不存在，j = j+1，轉(zhuǎn)步驟3 ; 步驟5.按定義4給出初始方案辮，并按定理I的方法優(yōu)化方案；若(4)式成立，則按定理2的方法優(yōu)化方案,若p < r, p = p+1,轉(zhuǎn)步驟4 ； 步驟6.給出方案奶,并按定理3優(yōu)化方案，確定和》 #(% )，若j < n, j =j+1，轉(zhuǎn)步驟3 ; 步驟7.確定方案免及和WfniV(爐)； 步驟8.結(jié)束計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明主要為解決在戰(zhàn)時(shí)協(xié)同維修保障過程中，各維修任務(wù)間經(jīng)常發(fā)生維修資源短缺及資源沖突的問題，通過分析連續(xù)消耗條件下戰(zhàn)場應(yīng)急搶修資源調(diào)配的特點(diǎn)和需求，確定“從接到任務(wù)到資源到達(dá)需求點(diǎn)的時(shí)間最短”和“動(dòng)用的支援點(diǎn)數(shù)目最少”兩個(gè)決策目標(biāo)，并建立戰(zhàn)場搶修多支援點(diǎn)、多需求點(diǎn)和多資源的二層優(yōu)化決策模型，并提出一種算法，該方法能夠科學(xué)合理分配資源，特別是在戰(zhàn)場搶修供需矛盾突出的情況下，能極大提高戰(zhàn)場搶修資源的使用率。
文檔編號(hào)G06Q10/04GK103164746SQ20111041614
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者宋建社, 曹繼平, 曹小平, 朱昱, 姚俊萍, 葉慶, 郭軍 申請人:中國人民解放軍第二炮兵工程學(xué)院