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基于多普勒与贪心策略的农机作业路径优化研究
被引量：
5
1
作者
姚竟发
刘静
+1 位作者
张璠
滕桂法
《中国农机化学报》
北大核心
2020年第4期130-137,共8页
在进行大规模农田作业时,农业机械及其行走路线的选择不能再依靠传统经验。为实现精准农业及提高农机作业效率、降低作业成本,采用模拟退火算法进行农机作业路径优化,并改进模拟退火算法,提出一种基于多普勒与贪心策略模拟退火算法,从...
在进行大规模农田作业时,农业机械及其行走路线的选择不能再依靠传统经验。为实现精准农业及提高农机作业效率、降低作业成本,采用模拟退火算法进行农机作业路径优化,并改进模拟退火算法,提出一种基于多普勒与贪心策略模拟退火算法,从矩形农田、梯形农田、不同农机三方面对农机作业路径进行优化,并与贪心算法优化结果进行对比。试验结果表明,相比贪心算法,SA算法和SADG算法均能找到更优的农机作业路径,同时SADG算法较SA算法优化性能及寻优效率更高;在矩形农田中,SA算法和SADG算法平均优化性能比贪心算法提高均超过8%;在梯形农田中,随着作业角β增大,SA算法和SADG算法农机作业路径优化性能呈递增趋势,平均优化性能比贪心算法提高均超过9%;在不同农机参数下(作业幅宽w,最小转弯半径r),当2r/w>2时,随着农机最小转弯半径的增大,优化性能呈递减趋势,SA算法和SADG算法平均优化性能比贪心算法提高了9%左右。该研究为优化农机作业路径、提高农机作业效率、降低农机作业成本提供了一种更加高效、可行的方法。
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关键词
车辆路由问题
作业效率
作业成本
转弯距离
模拟退火
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职称材料
联合收割机多机协同作业路径优化
被引量：
42
2
作者
姚竟发
滕桂法
+2 位作者
霍利民
苑迎春
张璠
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第17期12-18,共7页
随着我国土地流转政策的不断推进,种植实现规模化生产和管理,采用多台联合收割机同时进行收获作业,可不仅提高效率,而且对抢种抢收,减少自然灾害的风险,实现颗粒归仓意义重大。但是由于作业路径规划不当,常常发生作业冲突、反而效率降低...
随着我国土地流转政策的不断推进,种植实现规模化生产和管理,采用多台联合收割机同时进行收获作业,可不仅提高效率,而且对抢种抢收,减少自然灾害的风险,实现颗粒归仓意义重大。但是由于作业路径规划不当,常常发生作业冲突、反而效率降低,成本增加等问题,因此,研究如何规划和优化联合收割机多机无冲突协同作业具有十分重要的理论意义和实用价值。本文以总作业时间和作业时长为综合优化目标,综合考虑联合收割机转弯和作业冲突的情况,提出了联合收割机多机无冲突协同作业路径优化算法(improved genetic algorithm,IGA)。结果表明,与遗传算法(geneticalgorithm,GA)相比,IGA优化的矩形农田作业路径总作业时间和作业时长平均分别下降了33.72%、34.00%,IGA优化的梯形农田作业路径总作业时间和作业时长分别下降了29.93%、30.00%,与并排作业相比,IGA优化的矩形农田作业路径总作业时间和作业时长平均分别下降了2.45%、2.29%,IGA优化的梯形农田作业路径总作业时间和作业时长分别下降了2.42%、2.02%。研究结果表明采用IGA进行多联合收割机作业路径优化是可行的,可为联合收割机多机无冲突协同作业路径规划提供参考。
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关键词
农业机械
优化
算法
多机协同作业
无冲突路径规划
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职称材料
异型机群协同作业路径实时优化
被引量：
1
3
作者
姚竟发
刘静
+2 位作者
滕桂法
张璠
霍利民
《中国农机化学报》
北大核心
2019年第12期118-124,共7页
当采用多台不同型号的农机同时作业时,农机作业速度、作业幅宽均不相同,为避免作业冲突、降低作业成本,首次提出一种异型机群协同作业路径实时优化算法,机群作业过程分为并排作业阶段和剩余农田作业阶段,按照作业速度从大到小,HAMCO算...
当采用多台不同型号的农机同时作业时,农机作业速度、作业幅宽均不相同,为避免作业冲突、降低作业成本,首次提出一种异型机群协同作业路径实时优化算法,机群作业过程分为并排作业阶段和剩余农田作业阶段,按照作业速度从大到小,HAMCO算法实时调整机群作业顺序。实验结果表明,在作业20 min后,若农机M1作业速度从2.5 m/s分别变为2.95 m/s、3.4 m/s、4.5 m/s时,农机M1分别在第148行反超农机M2,在第71行、第139行分别反超农机M2、农机M3,在第56行、第71行、第142行分别反超农机M2、农机M3、农机M4;在作业15 min后,若农机M4作业速度从3.8 m/s分别变为2.8 m/s、2.51 m/s、2.1 m/s时,农机M4分别在第165行被农机M3反超,在第81行、第166行分别被农机M3、农机M2反超,在第57行、第78行、第132行分别被农机M3、农机M2、农机M1反超。剩余农田作业阶段,HAMCO算法可找出18种符合条件的联合收割机组合,农机M1、农机M2、农机M3、农机M4数量分别为0台、0台、3台、1台时,总作业成本最小,为6.11 kg,农机M1、农机M2、农机M3、农机M4数量分别为2台、0台、0台、2台时,总作业成本最大,为11.93 kg,最佳机群组合最大可节省油耗5.82 kg。HAMCO算法能实时为机群分配最合理的作业路径,同时确保机群作业成本最低。
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关键词
异型机群
路径优化
作业冲突
实时优化
作业成本
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职称材料
题名
基于多普勒与贪心策略的农机作业路径优化研究
被引量：
5
1
作者
姚竟发
刘静
张璠
滕桂法
机构
河北
农业
大学机电工程学院
保定理工学院基础课教学部
河北
农业
大学信息科学与
技术
学院
河北省农业智能装备技术研究院
出处
《中国农机化学报》
北大核心
2020年第4期130-137,共8页
基金
河北省自然科学基金项目(G2018204093)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018012)。
文摘
在进行大规模农田作业时,农业机械及其行走路线的选择不能再依靠传统经验。为实现精准农业及提高农机作业效率、降低作业成本,采用模拟退火算法进行农机作业路径优化,并改进模拟退火算法,提出一种基于多普勒与贪心策略模拟退火算法,从矩形农田、梯形农田、不同农机三方面对农机作业路径进行优化,并与贪心算法优化结果进行对比。试验结果表明,相比贪心算法,SA算法和SADG算法均能找到更优的农机作业路径,同时SADG算法较SA算法优化性能及寻优效率更高;在矩形农田中,SA算法和SADG算法平均优化性能比贪心算法提高均超过8%;在梯形农田中,随着作业角β增大,SA算法和SADG算法农机作业路径优化性能呈递增趋势,平均优化性能比贪心算法提高均超过9%;在不同农机参数下(作业幅宽w,最小转弯半径r),当2r/w>2时,随着农机最小转弯半径的增大,优化性能呈递减趋势,SA算法和SADG算法平均优化性能比贪心算法提高了9%左右。该研究为优化农机作业路径、提高农机作业效率、降低农机作业成本提供了一种更加高效、可行的方法。
关键词
车辆路由问题
作业效率
作业成本
转弯距离
模拟退火
Keywords
vehicle routing problem
operational efficiency
operational cost
turning distance
simulated annealing
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
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职称材料
题名
联合收割机多机协同作业路径优化
被引量：
42
2
作者
姚竟发
滕桂法
霍利民
苑迎春
张璠
机构
河北
农业
大学机电工程学院
河北
农业
大学
研究
生学院
河北
农业
大学信息科学与
技术
学院
河北省农业智能装备技术研究院
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第17期12-18,共7页
基金
河北省自然科学基金项目(G2018204093)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018012)
文摘
随着我国土地流转政策的不断推进,种植实现规模化生产和管理,采用多台联合收割机同时进行收获作业,可不仅提高效率,而且对抢种抢收,减少自然灾害的风险,实现颗粒归仓意义重大。但是由于作业路径规划不当,常常发生作业冲突、反而效率降低,成本增加等问题,因此,研究如何规划和优化联合收割机多机无冲突协同作业具有十分重要的理论意义和实用价值。本文以总作业时间和作业时长为综合优化目标,综合考虑联合收割机转弯和作业冲突的情况,提出了联合收割机多机无冲突协同作业路径优化算法(improved genetic algorithm,IGA)。结果表明,与遗传算法(geneticalgorithm,GA)相比,IGA优化的矩形农田作业路径总作业时间和作业时长平均分别下降了33.72%、34.00%,IGA优化的梯形农田作业路径总作业时间和作业时长分别下降了29.93%、30.00%,与并排作业相比,IGA优化的矩形农田作业路径总作业时间和作业时长平均分别下降了2.45%、2.29%,IGA优化的梯形农田作业路径总作业时间和作业时长分别下降了2.42%、2.02%。研究结果表明采用IGA进行多联合收割机作业路径优化是可行的,可为联合收割机多机无冲突协同作业路径规划提供参考。
关键词
农业机械
优化
算法
多机协同作业
无冲突路径规划
Keywords
agricultural machinery
optimization
algorithms
cooperative operation of multiple combine harvesters
conflict-free path planning
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
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职称材料
题名
异型机群协同作业路径实时优化
被引量：
1
3
作者
姚竟发
刘静
滕桂法
张璠
霍利民
机构
河北
农业
大学机电工程学院
保定理工学院基础课教学部
河北省农业智能装备技术研究院
河北
农业
大学信息科学与
技术
学院
出处
《中国农机化学报》
北大核心
2019年第12期118-124,共7页
基金
河北省自然科学基金项目(G2018204093)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018012).
文摘
当采用多台不同型号的农机同时作业时,农机作业速度、作业幅宽均不相同,为避免作业冲突、降低作业成本,首次提出一种异型机群协同作业路径实时优化算法,机群作业过程分为并排作业阶段和剩余农田作业阶段,按照作业速度从大到小,HAMCO算法实时调整机群作业顺序。实验结果表明,在作业20 min后,若农机M1作业速度从2.5 m/s分别变为2.95 m/s、3.4 m/s、4.5 m/s时,农机M1分别在第148行反超农机M2,在第71行、第139行分别反超农机M2、农机M3,在第56行、第71行、第142行分别反超农机M2、农机M3、农机M4;在作业15 min后,若农机M4作业速度从3.8 m/s分别变为2.8 m/s、2.51 m/s、2.1 m/s时,农机M4分别在第165行被农机M3反超,在第81行、第166行分别被农机M3、农机M2反超,在第57行、第78行、第132行分别被农机M3、农机M2、农机M1反超。剩余农田作业阶段,HAMCO算法可找出18种符合条件的联合收割机组合,农机M1、农机M2、农机M3、农机M4数量分别为0台、0台、3台、1台时,总作业成本最小,为6.11 kg,农机M1、农机M2、农机M3、农机M4数量分别为2台、0台、0台、2台时,总作业成本最大,为11.93 kg,最佳机群组合最大可节省油耗5.82 kg。HAMCO算法能实时为机群分配最合理的作业路径,同时确保机群作业成本最低。
关键词
异型机群
路径优化
作业冲突
实时优化
作业成本
Keywords
various types of agricultural machinery
path optimization
operation conflict
real time optimization
operation cost
分类号
S22 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多普勒与贪心策略的农机作业路径优化研究
姚竟发
刘静
张璠
滕桂法
《中国农机化学报》
北大核心
2020
5
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职称材料
2
联合收割机多机协同作业路径优化
姚竟发
滕桂法
霍利民
苑迎春
张璠
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
42
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
异型机群协同作业路径实时优化
姚竟发
刘静
滕桂法
张璠
霍利民
《中国农机化学报》
北大核心
2019
1
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职称材料
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