農業機械調度算法改進研究

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摘要：為適應我國農業經營的規?；F代化，農機服務模式亟需改進，以提高農機具的利用率，降低調度成本。但是，由于我國農機發展區域不平衡，傳統農業機械調度技術人才匱乏，過度依賴人為經驗，從而導致農機資源調度不合理，制約著農業現代化的發展進程。本文分析了當前農業機械調度存在的問題，詳細介紹了農業機械調度算法的研究現狀，并提出了具體的改進措施，為我國農業機械調度提供豐富的經驗和強有力的技術支持，最終推動和實現我國農業現代化發展。

關鍵詞：農業機械；調度；問題；算法改進；研究

我國自古以來就是一個農業大國，農業的發展促進國家經濟水平的發展，影響我國在國際上的地位。近年來，隨著我國農業現代化的快速發展，同時相關政策的引導，使得農村勞動力出現大量轉移。對此，農業生產對農業機械的依賴越來越明顯。

1當前農業機械調度問題和意義

1.1農業機械調度問題。農業機械調度的根本目的，不僅是為了將農機車輛分配給各個用戶使用，更多的都是結合用戶對時間、成本等問題的要求。當前，傳統的“一對一”運營理念已無法滿足社會發展的需求。為實現用戶和農機廠廠主雙方的互利共贏，亟需選擇一條既滿足用戶需求，又降低成本的農機調度方案。不過，在農機調度實際過程中，受到任務數量、農機數量及距離等因素的影響，同時，還受到農田的位置、大小等影響，同時還要將周圍農作物是否需要農機收割、地區道路情況、交通狀況等因素進行綜合考慮，這些因素阻礙農業機械調度在實踐中的應用[1]。在管理農機資源中，農機調度問題是最為重要的一個環節，農機總調度中心是農機調度的核心單位，主要通過三個方面管理和調控各個區域中農機站的資源，確保實現智能化、規范化、信息化管理。1在農業機械作業時，能夠實時監測機械的地理位置和行駛狀態，掌握具體的信息，以便能夠及時與其他作業點的農機進行協同作業；2在農機執行作業任務時，有效地識別農機的工作狀態，工作中一旦出現異常，能夠及時報警，降低安全事故發生率，確保農機手的安全；3對各個農機合作社的農業機械實行實時動態監測，宏觀調控農具，提高調度水平和信息管理水平，提高農機工作效率，降低作業成本，減少農戶損失，為農業機械調度提供科學依據[2]。1.2農業機械調度的意義。伴隨網絡通訊技術的快速發展，帶動農業科技的大力發展，農業自動化、信息化水平不斷提高，推動農業生產和精細化農業的發展。在農機作業管理中，科學合理的進行農機調配，有助于解決農機作業信息的滯后性問題，合理調配農機資源，提高農機的工作效率。1對農機資源實現科學管理，監督動態。當前我國農業現代化建設發展處于起步階段，在我國大多數地區，農機發展區域不平衡。因此，農機資源調度中導致投入成本高、農機資源利用不合理、作業效率低。不利于相關部門對農機作業數據的掌握，從而無法準確及時的進行調度。2有助于提高農機作業效率和農機利用率。農機服務組織在農忙時節可及時掌握農機局的分布和工作狀態，準確的統計農機資源，根據農業作業任務、面積、位置等信息，合理的調配農機安排作業，并制定最佳作業方案，以高效完成工作，提高農機資源利用率。3提高農機社會化服務水平，促使農機服務實現產業化和市場化，實現農機手與農戶之間的對接，方便農機跨區作業，降低成本投入，實現大范圍的資源優化引導，加強農機社會化服務深邃平，提升對外作業服務競爭力，推動規?；洜I[3-5]。

2農業機械調度算法的研究現狀

關于農機調度的研究，國外專家學者提出一些相關算法，并取得良好的效果，例如VRP方法解決農業車隊管理問題，運用科學合理的方法，控制作業任務，規劃農機路線。關于農業生產，被Nakamura分為兩個階段，首先采用優先級原則分配農機資源，其次利用遺傳算法合理調度農機，制定農機作業方案，提高農機資源的利用率和工作效率。伴隨智能算法課題研究的不斷深入，國內學者采用啟發式算法，利用GIS、GPRS和全球定位系統等設計農機監控調度系統，以實時獲取農機作業信息，并制定科學合理的監控調度。此外，利用遙感技術，推演農作物的成熟期，結合3S技術改進的遺傳算法，并以此建立農機時空調度模型。

3農業機械調度問題中算法改進對策

農業機械調度算法性能，通常指對算法在高效率與低存儲量的需求。其中，效率是指算法執行時間，存儲量指的是算法執行過程中，程序所需的存儲空間最大值，高效率與存儲量之間有著緊密的關系。衡量算法效率，有事后統計法與事前分析法兩種方法，前者的缺點是必須執行程序，算法的本質被其他因素掩蓋。后者是從整個算法中選取基本操作為基準，根據這個基本操作的運行時間，計算整個程序的運行時間。算法的執行時間與策略、問題規模、程序語言、編譯程序代碼的質量及執行指令的速度有著緊密的關系。傳統農機調度算法，以農機xy坐標和農田xy坐標為參數計算損耗，這種基于時窗的遺傳算法，在農機和農田固定不變的情況下所求解，為全局最優解，但是一旦農田或者農機動態變化必然影響全局最優解，另外重新調度條件的設置需要結合農機服務組織的實際情況。在實際生活中，隨著時間的變化，農機服務請求也會變化，傳統算法設定的農機和農田的數量固定，調度完成后，所有農機返回農機站，如果在所有調度任務完成后，再對新的農機服務請求執行調度，這樣增加了農機回站和再出站的損耗。由此，結合3S技術改進農機調度算法，以農機GPS坐標和農田作業點GPS作為參數，調用GIS地圖進行計算，計算兩點間的路程，再通過路程除以速度，算出時間損耗，這種算法確保數值更準確，在實際生活中也更具有應用價值?；?S技術的農機調度算法，一旦滿足重新調度條件，就會對生于待作業點與可調度農機進行重新的調度，當出現新的農機服務請求時對原有調度策略進行修正，極大的降低損耗[6-8]。

4結論

我國作為農業大國，多數地區采用聯產承包責任制，從而導致生產經營分散、組織化作業程度低。伴隨農業現代化加快進程，農業生產對農業機械越來越依賴，推動農機跨區作業模式的發展。本文析當前農業機械調度問題和意義，介紹農業機械調度算法的研究現狀，最后就算法改進提出具體的對策，構建完善的農業大數據平臺，以減少農機的盲目流動，提高農機利用率，增加經濟效益。

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作者:李作山 單位:綏化學院