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农机调配策略研究

张璠  
【摘要】:我国是一个农业大国,地域广阔,不同地区农作物生产具有明显的时间差异。由于农村实行联产承包责任制,地块分散经营,农村经济水平落后,每户都购买所有农业机械是不可能的,于是产生了中国特有的农机跨区作业这一独特的社会服务型农机作业活动。有两种农机调配情况,一是在市场经济条件下,机主为寻求经济利益,可自由选择利润最大的作业地。目前,农机管理部门发布有关农机作业需求信息,但这些信息相对宏观,并没有为机主提供科学合理的农机调配方案,机主一般是凭经验或盲目进行农机调配。如何从多农田作业点中选择可获得最大利润的作业路径和作业地点是机主最难决策的问题;二是在农忙季节,特别是极端天气等现象即将发生时,农机管理部门会组织并要求以尽可能低的代价进行抢收抢种等任务,尽可能减少损失。如何科学地进行农机调配才能完成任务,是管理部门难以解决但又必须解决的问题。跨区作业调配是具有中国特色的农机服务模式,在国内外的文献中没有跨区农机作业调配方面的研究报道。由此研究农机调配问题具有重要的现实意义和理论意义。 本文根据农田作业信息和农机信息,以为机主和农机管理部门提供最佳的农机调配方案为目的,研究了两种情况下的农机调配策略及其优化算法。本文的主要研究成果有以下几个方面: 1.分析研究了中国农机调配的现状,归纳出两种农机调配模式,一是基于机主选择的调配模式(模式一),是指在市场经济下,机主自由选择一些农田作业点,根据本文提出的调配策略,得出可行的调配方案,可减少调配的盲目性,提高机主收益;二是农机管理部门主导的应急调配模式(模式二),是指因天气等自然灾害即将发生时的紧急调配,根据本文提出的调配策略,农机管理部门可得到科学的农机调配方案使得损失最低,完成紧急调配。 2.针对模式一,以最低成本获得最高收益为目的,首先建立了农机调配收益模型。接着定义了并行任务,研究了并行任务判定、启发式调配路径图生成策略和组合调配规则的建立。根据多机多点作业的特点,提出了多机同时调配和按需调配算法。最后改进了并行任务的调配策略,并提出了基于启发式规则的农机调配算法,即通过判定并行任务、生成可行调配路径图,设计并行任务调配规则,实现农机调配算法的优化。 3.针对模式二,以在规定期间内完成调配任务且成本低为目标,建立了农机调配优先级规则,提出了基于优先级规则的应急调配算法。考虑到在农机应急调配中存在着农机的的竞争与冲突问题,首次将博弈理论引入到农机应急调配问题的研究中,建立了基于非合作博弈的应急调配模型,并设计了非合作博弈应急调配算法。 4.从调配收益、调配路程、等待时间、投入产出比等因素对本文提出的调配算法进行评价可得到多个调配方案。为了给机主提供更加合理的决策依据,提出了基于改进的层次分析法的调配方案综合评价模型。论文用大量篇幅对农机调配策略及其调配方案评价进行了实验验证和分析,结果表明:(1)基于启发式规则的农机调配算法总能得到综合评价值最大的调配方案。(2)从并行任务、农田作业点数量及农机需求量等方面进一步验证了启发式规则的农机调配算法的有效性和可行性,即优于其他调配策略。(3)基于非合作博弈的应急调配算法得到的应急调配方案优于基于优先级规则算法得到的方案。 综上所述,本文首次系统地研究了农机调配的理论与方法,解决了长期以来困扰农机调配的技术问题,具有创新性,对指导农机调配具有重要的现实意义和实用价值,同时对研究其他领域的调配问题具有理论意义和参考价值。


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