本发明属于战时有限维修资源管理，具体涉及一种战时应急维修调度方法。
背景技术：
1、战场形势瞬息万变，不同的时机对应的形势不同，战争策略也会有所区别。占得先机则意味着有更多布局的机会，任务成功率也会相应提高。而在战争中，维保任务是不可或缺的一环，如何能在战时紧张的形势下，在有限的时间尽可能多的恢复战斗力从而提高任务成功率则是影响战争布局的关键问题。针对上述问题，一个适用于当前战场形势的维修任务调度策略是其中的关键因素。
2、随着战时推进，故障装备不断增多，维修资源也从最初的备件充足慢慢转为备件紧缺，但维修任务仍要开展，尤其是出现一些重要度高的维修任务，为提高任务成功率，则要争取条件对其开展维修。而在战场中往往会有一些装备受损程度严重，在战时时间和资源均紧张的形势下没有太多维修价值。此时若针对受损程度一般且更重要的装备展开维修，则可将受损严重装备作为备件库(受损严重装备以下简称为备件库)，将其中状态良好的零件作为维修备件，取出后可用于其他维修任务。当然也不可将所有受损严重装备全都作为备件库，战后有的装备还有一定的维修价值，如全都进行拆卸，则会造成资源的浪费。为平衡维修资源和维修任务，可根据维修任务所需资源，适量对受损装备进行零件拆卸，能满足维修任务即可。
3、虽然目前已有维修调度策略多种多样，且有一部分围绕维修资源展开的研究，但基本均为利用已有的维修资源进行优化调度，尚未有维修资源不足后的研究内容和解决方案。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本发明要解决的技术问题是：如何提出一种战时应急维修动态调度方法，将受损严重装备作为备件库，用于补充维修备件，将其加入到维修策略中，生成维修方案，从而充分利用现有资源展开维修任务，提高任务成功率。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本发明提供一种战时应急维修调度方法，所述方法包括如下步骤：
5、步骤1：调度模型假设；
6、步骤2：调度模型建立，确定调度目标函数，确定调度策略。
7、其中，所述步骤1中，进行调度模型假设；
8、为明确后续调度模型及策略、简化计算，需在建模之前对模型进行一些假设，具体如下：
9、(1)每个维修任务仅需一个维修小队开展维修；
10、(2)维修小队之间无技术高低差别，对于同一个维修任务，维修时间相同，且不考虑维修过程中产生的故障问题；
11、(3)维修车辆行驶速度为匀速，且行驶路径为直线；
12、(4)维修任务一旦开展，直到维修完成才可结束，不可被抢占；
13、(5)维修任务完成后，维修车辆根据实际需求，直接前往下一个维修任务所在地，或先去备件库后再前往下一个维修任务所在地；
14、(6)完成维修任务的装备在战时允许维修时间内无二次维修需求。
15、其中，所述步骤2中，进行调度模型建立；
16、战场中，影响装备维修任务调度模型规划的因素有很多，包括装备的维修地点、维修重要度、维修资源、维修效率和维修时间。
17、以下将针对上述影响因素展开研究。
18、其中，所述步骤2中，针对维修地点的分析：
19、(1)维修地点
20、装备维修地点包括现场维修和基地维修，由于战时维修时间有限，而基地维修一般耗时较长，故只考虑现场维修；随着战时任务推进，不同的装备可能在不同的地点产生故障，故维修任务地点是随机的；当维修资源充足时，车辆直接驱至任务地点，对维修任务展开维修；故该情况下维修时间可表示为
21、tr＝ti+tir
22、式中，tr为当前维修任务总用时，ti为驱车前往任务地点的路程时间，tir为第i个任务所需维修时间；其中，ti表示为
23、
24、式中，(xi-1,yi-1)和(xi,yi)分别为第i个任务中车辆当前地点和任务地点的坐标，v为车辆行驶速度，设定车辆为匀速行驶，车辆行驶速度为定值；
25、当维修资源不足时，若要执行维修任务，则需先驱车前往备件库，再前往任务地点展开维修；故该情况下维修时间表示为
26、tr′＝ti0+ti1+tiw+tir
27、式中，tr'为需要取备件再进行维修的总用时，ti0为车辆从当前位置前往备件库消耗的时间，ti1为车辆从备件库前往任务地点的时间，tiw为车辆从备件库中取出备件所消耗的时间。
28、其中，所述步骤2中，针对维修重要度的分析：
29、(2)维修重要度
30、由于战时维修资源和时间均受限，不一定要将维修任务重所有故障装备都修复至完好状态；故针对上述情况，将装备维修重要度分为两类：正常作战重要度和应急作战重要度；
31、若在维修任务中需要将装备修复至完好状态，则其对应的重要度为正常作战重要度；若在维修任务中仅需修复部分对于战时任务重要的关键部件，则其对应的重要度为应急作战重要度；对于同一件装备，应急作战重要度相比于正常作战重要度，其值要小，且所需的维修资源和维修时间也会短；每个维修装备均有以上正常和应急的两种重要度，其对应值表示为sni和sei。
32、其中，所述步骤2中，针对维修资源的分析：
33、(3)维修资源
34、战时维修资源分为维修人员、维修设备和维修备件；其中维修人员和维修设备为非消耗性资源，维修任务进行中被占用，任务结束则空闲并待命中，且维修人员以多个个体组成的维修小队形式存在；维修备件为消耗性资源，随着维修任务被占用，则备件数量逐渐减少；根据实际情况，关于维修小队和维修设备需满足以下约束：同时开展维修任务的维修小队数量不可超过维修小队总数；同时开展维修所占用的维修设备种类和数量不可超过维修小队所拥有的维修设备种类和数量总数；由于维修资源不足时，开展维修任务前先前往备件库进行备件补充，故维修备件无上述备件总数约束。
35、其中，所述步骤2中，针对维修效率的分析：
36、(4)维修效率
37、战时维修任务的维修效率受维修小队成员体力影响，随着任务的开展和休息，维修小队成员的体力随之变化，包括如下情况：当维修小队开展维修任务时，由于其成员一直在消耗体力，故其体力降低，维修效率也会随之降低；当维修小队驱车前往任务目的地过程中，由于小队成员无体力消耗，且处于休息状态，故当该小队到达任务目的地时，体力可以得到一定程度的恢复，故维修效率也会随之提高；
38、需要注意的是，当维修资源不足导致维修小队需要先前往备件库时，该过程中驱车前往的过程中维修队员体力得到恢复，但当其在备件库中取出相应的备件过程中，则由于体力消耗，也会导致一定程度的维修效率降低；
39、为量化维修小队维修效率值，以半小时为界限进行维修效率的升降计算，即每开展工作半小时，则维修小队维修效率降低5％，每休息半小时，则维修小队维修效率提升5％，若工作或休息时间不满半小时，则忽略不计；此外，考虑到实际情况，维修效率不可能超过100％，也不可能低于0％，故维修效率取值范围为0～1，若超过该范围，则按其临近的最大、最小值进行取值。
40、其中，所述步骤2中，针对维修时间的分析：
41、(5)维修时间
42、由于维修小队的维修效率随任务的进行而变化，故最终维修任务的时间也会随之变化；上述维修资源充足与不足时，对应的维修任务时间也会随之改变，具体如下所述；
43、当维修资源充足时，最终维修任务的时间表示为
44、
45、式中，ei表示第i个维修任务开展前的维修效率；
46、当维修资源不足时，最终维修任务的时间表示为
47、
48、式中，ew表示从备件库中取备件前的维修效率。
49、其中，所述步骤2中，基于上述维修地点、维修重要度、维修资源、维修效率和维修时间的分析，确定目标函数情况如下：
50、(6)目标函数
51、目标函数的值直接影响调度任务的先后顺序，故其对于调度模型至关重要；战时维修的目的在于修复尽可能多的装备、修复重要度高的装备、修复后装备重投战场发挥尽可能长时间的作用，故针对上述维修目的，将维修目标函数f0设定为三个：修竣装备总数f1、修竣装备总重要度f2、和修竣装备二次作战时间f3，并对其进行加权计算，具体表示如下：
52、f0＝w1f1+w2f2+w3f3
53、式中，w1、w2、w3分别为三个目标函数各自权重，其和为1，一般可由经验确定或战时指挥官现场分配获得；
54、其中，由于单装备的数量、重要度均为不大于1的值，而装备的二次作战时间一般远大于1，故为平衡其对最终目标函数的影响，需对其进行归一化处理，如下所示：
55、
56、式中，tl表示战时允许维修总时长，为避免贻误战机，维修任务总用时不可超过tl；tf为维修任务用时，当维修资源充足时，其值为trf，当维修资源不足时，其值为trf′；
57、则最终目标函数表示为：
58、
59、其中，所述步骤2中，基于目标函数的设定，确定调度策略如下：
60、(7)调度策略
61、战时初期，维修资源充足，不存在维修资源竞争现象，直接驱车前往维修任务目的地；随着战时推进，资源逐渐紧缺，则开始转换维修策略，由维修小队先行驱车前往备件库，待取出所需备件后，再前往维修任务目的地；由于再备件库中取备件过程也消耗时间，过度取件既耗费时间也会消耗维修小队体力，进一步降低维修任务的维修效率，且会造成一定的资源浪费，故在维修资源不足时，应采取合理策略，具体如下：
62、策略情况1：维修资源充足时，如存在多个维修任务，则根据各维修任务的最终目标函数值大小进行排序，优先对目标函数值大的任务展开维修；
63、策略情况2：维修资源消耗一定数量后，如当前维修资源仅满足部分维修任务需求，则根据满足需求的维修任务的目标函数值大小进行排序，优先对目标函数值大的任务展开维修；
64、策略情况3：维修资源不足支撑任一维修任务需求时，以当前维修任务中重要度值最大的任务为目标，寻找满足维修任务所需维修资源需求的备件库并按目标函数f值进行排序，以f值最大的任务为目标，并计算维修任务总用时；
65、策略情况4：当前维修任务完成时间与战时允许维修总时间进行对比，判断其是否超过战时允许维修总时间，若不超过，则展开维修；否则放弃该任务，对剩余任务重新按策略情况3进行判断，直至找到满足维修需求且不超时的任务，展开维修；
66、策略情况5：为减少维修总用时，仅从备件库中取出满足当前维修任务所需维修资源即可，若有剩余维修资源，则保留在原备件库中；
67、策略情况6：为充分利用维修资源，尽可能提高任务成功率，在一个维修任务中如有单个能满足维修需求的备件库，则优先前往，如无，最多允许前往两个备件库进行资源获取；
68、策略情况7：若需单个或两个备件库方能满足维修需求，且同时有多种方案，则枚举各方案目标函数，目标函数值由大到小排序，并重新按策略情况4进行，若有满足方案则开展维修，否则放弃该方案。
69、(三)有益效果
70、与现有技术相比较，本发明可为战时有限维修资源下的应急动态维修任务调度方法提供理论支撑，为后续实际调度模型提供参考。
1.一种战时应急维修调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤1中，进行调度模型假设；
3.如权利要求2所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤2中，进行调度模型建立；
4.如权利要求3所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤2中，针对维修地点的分析：
5.如权利要求4所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤2中，针对维修重要度的分析：
6.如权利要求5所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤2中，针对维修资源的分析：
7.如权利要求6所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤2中，针对维修效率的分析：
8.如权利要求7所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤2中，针对维修时间的分析：
9.如权利要求8所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤2中，基于上述维修地点、维修重要度、维修资源、维修效率和维修时间的分析，确定目标函数情况如下：
10.如权利要求9所述的战时应急维修调度方法，其特征在于，所述步骤2中，基于目标函数的设定，确定调度策略如下：
