草畜平衡约束下带时间窗的放牧路径规划研究

草地资源的自然特征决定了草场载畜量的有限性,一年内只有在特定的时间窗适合放牧,承受不了长期、持续地放牧。不合理的放牧路径规划不仅会导致牲畜采食时间与草场生长周期错配,还会导致草场出现超载、欠载及退化等一系列负面问题。本文在考虑草畜平衡的基础上,提出放牧时间惩罚函数,构建了线性时间窗和指数型时间窗放牧路径规划模型,并设计了改进的遗传算法对模型进行求解。最后以青海省海晏县的牧户为例对模型进行了验证。结果表明,带指数型时间窗的算法能够更快地逼近最优解,且综合考虑三种成本比只考虑单一成本为目标得到的放牧路径总成本更低。改进的遗传算法缩短了求解时间并提高了求解稳定性。本文构建的带时间窗路径规划模型充分考虑了草场的自然属性,优化了牧户放牧路径,提高了牧户对草地资源利用的科学性。