基于耦合图的人员与异构技术资源动态调度方法及系统与流程

本发明属于计算机资源调度，具体涉及一种基于耦合图的人员与异构技术资源动态调度方法及系统。

背景技术：

1、面向解决方案交付场景中fde（frontline deployment engineer，前沿部署工程师）人员调度方案主要分为两类：人工经验与电子表格驱动型调度方案，以及固定规则、单一优化或单一推荐型调度方案。

2、对于人工经验与电子表格驱动型调度方案，其缺陷在于：状态信息割裂，客户需求、项目进度、fde人员技能与工时、测试环境和许可证等技术资源分别记录在不同业务系统中，人工汇总时难以保证数据的一致性和时效性；协同约束考虑不足，人工排期通常首先确定人员，再补充技术资源，难以同时校验技能、工时、资源容量、网络窗口、任务前后置及地域权限等约束，容易产生无法实际执行的排期；动态响应速度较慢，新增紧急任务、人员临时不可用或关键资源故障发生后，需要项目经理重新核对多个项目，变更范围大且容易遗漏受影响关系；经验难以结构化复用，历史项目中的人员匹配规律、资源替代路径和冲突消解过程多以个人经验存在，难以形成可计算、可追溯的调度知识。

3、对于固定规则、单一优化或单一推荐型调度方案，其缺陷在于：场景适应性不足，固定优先级、空闲工时或区域匹配规则无法充分反映需求紧迫度、技术方案差异、人员技能等级和异构资源可用状态的实时变化；全量重算扰动较大，单一集中式优化方法在任一状态变化后重新求解全部任务，既增加计算开销，又可能无必要地调整大量未受影响任务，造成频繁切换；推荐结果不等于可执行方案，单一机器学习或案例推荐方法通常只给出人员或资源排序，缺少人员、资源、任务和时间片的联合约束校验，推荐结果仍需人工二次编排；多模型输出难以直接融合，运筹优化、策略模型与知识推理输出多为离散分配方案或动作序列，直接数值加权容易得到不存在或违反约束的中间结果。

4、综上，现有fde调度系统普遍存在以下核心问题：缺乏能够统一表达项目任务、fde人员、技能、异构技术资源、时间片、方案组件和风险事件的动态数据结构；缺乏在变化事件发生时准确定位受影响范围并冻结无关决策的局部增量重调度机制；缺乏面向完整调度方案的、从多通道候选生成到校验修复再到可行方案选择的全链条机制；缺乏将执行偏差、人工干预、资源故障和任务完成效果反向用于更新调度知识与模型参数的闭环机制。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于耦合图的人员与异构技术资源动态调度方法及系统，以解决现有技术中多源异构状态难以统一建模、人员与技术资源协同约束难以同时表达、动态事件下全量重调度开销和方案扰动较大、调度经验难以持续沉淀和复用等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种基于耦合图的人员与异构技术资源动态调度方法，包括：

3、获取人员调度数据和资源调度数据；

4、根据所述人员调度数据和资源调度数据构建耦合图，其中，所述耦合图用于将调度域内多类异构要素及其相互关系统一表征为具有关联关系的图结构，根据所述耦合图感知调度域内的状态变更，当所述状态变更导致已有调度方案不可执行时，定位所述耦合图中与所述状态变更对应的变化节点；

5、以所述变化节点为中心，根据所述耦合图所表征的关联关系沿路径扩展，动态确定受影响范围，从所述耦合图中提取受影响子图，并对所述受影响子图之外的已有调度决策进行冻结；

6、在所述受影响子图范围内，通过多种候选生成方式分别生成候选调度方案，每个所述候选调度方案包含多个分配单元，每个所述分配单元至少将人员、任务、资源及时间进行关联绑定；

7、对每个所述候选调度方案进行可行性校验，对存在冲突的候选方案执行冲突消解，从经校验和冲突消解后可行的候选调度方案中择优确定目标调度方案；

8、根据所述目标调度方案进行执行，采集执行反馈，根据所述执行反馈对所述耦合图及调度参数进行增量更新。

9、优选地，以所述变化节点为中心，根据所述耦合图所表征的关联关系沿路径扩展，动态确定受影响范围，从所述耦合图中提取受影响子图，并对所述受影响子图之外的已有调度决策进行冻结，包括：

10、以所述变化节点为起点，根据所述变化节点的类型确定初始扩展步数；

11、从所述初始扩展步数开始，沿所述耦合图中的关联关系逐层向外扩展；

12、每扩展一层后，判断新纳入的节点与所述变化节点之间是否存在有效影响关系，其中，若存在有效影响关系，则继续扩展；否则停止扩展；

13、将最终扩展所涉及的范围确定为所述受影响范围，从所述耦合图中提取所述受影响范围内的节点和边构成所述受影响子图；

14、对所述耦合图中不属于所述受影响子图的节点所关联的已有调度决策设置冻结标识，以保持其原有分配不变。

15、优选地，所述有效影响关系包括以下情形中的一种或多种：

16、新纳入的节点与所述变化节点之间存在人员或资源共享关系；

17、新纳入的节点与所述变化节点之间存在任务前后置依赖关系；

18、新纳入的节点与所述变化节点之间存在时间窗口冲突关系；

19、新纳入的节点与所述变化节点之间存在资源替代关系；

20、新纳入的节点与所述变化节点之间存在容量竞争关系；

21、新纳入的节点与所述变化节点之间存在硬约束传递关系。

22、优选地，所述状态变更导致已有调度方案不可执行，包括：

23、计算当前状态与上一时刻状态之间在任务需求、人员可用性及资源可用性上的变化量，以各变化量的加权和作为变化度，当所述变化度超过预设阈值时，判定所述状态变更导致已有调度方案不可执行；或当所述状态变更导致已有调度方案中出现人员冲突、资源容量超限或任务时间窗违例时，判定所述状态变更导致已有调度方案不可执行；其中，当所述状态变更导致已有调度方案中出现人员冲突、资源容量超限或任务时间窗违例时，无论所述变化度是否超过所述预设阈值，均判定所述状态变更导致已有调度方案不可执行。

24、优选地，所述多种候选生成方式包括以下方式中的至少两种：

25、约束优化方式：建立目标函数和约束条件进行求解，生成候选调度方案；

26、策略决策方式：根据历史调度状态和动作输出调度动作，由动作展开器生成候选调度方案；

27、案例推理方式：从历史调度案例中检索与当前受影响子图匹配的成功案例，进行变量替换和时间对齐后生成候选调度方案。

28、优选地，所述冲突消解包括：

29、构建冲突图，所述冲突图的节点表示发生冲突的分配动作，所述冲突图的边表示分配动作之间的互斥关系或资源竞争关系；

30、根据任务优先级、替代资源可用性、切换代价和剩余时间松弛度确定修复顺序；

31、按照所述修复顺序，对所述冲突图中的冲突节点所对应的分配动作依次执行以下操作中的一种或多种：人员替换、资源替换、时间片平移、低优先级任务延后、局部重新求解，直至候选调度方案满足全部可行性条件。

32、优选地，从经校验和冲突消解后可行的候选调度方案中择优确定目标调度方案，包括：

33、根据当前调度场景的特征和各候选生成方式的历史表现，为每个可行的候选调度方案生成评价权重；

34、根据所述评价权重计算每个可行的候选调度方案的综合得分；

35、将所述综合得分最高的候选调度方案确定为所述目标调度方案。

36、优选地，采集执行反馈，根据所述执行反馈对所述耦合图及调度参数进行增量更新，包括：

37、采集任务完成情况、人员实际工时、资源利用率、方案切换次数、人工干预结果中的一种或多种作为执行反馈；

38、根据所述执行反馈计算反馈信号，其中，所述反馈信号根据项目进度改善量、人员与资源利用率、延期量、切换代价和硬约束违例惩罚中的至少两项加权计算得到；

39、根据所述反馈信号更新以下中的一种或多种：所述耦合图中节点之间边的权重、候选生成方式的内部参数、调度触发条件、冲突消解策略参数。

40、优选地，通过多种候选生成方式分别生成候选调度方案之前，还包括前置风险预判：

41、获取历史失败记录，所述历史失败记录包括候选方案生成失败、可行性校验失败、冲突消解失败、被人工否决或执行回滚的记录；

42、根据当前受影响子图的特征与所述历史失败记录进行匹配，评估各候选生成路径的风险，得到评估结果；

43、将所述评估结果为高风险的候选生成路径予以剔除，不对其生成完整的候选调度方案。

44、本技术第二方面实施例提供一种基于耦合图的人员与异构技术资源动态调度系统，包括：

45、获取模块，用于获取人员调度数据和资源调度数据；

46、定位模块，用于根据所述人员调度数据和资源调度数据构建耦合图，其中，所述耦合图用于将调度域内多类异构要素及其相互关系统一表征为具有关联关系的图结构，根据所述耦合图感知调度域内的状态变更，当所述状态变更导致已有调度方案不可执行时，定位所述耦合图中与所述状态变更对应的变化节点；

47、提取模块，用于以所述变化节点为中心，根据所述耦合图所表征的关联关系沿路径扩展，动态确定受影响范围，从所述耦合图中提取受影响子图，并对所述受影响子图之外的已有调度决策进行冻结；

48、生成模块，用于在所述受影响子图范围内，通过多种候选生成方式分别生成候选调度方案，每个所述候选调度方案包含多个分配单元，每个所述分配单元至少将人员、任务、资源及时间进行关联绑定；

49、确定模块，用于对每个所述候选调度方案进行可行性校验，对存在冲突的候选方案执行冲突消解，从经校验和冲突消解后可行的候选调度方案中择优确定目标调度方案；

50、更新模块，用于根据所述目标调度方案进行执行，采集执行反馈，根据所述执行反馈对所述耦合图及调度参数进行增量更新。

51、由此，本技术包括如下有益效果：

52、（1）本发明通过时变耦合图将技能、容量、时间窗口、依赖、冲突、替代和历史成功率统一表示为节点、边及其属性，使调度计算能够同时考虑fde人员和技术资源是否具备共同执行条件，避免仅按人员空闲度分配而忽略测试环境、许可证、云资源或网络窗口的情况，同时支持新增任务、人员变化和资源故障的局部增量更新，保持状态表达的实时性，为后续受影响子图的准确定位和局部重调度提供了统一的数据基础，从而解决了现有技术中多源异构状态难以统一建模以及人员与技术资源协同约束难以同时表达的问题；

53、（2）同时，在所述耦合图的基础上，本发明通过变化节点定位、受影响子图提取和子图外决策冻结，仅对必要范围重新生成和调整方案，降低全量重算的计算范围，并减少未受影响项目的无关切换，能够根据关系类型、时间有效区间和跳数控制影响范围，并能够在局部方案生成后与冻结的原方案合并以保持全局方案完整，为后续多通道候选生成提供了受限的求解空间，从而解决了现有技术中动态事件下全量重调度开销和方案扰动较大的问题；

54、（3）另外，在所述受影响子图范围内，约束优化、策略决策和案例推理通道分别提供结构化求解、快速响应和历史经验复用能力，各通道先生成完整候选方案，再经统一硬约束校验和冲突修复，最后对可行候选评分选择，避免对离散人员或资源分配结果直接加权产生不可执行方案，为后续执行反馈提供了可执行的调度方案，从而解决了现有技术中推荐结果不等于可执行方案以及多模型输出难以直接融合的问题；

55、（4）本技术还通过在执行完成后采集反馈，将候选无法完整生成、硬约束校验失败、冲突修复失败、人工否决和执行回滚等负反馈转化为可复用的历史失败模式，在新一轮调度过程中对候选生成路径进行风险预判，并对超过剪枝阈值的高风险候选路径提前停止展开，从而减少无效候选所产生的组合搜索、方案补全、规范化编码和冲突修复计算开销，并将更新后的耦合图和调度参数反馈至下一轮调度，解决了现有技术中调度经验难以持续沉淀和复用的问题。

56、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。