一種資源優(yōu)化調度系統(tǒng)及調度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種資源優(yōu)化調度系統(tǒng)及調度方法。所述調度方法包括獲取救援地點的位置信息及救援物資信息；根據獲取的救援物資信息，查找預先設置的救援物資與資源點標識的映射關系表，找到能夠提供與獲取的救援物資信息對應的各資源點標識，依據資源點標識獲取資源點的空間位置信息；根據救援地點的位置信息以及資源點的空間位置信息，確定各資源點與救援地點的路徑集；從預設數據庫獲取路徑集中每條路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件參數，根據獲取的道路屬性參數、外部環(huán)境條件參數以及預先設置的調集策略，為救援物資信息計算出最優(yōu)車輛調集方案。本發(fā)明綜合道路狀況和外部環(huán)境等影響因素計算最優(yōu)調集方案，具有實用價值高、直觀形象等優(yōu)點。
【專利說明】一種資源優(yōu)化調度系統(tǒng)及調度方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及優(yōu)化調度【技術領域】，具體涉及一種資源優(yōu)化調度系統(tǒng)及調度方法。
【背景技術】
[0002]科學合理地開展資源調度，最大限度的發(fā)揮有限資源的價值，是資源調度管理中的一項重要工作。資源調度涉及到多個指定救援地點、多個備選資源點及多種調用物資，以時間最短和運輸成本最低為目標，將物資從備選資源點運送到指定救援地點的過程，是一個復雜的多目標優(yōu)化問題。
[0003]隨著信息化在各行各業(yè)的深入滲透和廣泛發(fā)展，在輔助決策領域，利用信息化手段整合各項信息，特別是基于地理信息，通過建立物資調度模型或系統(tǒng)自動計算最佳調集方案以實現(xiàn)快速調集大量物資，已經得到了廣泛的重視和應用。
[0004]但現(xiàn)有物資調度模型或系統(tǒng)，主要以地理信息中的位置坐標作為參數，利用資源與目的地的位置坐標，計算實際距離，判斷最優(yōu)調集方案，將結果作為參考，提供給決策人員作為輔助參考信息。由于只考慮位置坐標和坐標距離，在實際資源調運過程中容易遇到的運力調撥、物資準備、地形和氣候影響等其他影響因素都未列入考慮，因此現(xiàn)有物資調度模型或系統(tǒng)得出的最優(yōu)調集方案誤差較大，其參考價值和實用價值均不高。
[0005]由上可知，有必要提供一種綜合考慮位置坐標、運力調撥、物資準備和外部環(huán)境等各種影響因素，并根據各種影響因素給出最優(yōu)調集方案的資源優(yōu)化調度系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供了一種綜合考慮位置坐標、運力調撥、物資準備和外部環(huán)境等各種影響因素，并根據各種影響因素給出最優(yōu)調集方案的基于地理信息和環(huán)境加權的資源優(yōu)化調度系統(tǒng)及該系統(tǒng)的調度方法。
[0007]根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種資源優(yōu)化調度方法，包括:
[0008]獲取救援地點的位置信息及救援物資信息；
[0009]根據獲取的救援物資信息，查找預先設置的救援物資與資源點標識的映射關系表，找到能夠提供與所述獲取的救援物資信息對應的各資源點標識，依據找到的資源點標識獲取資源點的空間位置信息；
[0010]根據救援地點的位置信息以及資源點的空間位置信息，確定各資源點與救援地點的路徑集；
[0011]從預設的數據庫中獲取路徑集中每條路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件參數，根據獲取的道路屬性參數、外部環(huán)境條件參數以及預先設置的調集策略，為救援物資信息計算出最優(yōu)車輛調集方案。
[0012]其中，所述預先設置的調集策略包括:
[0013]按照救援物資的種類計算出每種救援物資的最優(yōu)車輛調集方案；
[0014]其中，對于每一種救援物資，救援物資的最優(yōu)車輛調集方案計算方法包括:[0015]確定能夠提供救援物資的資源點與救援地點的最短路徑集；
[0016]獲取最短路徑集中每條最短路徑的通車條件，從最短路徑集中得到符合通車條件的可通車路徑集；
[0017]獲取可通車路徑集中每條可通車路徑的通車限制參數；
[0018]根據每條可通車路徑的通車限制參數確定每條可通車路徑能夠派出的運輸車輛類型；根據每個資源點能夠提供救援物資的總量和救援物資的總量，確定出每條可通車路徑中不同類型的運輸車輛所需要的車輛數目；
[0019]利用每條可通車路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件估算出每條可通車路徑中不同類型的運輸車輛的到達時間；
[0020]將所有可通車路徑中所有運輸車輛的到達時間進行由短到長排序，選取到達時間最短的運輸車輛為最優(yōu)調集運輸車輛。
[0021]其中，對于每條可通車路徑中的每一類型的運輸車輛，估算運輸車輛到達時間的計算方法為:
[0022]將每條可通行路徑分割成若干分路徑；
[0023]通過結合每段路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件計算出該種運輸車輛在每段分路徑的最快行駛速度；
[0024]利用每段分路徑的路徑長度和運輸車輛在每段分路徑的最快行駛速度計算出運輸車輛在每段分路徑的行駛時間，將運輸車輛在每段分路徑中的行駛時間相加作為運輸車輛的到達時間。
[0025]進一步地，在資源優(yōu)化調度方法中，對于每一條可通行路徑中的相鄰分路徑之間的速度差進行鈍化處理，具體為:
[0026]相鄰分路徑中的最快行駛速度值中，以較小值為基準，調低相鄰分路徑的最大行車速度至滿足最大分路徑的速度差。
[0027]進一步地，在計算出每條可通車路徑中不同運輸車輛的到達時間后，對每條可通車路徑中不同車型的運輸車輛的事故幾率進行估算，并根據事故幾率計算出不同車型運輸車輛的優(yōu)先級。
[0028]其中，對每條可通車路徑中不同車型的運輸車輛的事故幾率的估算是通過計算每段分路徑中運輸車輛的事故幾率計算得出；
[0029]對于每段分路徑的事故幾率，結合該分路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境進行計算，計算公式為:
[0030]分路徑行車事故幾率=MAX (路面事故幾率，坡度事故幾率，側風事故幾率)；
[0031]運輸車輛的優(yōu)先級的計算公式為:
[0032]優(yōu)先級=到達時間* ( I/事故幾率)*事故規(guī)避參數。
[0033]進一步地，在計算出每條可通車路徑中不同運輸車輛的運行時間和/或對每條可通車路徑中不同車型的運輸車輛的事故幾率進行估算后，利用動態(tài)預演組件的顯示模塊預演整個車輛調集過程。
[0034]更進一步地，在所述動態(tài)預演組件的顯示模塊預演整個車輛調集過程中，對每條可通行路徑中的分路徑的運行時間、行車速度及運輸車輛的優(yōu)先級進行顯示。
[0035]優(yōu)選地，在動態(tài)預演組件預演完畢后，根據專家經驗或用戶需要，對顯示模塊的圖像化顯示的調集方案進行手動調整。
[0036]其中，若與所述獲取的救援物資信息對應的各資源點的救援物資總量少于所需救援物資總量時，將缺少的救援物資的種類、數量及運輸車輛列出，由用戶人工決策。
[0037]根據本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種資源優(yōu)化調度系統(tǒng)，包括中央處理器和信息存儲器，所述信息存儲器包括地理位置信息數據庫、環(huán)境信息數據庫、調度資源信息數據庫和運輸車輛屬性信息數據庫；
[0038]所述中央處理裝置包括數據輸入組件、數據分析組件和資源調度運算組件；
[0039]數據輸入組件獲取救援地點的位置信息及救援物資信息；
[0040]數據分析組件根據獲取的救援物資信息，查找預先設置的救援物資與資源點標識的映射關系表，找到能夠提供與所述獲取的救援物資信息對應的各資源點標識，依據資源點標識獲取資源點的空間位置信息；
[0041]資源調度運算組件利用前述的調度方法進行運算。
[0042]由上述技術方案可知，本發(fā)明以地理信息為基礎，綜合考慮地形、氣象、路況、車型性能、資源特性、運力限制等環(huán)境因素，預估運輸過程可能遇到的問題，進行環(huán)境加權，并對潛在問題進行風險明示，給出最佳車輛調集方案。同時結合專家經驗可對調集方案進行調整，進行圖像化展示，并對整個調集過程進行動態(tài)預演，讓用戶產生直觀認識。在方案實際執(zhí)行過程中，還可以跟蹤實際調集進度，進行圖像化的直觀展示，并允許用戶隨時進行手動調整。由此可知，本發(fā)明實現(xiàn)了在綜合考慮位置坐標、運力調撥、物資準備和外部環(huán)境等各種影響因素的情況下提供最優(yōu)調集方案，有效解決了現(xiàn)有物資調度模型或系統(tǒng)誤差大、參考價值和實用價值不高的缺點，具有自動調集方案直觀形象、實時跟蹤反饋、實用價值高等優(yōu)點
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，以下將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。
[0044]圖1示出了本發(fā)明中資源調度系統(tǒng)的結構示意圖；
[0045]圖2示出了計算一種救援物資的最優(yōu)車輛調集方案的流程圖。
【具體實施方式】
[0046]為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節(jié)僅僅是為了使讀者對本發(fā)明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節(jié)也可以實現(xiàn)本發(fā)明的這些方面。
[0047]本申請使用的“模塊”、“系統(tǒng)”等術語旨在包括與計算機相關的實體，例如但不限于硬件、固件、軟硬件組合、軟件或者執(zhí)行中的軟件。例如，模塊可以是，但并不僅限于:處理器上運行的進程、處理器、對象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行的線程、程序和/或計算機。舉例來說，計算設備上運行的應用程序和此計算設備都可以是模塊。一個或多個模塊可以位于執(zhí)行中的一個進程和/或線程內，一個模塊也可以位于一臺計算機上和/或分布于兩臺或更多臺計算機之間。
[0048]圖1示出了本發(fā)明中資源調度系統(tǒng)的結構示意圖。如圖1所示，資源調度系統(tǒng)包括信息存儲器10和中央處理器20。其中，
[0049]信息存儲器10包括:
[0050]地理位置信息數據庫101，用于采集并存儲三維立體地理信息。地理位置信息數據庫存儲所有采集點之間的道路，且對影響車輛性能發(fā)揮和行車速度的地理屬性信息諸如每條道路的實際里程，道路寬度，海拔高度、坡度等進行重點采集并存儲。優(yōu)選地，本發(fā)明中的地理位置信息數據庫具有可實現(xiàn)數據錄入、存儲及更新維護的功能。當車輛在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)地理位置信息數據庫中的采集數據出現(xiàn)偏差時，可通過人工手動輸入對出現(xiàn)偏差的數據進行標注、確認和調整。
[0051]環(huán)境信息數據庫102，用于采集一定時間范圍內的各個區(qū)域的環(huán)境因素，如實時氣象條件和氣象預報、實時道路交通情況和高峰預警、山體滑坡和落石風險評估等信息。
[0052]調集物資屬性信息數據庫103，用于存儲不同資源點儲備的物資資源信息以及所有物資資源的屬性信息。其中，物資資源的屬性信息包括如液體、粉塵、易燃易爆、運輸車輛類型、不同環(huán)境因素下的裝卸條件和裝卸時間等信息。
[0053]在調集物資屬性信息數據庫中，不同種類調集物資對應不同的運輸車輛類型。優(yōu)選地，每種調集物資對應多種車輛類型，多種車輛類型按優(yōu)先級排列。例如，對于惰性泡沫，對應的運輸車輛依次為:泡沫車、水罐車、壓力噴射車。即，默認采用泡沫車運輸惰性泡沫；如果沒有泡沫車，可以采用水罐車；如果沒有水罐車，可以采用壓力噴射車。
[0054]運輸車輛屬性信息數據庫104，用于存儲運輸車輛的車輛載重，車輛性能，不同地理屬性條件(海拔高度、坡度、道路寬度)對運輸車輛的性能影響，以及不同地理屬性條件結合不同氣象條件對運輸車輛的性能影響，以及存儲車輛實時地理坐標和實時速度、方向等。
[0055]本發(fā)明中，車輛性能主要包括最大負載、行駛速度和不同外界環(huán)境因素下的行駛故障率。在不同海拔高度，車輛的最大負載對應相應的負載值和相應的行駛速度。在不同的外界環(huán)境因素，車輛行駛故障率對應不同的幾率值。本發(fā)明中，影響車輛行駛故障率的外界環(huán)境因素包括但不限于路面坡度、路面存有積雪、行車方向角度、風向等。
[0056]優(yōu)選地，本發(fā)明中，運輸車輛屬性信息數據庫對于不同車型的運輸車輛的車輛性能分別進行存儲。例如:
[0057]對于普通重型卡車，在海拔XX米時的有效負載為最大負載的60%。在路面積雪時，當路面坡度達到XX度以上時，行駛事故幾率會上升xx%，當與行車方向角度范圍為η度到m度，風力達到XX級時行駛事故幾率會上升至xx%。
[0058]優(yōu)選地，本發(fā)明中的運輸車輛屬性信息數據庫還根據每個資源點能夠提供救援物資的種類及數量提供每個資源點中可派出的車輛優(yōu)先級列表。表I示出了每個資源點中可派出的車輛優(yōu)先級列表如所示。
[0059]表I
[0060]
救援物資種類I最優(yōu)先匹配車型~I次優(yōu)先匹配車型~I最低優(yōu)先匹配車型[0061]中央處理器20包括:
[0062]數據輸入組件201，用于獲取救援地點的位置信息及救援物資信息。
[0063]數據分析組件202，根據救援物資信息查找預先設置的救援物資與資源點標識的映射關系表，找到能夠提供與所述獲取的救援物資信息對應的各資源點標識，依據資源點標識獲取資源點的空間位置信息。
[0064]資源調度運算組件203，根據救援地點的位置信息以及資源點的空間位置信息，確定各資源點與救援地點的路徑集；獲取路徑集中每條路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件參數，根據獲取的道路屬性參數、外部環(huán)境條件參數以及預先設置的調集策略，為救援物資信息計算出最優(yōu)車輛調集方案。
[0065]進一步地，本發(fā)明中的資源優(yōu)化調度系統(tǒng)還包括動態(tài)預演組件30。其中，
[0066]動態(tài)預演組件與中央處理器中的資源調度運算組件進行數據連接。動態(tài)預演組件用于在資源調度運算組件計算完畢后，通過顯示模塊預演整個調集過程。
[0067]更進一步地，資源優(yōu)化調度系統(tǒng)還包括手動調整組件40，用于在動態(tài)預演模塊預演完畢后，根據專家經驗或用戶需要，在顯示模塊的圖像化顯示的調集方案上進行方案調整，以使資源調度運算組件得到最終執(zhí)行方案。同時，手動調整模塊還將調整原因和方案記入參考率，為資源調度運算組件以后的自動調集計算提供迭代參考。
[0068]下面對本發(fā)明中資源調度系統(tǒng)的調度方法進行詳細闡述，包括如下流程:
[0069]SlOl:獲取救援地點的位置信息及救援物資信息。
[0070]S102:根據根據獲取的救援物資信息，在信息存儲器中查找預先設置的救援物資與資源點標識的映射關系表，找到能夠提供與所述獲取的救援物資信息對應的各資源點標識，依據資源點標識在地理位置信息數據庫獲取資源點的空間位置信息。
[0071]S103:中央處理器根據救援地點的位置信息以及資源點的空間位置信息，確定各資源點與救援地點的路徑集；并獲取路徑集中每條路徑的道路屬性參數、外部環(huán)境條件參數以及預先設置的調集策略，為救援物資計算出最優(yōu)車輛調集方案。
[0072]下面對本發(fā)明中中央處理器根據路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件為救援物資計算出最優(yōu)車輛調集方案的計算方法進行具體說明。
[0073]作為各實施例中的優(yōu)選實施例，中央處理器預先設置的調集策略包括:
[0074]按照救援物資的種類計算出每種救援物資的最優(yōu)車輛調集方案。
[0075]圖2示出了計算每一種救援物資的最優(yōu)車輛調集方案的流程圖，如圖2所示，包括如下步驟:
[0076]S201:確定能夠提供救援物資的資源點與救援地點的最短路徑集。
[0077]根據數據分析組件得到能夠提供該種救援物資多個資源點，根據每個資源點的空間位置信息計算每個資源點與救援地點的最短路徑集。由于每個資源點與救援地點均有多條路徑，在本實施例中，選取每個資源點與救援地點之間的最短路徑組成最短路徑集。
[0078]S202:獲取最短路徑集中每條最短路徑的通車條件，從最短路徑集中得到符合通車條件的可通車路徑集。
[0079]本步驟中，將最短路徑集中的每條路徑按單位公里數分為若干分路徑，即每條路徑表示為分路徑的集合。即:
[0080]一條路徑=(分路徑IDl、分路徑ID2...分路徑IDn )。[0081]對每段分路徑的通車條件，通過計算能否通車實現(xiàn)。其中，
[0082]每段分路徑能否通車(isValid)利用bool (布爾型)值表示。其中，true表示可以通車、false表示不可以通車。每段分路徑的通車條件默認為true值，當任一分路徑中有斷橋、塌方等情況時，其通車條件設置為false值，即該段分路徑不可以通車。
[0083]根據每段分路徑的通車條件統(tǒng)合計算得到每條路徑的通車條件。具體地:將一條路徑中的每段分路徑的通車條件進行與運算，即:
[0084]一條路徑 isValid=分路徑 IDl.1sValid&& 分路徑 ID2.1sValid…分路徑 IDn.1sValid.[0085]若其中有一段分路徑不可以通車，則該條路徑的通車條件為false，即該條路徑不可以通車。
[0086]根據上述計算過程，對最短路徑集中的每條路徑的通車條件進行計算，并將不能通車的路徑剔除。從而得到符合通車條件的可通車路徑集。
[0087]S203:獲取可通車路徑集中每條可通車路徑的通車限制參數。
[0088]通過地理位置信息數據庫獲取每條可通車路徑的通車限制參數。具體地，
[0089]一條路徑的通車限制參數包括:可以容納的最大車長maxVehicleLength、最大車寬maxVehicleWidth、最大車高maxVehicIeHeight ;及路橋最大承重maxWeight、道路最大坡度maxSlope、最高海拔maxElevation。上述各值的計量單位為米。
[0090]本發(fā)明中，一條路徑按照步驟S402中的方法將一條路徑分隔成若干分路徑。一條路徑的通車限制參數為每段分路徑的通車限制參數的數據集合。其中，分路徑通車限制參數的計算方法為:
[0091]分路徑通車限制參數=(最大車長max Vehicle Length、最大車寬max VehicleWidth、最大車高max Vehicle` Height、最大承重max Weight、最大坡度max Slope、最高海拔 max Elevation)。
[0092]每條路徑的通車條件由各分路徑的通車條件綜合計算得到。對于一條路徑的通車限制參數，需要對所有分路徑的通車限制參數進行最大值運算。即:
[0093]最大車長maxVehicleLength’=MAX(分路徑 IDl.maxVehicleLength&& 分路徑 ID2.maxVehicleLength…分路徑 IDn.maxVehicleLength)；
[0094]最大車寬maxVehicleWidth’ =MAX (分路徑 IDl.maxVehicIeffidthM 分路徑 ID2.maxVehicleWidth...分路徑 IDn.maxVehicleWidth)；
[0095]最大車高maxVehicleHeight’=MAX(分路徑 IDl.maxVehic I eHeight&& 分路徑 ID2.maxVehicIeHeight…分路徑 IDn.maxVehicIeHeight)；
[0096]最大坡度maxSlope’ =MAX (分路徑 IDl.maxSlope&& 分路徑 ID2.maxSlope…分路徑 IDn.maxSlope)；
[0097]最高海拔maxElevation’ =MAX (分路徑 IDl.maxElevation&& 分路徑 ID2.maxElevation…分路徑 IDn.maxElevation)；
[0098]對于路橋的最大承重，則需要取最小值運算，即:
[0099]最大承重maxWeight’=MIN (分路徑 IDl.maxffeight&& 分路徑 ID2.maxWeight…分路徑 IDn.maxWeight)
[0100]由此可得:[0101] 一條路徑通車限制參數=(最大車長maxVehicleLength’、最大車寬maxVehicleWidth’、最大車高 maxVehicIeHeIghtj、最大承重 maxWeight’、最大坡度maxSlope’、最高海拔 maxElevation?)。
[0102]按照此方法，計算每條可通車路徑的通車限制參數。
[0103]S204:利用每條可通車路徑的通車限制參數確定每條可通車路徑能夠派出的運輸車輛類型，以及根據每個資源點能夠提供救援物資的總量和救援物資的總量確定出每條可通車路徑中不同類型的運輸車輛所需要的車輛數目；
[0104]每個資源點可提供一種或多種車型來進行資源運輸。對于一條可通車路徑中能夠派出的運輸車輛類型，按照資源點中可派出的車輛優(yōu)先級列表，逐次比較每種車型的最大車長、最大車寬、最大車高、最大承重、能夠通行的最大坡度和最高海拔是否在該可通車路徑的通車限制參數范圍內:
[0105]若一種車型中的最大車長、最大車寬、最大車高、最大承重、能夠通行的最大坡度和最高海拔均在該可通車路徑的通車限制參數范圍內，則該車型為符合派出條件的車輛類型；
[0106]若一種車型中至少有一項參數不符合該可通車路徑的通車限制參數，則該種車型不予考慮；
[0107]對于符合派出條件的車輛類型根據資源點中可派出的車輛優(yōu)先級列表的順序進行排序。
[0108]本步驟中，計算一種類型的運輸車輛需要的車輛數目，需要結合該路徑的通車限制參數及救援物資的總量來確定，具體為:
[0109]首先需要計算該種類型的車輛的實際可用負載，其中，
[0110]車輛實際可用負載=Min(實際路徑.最大海拔高度下車輛實際負載，實際路徑.路橋最大承重)；
[0111]則:車輛數目=Min(資源點能夠提供救援物資的總量/車輛實際可用負載，救援物資的總量/車輛實際可用負載)。
[0112]利用上述計算方法計算不同類型的運輸車輛所需要的車輛數目。
[0113]若在此步驟運算中，如果資源點能夠提供救援物資的總量小于救援物資的總量，即實際運輸車輛的數目小于所需運輸車輛的數目時，也暫不刪除該種類型的車輛，需要在下一步中綜合預估到達時間后再進行考慮。
[0114]S205:利用每條可通車路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件估算每條可通車路徑中不同類型的運輸車輛的到達時間。
[0115]運輸車輛的到達時間即該運輸車輛由資源點出發(fā)，經由可通車路徑到達救災地點的時間。
[0116]由于車輛行駛是需要一個時間的過程，所以途徑不同路段的時間點不一致，受到的影響和最大速度限制也不一致，因此需要根據具體的途徑時段來考慮。
[0117]本發(fā)明實施例中將一條可通行路徑分割成若干分路徑，通過計算出每段分路徑的最快行駛速度后再進行運輸車輛到達時間的計算。
[0118]每段分路徑的最快行駛速度需要結合每段分路徑的道路屬性參數和運輸車輛行駛到該段分路徑時的外部環(huán)境條件得出。[0119]對于每段分路徑的道路屬性參數通過調用地理位置信息數據庫得出。
[0120]對于每段分路徑，其外部環(huán)境條件表示為如下的環(huán)境參數的集合:
[0121]分路徑外部環(huán)境條件=(氣象[時段1:氣象1、時段2:氣象2…時段η:氣象η，]、路面[O正常/I濕滑/2積水/3積雪/4結冰/...!!/路面條件極端惡劣]、能見度[時段1:ΧΧ米、時段2:ΧΧ米…時段η:ΧΧ米]、通暢情況[時段1:通暢度1、時段2:通暢度2…時段η:通暢度η]。其中，
[0122]氣象包括天氣、風向、最低風力、最高風力、最低溫度、最高溫度、最低濕度、最高濕度等因素。通暢度包括通暢、緩慢和擁堵三種情況。在本發(fā)明實施例中，為氣象、路面、通暢度等環(huán)境參數都設有多個可選項，每個可選項都設定數字代碼。
[0123]在計算時，氣象的不同狀態(tài)及具體數值設為但不限于如下數值:0晴、I多云；風向與行車方向最小夾角、風向與行車方向最大夾角；3級風、5級風；3攝氏度、8攝氏度；13相對濕度；15相對濕度。
[0124]通暢度包括(O綠色-通暢、I黃色-緩慢、2紅色-擁堵)。
[0125]對于氣象、路面、通暢度等環(huán)境參數中，數字代碼按照嚴重程度排序，嚴重程度越高，數字代碼的值就越大。
[0126]結合每段分路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件得出運輸車輛在每段分路徑行駛時的性能參數，該性能參數通過調用運輸車輛屬性信息數據庫得出。具體包括:經過不同路橋的行駛速度、不同海拔下的行駛速度、不同坡度的行駛速度、不同路面時對應的行駛速度、不同暢通度時對應的行駛速度、不同氣象條件時的行駛速度，不同能見度時的行駛速度 等。
[0127]結合每段分路徑的具體道路屬性參數和外部環(huán)境條件計算每段分路徑中運輸車輛的最快行駛速度。
[0128]分路徑IMaxSpeed=Min(實際路徑.最低路橋行駛速度，實際路徑.最大海拔聞度下行駛速度，實際路徑.最大坡度行駛速度，實際路徑.最差路面行駛速度，實際路徑.時段I最差暢通度行駛速度，實際路徑.時段I最差氣象行駛速度，實際路徑.時段I最差能見度行駛速度);
[0129]分路徑2MaxSpeed=Min(實際路徑.最低路橋行駛速度，實際路徑.最大海拔聞度下行駛速度，實際路徑.最大坡度行駛速度，實際路徑.最差路面行駛速度，實際路徑.時段2最差暢通度行駛速度，實際路徑.時段2最差氣象行駛速度，實際路徑.時段2最差能見度行駛速度);
[0130]…
[0131]路段nMaXSpeed=Min (實際路徑.最低路橋行駛速度，實際路徑.最大海拔高度下行駛速度，實際路徑.最大坡度行駛速度，實際路徑.最差路面行駛速度，實際路徑.時段η最差暢通度行駛速度，實際路徑.時段2最差氣象行駛速度，實際路徑.時段η最差能見度行駛速度)。
[0132]運輸車輛的到達時間計算方法為:利用每段分路徑的路徑長度和運輸車輛在每段分路徑的最快行駛速度計算出運輸車輛在每段分路徑的行駛時間，將運輸車輛在分段分路徑中的行駛時間進行加和即得出運輸車輛的到達時間。
[0133]具體計算過程通過開始分路徑到結束分路徑之間進行循環(huán)迭代得出。[0134]單個迭代過程如下:
[0135]首先，根據開始時間點，獲取該時間點下開始分路徑的最大行車速度，利用開始分路徑的路徑長度計算到達下一路段的時間點，獲取下一分路徑在相應時段的最大行車速度。
[0136]然后，對本分路徑與下一分路徑的速度差進行鈍化處理，由于車輛不可能在到達下一分路徑時瞬間完成速度調整，所以需要在兩者之間以最小值為準，調低相鄰分路徑的最大行車速度至滿足最大分路徑的速度差，最大速度差根據車型、車速和路面情況等有所不同，由運輸車輛屬性信息數據庫維護該數據。
[0137]單步迭代完成，在下一步迭代中，以下一分路徑為開始分路徑，繼續(xù)向終點進行迭代。
[0138]如果在迭代過程中，發(fā)生了路段速度調整，且被調低的是上一分路徑，為了確保車輛進入上一分路徑時不會出現(xiàn)車速劇降，需要向起點逆向迭代，并控制本次迭代的范圍不超過η，η為人工設置的參數，默認設置為3。
[0139]迭代至終點后，獲取最快到達終點時間，并記錄途徑各分路徑的時間和行車速度。
[0140]根據上述計算過程，計算出每條可通車路徑中不同運輸車輛的到達時間。
[0141]S206:將所有可通車路徑中所有運輸車輛的到達時間進行由短到長排序，選取到達時間最短的運輸車輛為最優(yōu)調集運輸車輛。
[0142]若選取的最優(yōu)調集運輸車輛所在的資源點能夠提供救援物資的總量大于或等于救援物資的總量，則只選取該運輸車輛做為最優(yōu)調集運輸車輛來運送救援物資。
[0143]若選取的最優(yōu)調集運輸車輛所在的資源點能夠提供救援物資的總量小于救援物資的總量，則按到達時間短到長的排序依次選取運輸車輛，直至這些運輸車輛能夠運送的資源總量等于救援物資的總量。
[0144]至此，對于一種救援物資的最優(yōu)運輸車輛調集方案計算完畢。根據相同的計算方法可得出，其他不同種類救援物資所對應的最優(yōu)車輛調集方案。
[0145]進一步地，中央處理器在計算出每條可通車路徑中不同運輸車輛的運行時間后，還對每條可通車路徑中不同車型的運輸車輛的事故幾率進行估算。
[0146]對于運輸車輛的事故幾率的估算通過計算每段分路徑中運輸車輛的事故幾率計算得出。
[0147]對于每段分路徑的事故幾率，結合該分路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境進行計算。具體計算公式為:
[0148]分路徑行車事故幾率=f(路面事故幾率，坡度事故幾率，側風事故幾率)。
[0149]其中，車輛路面事故幾率=實際路徑.最惡劣路面條件下事故幾率*具體車型影響參數；
[0150]車輛陡坡事故幾率=實際路徑.最惡劣坡度條件下事故幾率*具體車型影響參數；
[0151]車輛側風事故幾率=實際路徑.最惡劣側風條件下事故幾率*具體車型影響參數。
[0152]具體的計算函數f默認為通過最大值計算模塊進行最大值運算。本發(fā)明實施例中函數f進行最大值運算只是示例性的，其還可通過其他計算模塊的計算公式進行計算，如加權平均(AVG)計算模塊，機器學習模塊等。函數f具體采用的計算公式由使用人員進行選擇。
[0153]可通行路徑的行車事故幾率取分段道路行車事故幾率中的最大值。
[0154]即:可通行路徑行車事故幾率=MAX (分路徑I行車事故幾率，分路徑2行車事故幾率，分路徑3行車事故幾率，.....，分路徑η行車事故幾率)。
[0155]在計算出運輸車輛的事故幾率后，計算不同運輸車輛的優(yōu)先級。其中，優(yōu)先級的計算公式為:
[0156]優(yōu)先級=到達時間* ( I/事故幾率)*事故規(guī)避參數，
[0157]其中，事故規(guī)避參數可以調整，用于調整高事故率方案的排序位置。
[0158]優(yōu)先級中數值由小向大排列，數值越小，排序越靠前。本發(fā)明中，優(yōu)先級數值最小的方案作為最優(yōu)車輛調集方案。
[0159]更進一步地，在計算出每種資源所需的最優(yōu)調集運輸車輛方案后，利用動態(tài)預演組件的顯示模塊預演整個車輛調集過程，在整個車輛調集過程預演完畢后，將運送每種救援物資的運輸車輛調集方案按照到達時間由短到長的順序依次顯示，并給出每種運輸車輛調集方案的優(yōu)先級，由用戶根據運送時間和優(yōu)先級進行人工決策。
[0160]在整個車輛調集過程預演過程中，利用動態(tài)演示組件將每條可通行路徑中的分路徑的運行時間和行車速度進行顯示。
[0161]作為更加優(yōu)選的方案，在利用動態(tài)預演組件預演完畢后，根據專家經驗或用戶需要，在顯示模塊的圖像化顯示的調集方案進行手動調整。
[0162]若所有資源點的救援物資總量少于所需救援物資總量時，將缺少的救援物資的種類、數量及運輸車輛列出，由用戶人工決策
[0163]下面通過一個具體實施例對本發(fā)明中的資源優(yōu)化調度系統(tǒng)及調度方法進行詳細闡述。
[0164]在本具體實施例中，需要在上千平方公里的范圍內調集大量資源向救援地點發(fā)起救援。其中，救援物資具體包括80名救援人員、15輛特種車輛、90臺精密裝備、300噸化學泡沫、10噸高壓惰性氣體。
[0165]步驟001:通過中央處理器的數據輸入組件輸入救援地點的位置信息及救援物資的種類及數量。
[0166]步驟002:數據分析組件根據救援物資的種類及數量在調集物資屬性信息數據庫中查找能夠提供救援物資的資源點為12個及這12個資源點能夠提供救援物資的種類及數量。具體為:
[0167]12個資源點中，其中3個資源點可以隨時調派90名以下的救援人員；11個點擁有可出動的特種車輛共計18臺；6個點擁有所需精密設備共100臺；2個點各自具備上千噸化學泡沫供應能力；3個點能供應高壓惰性氣體。
[0168]步驟003:確定能夠提供救援物資的資源點與救援地點的最短路徑。
[0169]分別計算出12個資源點到救援地點的最短路徑。
[0170]步驟004:通車條件分析。
[0171]12條路徑中，只要一條路徑中至少有一條分路徑有斷橋、塌方等情況，則將該路徑剔除。本實施例中，12個資源點到救援地點的路徑均符合通車條件。[0172]步驟005:分析每個資源點與救援地點之間路徑的通車限制參數。
[0173]對12條路徑中的每條路徑以每公里為單位分段，對每段道路附加海拔，坡度、彎道角度及彎道總長、路面寬度等影響參數，作為基礎地理數據。
[0174]步驟006:根據每條路徑的通車限制參數確定每條路徑中派出的運輸車輛類型及
車輛數量。
[0175]12條可通車路徑中，有I處人員資源點需要途經高海拔地區(qū)，需要減少車輛負載，采用兩輛大巴車輸送，另外2處人員資源點可以各用I輛大巴車輸送；11處特種車輛資源點中，有I處會途經狹路急彎，通車風險大；6個裝備資源點中，有3個可能路遇降雨，必須采用廂式貨車輸送，其他3個點車型不限；2個化學泡沫資源點中，有I個會途經多個陡坡，需要采用中型泡沫輸送車，另I個可以采用重型泡沫輸送車；3個高壓惰性氣體資源點中，有I個可能遇到行車高峰。
[0176]根據調集物資屬性信息數據庫和運輸車輛屬性信息數據庫的數據可知:3處人員資源點均自備大巴車；特種車輛自身具備行駛能力；6個裝備資源點中，3個需要廂式貨車的資源點有2個缺少廂式貨車，根據車輛優(yōu)先級列表的替代規(guī)則，改用蓬式貨車代替；2個化學泡沫資源點中，當前沒有可用的中型泡沫輸送車；3個高壓惰性氣體資源點都自備專用輸送車輛。
[0177]步驟007:結合每條可通車路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件估算每條可通車路徑中不同類型的運輸車輛的到達時間。
[0178]對每條路徑以每公里為單位分段，獲取每段道路的外部環(huán)境參數，包括實時氣象條件、72小時氣象預報、實時道路交通情況、72小時內道路交通情況預測等。根據救援物資的總量確定運輸車輛的數目。
[0179]3處人員資源點中，只要調集兩處就能滿足需要，通過估算每條路徑中不同車型的運輸車輛的到達時間和事故幾率可知，其中一處實際路程較遠、運輸時間較長的不予調用；11處特種車輛中，一處途徑狹路急彎，事故幾率較高，因此也不予調用，利用其他10處資源點調撥15臺特種車輛；6處裝備資源點中，每個點都需要出動車輛運送裝備，根據由小到大的優(yōu)先級選擇運送90臺精密裝備；2處化學泡沫資源點中，如果采用需要中型泡沫輸送車的資源點，需要額外消耗等待時間，因此采用另外一個資源點供給資源；3個高壓惰性氣體資源點中，選擇路徑中車流較少、通車速度較快的一條路徑進行運輸即可。
[0180]若所有資源點中的救援物資總量不足救援物資的總量，如；6個資源點擁有所需精密設備共60臺；與所需90臺緊密裝備相差30臺，此時系統(tǒng)進行提示，由用戶向上請求增援，或采用其他替代手段。
[0181]步驟008:方案動態(tài)預演。
[0182]在步驟007的基礎上，采用動畫演示的方式，在地圖上演示資源調集點的問題，調集過程，可能遇到的氣象變化，路況擁堵等情況，并提示仍然缺少30臺裝備，需要由用戶手動處理。
[0183]步驟009:人工調整和確認方案。
[0184]根據步驟008的預演效果，結合專家經驗或用戶需要，在圖像化顯示的調集方案上進行方案調整，得到最終執(zhí)行方案，并將調整原因和方案記入參考率，為以后的自動調集提供迭代參考。[0185]經人工審查，方案基本可行，但根據最新消息，系統(tǒng)計算的高壓惰性氣體調集路徑近期正在道路翻修，影響通車安全，用戶手動選擇另一資源點輸送該項資源。
[0186]步驟010:調整完成后，重新進入步驟008進行預演，重復進行調整。經確認無誤后，確認調集方案并下發(fā)，開始執(zhí)行方案。
[0187]步驟011:實時跟蹤和動態(tài)調整方案。
[0188]根據步驟010產生的執(zhí)行方案進行資源調集，實際調集過程，繼續(xù)采集和更新各項環(huán)境因素，對方案執(zhí)行情況進行實時反饋，并進行圖像化的直觀展示，用戶可在必要時對方案進行手動調整。
[0189]由以上可知，本發(fā)明以地理信息為基礎，綜合考慮地形、氣象、路況、車型性能、資源特性、運力限制等環(huán)境因素，預估運輸過程可能遇到的問題，進行環(huán)境加權，并對潛在問題進行風險明示，給出最佳車輛調集方案。同時結合專家經驗可對調集方案進行調整，進行圖像化展示，并對整個調集過程進行動態(tài)預演，讓用戶產生直觀認識。在方案實際執(zhí)行過程中，還可以跟蹤實際調集進度，進行圖像化的直觀展示，并允許用戶隨時進行手動調整。由此可知，本發(fā)明實現(xiàn)了在綜合考慮位置坐標、運力調撥、物資準備和外部環(huán)境等各種影響因素的情況下提供最優(yōu)調集方案，有效解決了現(xiàn)有物資調度模型或系統(tǒng)誤差大、參考價值和實用價值不高的缺點，具有自動調集方案直觀形象、實時跟蹤反饋、實用價值高等優(yōu)點。
[0190]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用于限制本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種資源優(yōu)化調度方法，包括: 獲取救援地點的位置信息及救援物資信息； 根據獲取的救援物資信息，查找預先設置的救援物資與資源點標識的映射關系表，找到能夠提供與所述獲取的救援物資信息對應的各資源點標識，依據找到的資源點標識獲取資源點的空間位置信息； 根據救援地點的位置信息以及資源點的空間位置信息，確定各資源點與救援地點的路徑集; 從預設的數據庫中獲取路徑集中每條路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件參數，根據獲取的道路屬性參數、外部環(huán)境條件參數以及預先設置的調集策略，為救援物資信息計算出最優(yōu)車輛調集方案。
2.根據權利要求1所述的資源優(yōu)化調度方法，其中，所述預先設置的調集策略包括: 按照救援物資的種類計算出每種救援物資的最優(yōu)車輛調集方案； 其中，對于每一種救援物資，救援物資的最優(yōu)車輛調集方案的計算方法包括: 確定能夠提供救援物資的資源點與救援地點的最短路徑集； 獲取最短路徑集中每條最短路徑的通車條件，從最短路徑集中得到符合通車條件的可通車路徑集； 獲取可通車路徑集中每條可通車路徑的通車限制參數； 根據每條可通車路徑的通車限制參數確定每條可通車路徑能夠派出的運輸車輛類型；根據每個資源點能夠提供救援物資的總量和救援物資的總量，確定出每條可通車路徑中不同類型的運輸車輛所需要的車輛數目； 利用每條可通車路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件估算出每條可通車路徑中不同類型的運輸車輛的到達時間； 將所有可通車路徑中所有運輸車輛的到達時間進行由短到長排序，選取到達時間最短的運輸車輛為最優(yōu)調集運輸車輛。
3.根據權利要求2所述的資源優(yōu)化調度方法，其中，對于每條可通車路徑中的每一類型的運輸車輛，估算運輸車輛到達時間的計算方法為: 將每條可通行路徑分割成若干分路徑； 通過結合每段路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境條件計算出該種運輸車輛在每段分路徑的最快行駛速度； 利用每段分路徑的路徑長度和運輸車輛在每段分路徑的最快行駛速度計算出運輸車輛在每段分路徑的行駛時間，將運輸車輛在每段分路徑中的行駛時間相加作為運輸車輛的到達時間。
4.根據權利要求3所述的資源優(yōu)化調度方法，其特征在于，對于每一條可通行路徑中的相鄰分路徑之間的速度差進行鈍化處理，具體為: 相鄰分路徑中的最快行駛速度值中，以較小值為基準，調低相鄰分路徑的最大行車速度至滿足最大分路徑的速度差。
5.根據權利要求2至4中任一所述的資源優(yōu)化調度方法，其特征在于， 在計算出每條可通車路徑中不同運輸車輛的到達時間后，對每條可通車路徑中不同車型的運輸車輛的事故幾率進行估算，并根據事故幾率計算出不同車型運輸車輛的優(yōu)先級。
6.根據權利要求5所述的資源優(yōu)化調度方法，其中， 對每條可通車路徑中不同車型的運輸車輛的事故幾率的估算是通過計算每段分路徑中運輸車輛的事故幾率計算得出； 對于每段分路徑的事故幾率，結合該分路徑的道路屬性參數和外部環(huán)境進行計算，計算公式為: 分路徑行車事故幾率=MAX (路面事故幾率，坡度事故幾率，側風事故幾率)； 運輸車輛的優(yōu)先級的計算公式為: 優(yōu)先級=到達時間* (I/事故幾率)*事故規(guī)避參數。
7.根據權利要求5所述的資源優(yōu)化調度方法，其特征在于，在計算出每條可通車路徑中不同運輸車輛的運行時間和/或對每條可通車路徑中不同車型的運輸車輛的事故幾率進行估算后，利用動態(tài)預演組件的顯示模塊預演整個車輛調集過程。
8.根據權利要求7所述的資源優(yōu)化調度方法，其特征在于，在所述動態(tài)預演組件的顯示模塊預演整個車輛調集過程中，對每條可通行路徑中的分路徑的運行時間、行車速度及運輸車輛的優(yōu)先級進行顯示。
9.根據權利要求7所述的資源優(yōu)化調度方法，其中，在動態(tài)預演組件預演完畢后，根據專家經驗或用戶需要，對顯示模塊的圖像化顯示的調集方案進行手動調整。
10.根據權利要求1 至4中任一所述的資源優(yōu)化調度方法，其中， 若與所述獲取的救援物資信息對應的各資源點的救援物資總量少于所需救援物資總量時，將缺少的救援物資的種類、數量及運輸車輛列出，由用戶人工決策。
11.一種資源優(yōu)化調度系統(tǒng)，其特征在于，包括中央處理器和信息存儲器，所述信息存儲器包括地理位置信息數據庫、環(huán)境信息數據庫、調度資源信息數據庫和運輸車輛屬性信息數據庫； 所述中央處理裝置包括數據輸入組件、數據分析組件和資源調度運算組件； 數據輸入組件獲取救援地點的位置信息及救援物資信息； 數據分析組件根據獲取的救援物資信息，查找預先設置的救援物資與資源點標識的映射關系表，找到能夠提供與所述獲取的救援物資信息對應的各資源點標識，依據資源點標識獲取資源點的空間位置信息； 資源調度運算組件利用權利要求1至10中的調度方法進行運算。
【文檔編號】G06Q10/06GK103593712SQ201310535132
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】胡春波, 李蘭輝, 鄭揚飛, 郭紅鈺, 賈曉霞, 張慧吉, 金輝, 陽偉鵬, 郭彥義, 葛潔 申請人:中國電子科技集團公司第十五研究所