一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法技术

本发明专利技术涉及一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法，包括以下步骤：S1：受灾点动态更新受灾人员数量，并对受灾人员进行分类划分得到受灾队伍；S2：基于蜂群算法，每个避灾点存在一个用于将受灾点的受灾队伍撤离至自身的等待运输队列，等待运输队列的受灾队伍按进入的先后顺序完成撤离，通过对受灾点的受灾队伍与避灾点进行动态配对，得到最优受灾人员撤离方案；S3：基于GIS平台展示实时最优受灾人员撤离方案的执行进度。与现有技术相比，本发明专利技术具有针对防灾调度过程中可能有遇到道路中断变更撤离路线、临时突发更大灾害事件等问题，根据实时变化的现场环境进行动态调度的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法
本专利技术涉及防灾指挥调度领域，尤其是涉及一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法。
技术介绍
防灾指挥调度，是指在灾害发生时，指挥中心根据当前的受灾情况以及救援力量、物资储备等进行救援组织、指挥、指导、协调，全流程跟踪灾害事件处理情况。在自然灾害和突发事件发生时，时间就是生命，时间就是财产，如何高效利用有限的资源、加快反应速度、优化调度、提高指挥效能变得尤为重要。科学合理的防灾指挥调度实现不同处置力量之间的统一指挥协调、快速反应、统一应急和联合行动，不仅仅依赖数据信息的完整性和及时性，更有赖于调度计算方法的选择。在现有的防灾指挥调度方案规划中，主要是通过经验进行判断决策，提出相应的调度方法，针对调度算法的应用较少。以下通过列举一个较典型的方案来，如图1，对当前的防灾指挥调度应用到的算法进行说明。已有指挥调度是利用最优路径分析进行计算，从而规划出调度方案，具体步骤如下：1、用户指定事件发生地点坐标、所需的资源及其数量；2、按照最优原则选择最优的一个拥有该资源的节点；3、如果该节点资源数量满足需要，则自动向其发送资源运输指令；4、如果不满足，则继续寻找下一节点，直到满足需要为指。运用该模式技术时，前提条件是资源节点对事发点和运输线路交通状况有充足的保证。另外，为了确保资源能够稳妥到达事发点，该模式支持将一个事发点与多个资源节点间建立权值路径，分担对应比例数量的资源输送任务，保证最优资源节点到事发点间因路况不佳而导致资源全部无法到位的情况。以上方案具有如下缺点：缺点1：该模式的前提条件是，各资源节点到事发点的交通路况通畅。但是，当在灾害发生时，特别是重大灾害发生时，道路交通常常会中断。使用这一前提条件而得出的指挥调度方案具有一定的局限性；缺点2：该模式下，资源节点和事件发生点属于多对一的关系，即一个事件发生点可以由多个资源节点进行保障。但是，实际灾害发生时，往往是多地灾害同时发生，对于一个资源节点(如避灾点)来说，可能需要保障一个或多个的受灾点，即资源节点也需要作为“事件发生点”与周边多个受灾点进行匹配，确定出一个资源节点向周边多个受灾点提供服务的策略，也就是说资源节点和受灾点之间是多对多的关系；缺点3：该模式下，事件发生点的需求量和资源节点的供应量，在最优路径选择完成后进行固化，供求关系无法因突发事件进行动态的灵活调整。而灾害发生具有突发性、不确定性，可能因新增受灾点，而将某一已被确定下的资源节点临时调配给新增受灾点，这样会导致原受灾点的资源量不足，无法达到指挥调度方案规划目标。有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种结合考虑灾害事件严重程度、影响范围、交通状况等多种因素影响，动态调节并实时规划出最优受灾人员撤离方案的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法，针对防灾调度过程中可能有遇到道路中断变更撤离路线、临时突发更大灾害事件等问题，可根据实时变化的现场环境进行动态调度，在人力物力等资源有限条件下，进行资源分配优化，以保证有限资源的最大化利用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法包括以下步骤：S1：受灾点动态更新受灾人员数量，并对受灾人员进行分类划分得到受灾队伍，同个受灾点同一时刻划分的受灾队伍按受灾程度递减顺序标号；S2：基于蜂群算法，每个避灾点存在一个用于将受灾点的受灾队伍撤离至自身的等待运输队列，等待运输队列的受灾队伍按进入的先后顺序完成撤离，通过对受灾点Sj的受灾队伍SDj,k与避灾点Ba进行动态配对，得到最优受灾人员撤离方案，其中，下标j表示受灾点的编号，下标k表示受灾队伍的编号，下标a表示避灾点的编号；S3：基于GIS平台展示实时最优受灾人员撤离方案的执行进度。所述步骤S2中获取最优受灾人员撤离方案的过程具体为：201：初始获取各避灾点Ba对其能够运输的受灾队伍SDj,k的反应阈值并设置各避灾点Ba的可入队长度Lia和停止入队长度Lfa；反应阈值满足以下公式：式中，为各避灾点Ba对其能够运输的受灾队伍SDj,k的初始反应阈值，参数m1的值与避灾点等待运输队列里中排在末尾的受灾队伍有关，当受灾队伍SDj,k与避灾点Ba等待运输队列中排在末尾的受灾队伍均来自同一个受灾点时，参数m1的值为0，否则参数m1的值为1，参数α1的值与避灾点在不同受灾队伍运输过程中切换时间的长短有关；202：当避灾点Ba等待运输队列长度小于等于Lia时，获取各受灾队伍SDj,k发出的刺激信号值满足以下公式：式中，参数y1为常数，为受灾队伍SDj,k处于未分配运输状态的时间，为初始刺激信号值，的取值与受灾队伍SDj,k的受灾程度呈正比；并根据反应阈值与刺激信号值得到受灾队伍SDj,k被选入避灾点Ba等待运输队列的概率满足以下公式：203：根据概率大小的顺序将受灾点Sj的受灾队伍SDj,k放入避灾点Ba的等待运输队列中，直到避灾点Ba等待运输队列长度大于或等于Lfa；204：受灾点动态更新受灾人员数量，并对新增的受灾人员进行分类划分得到新增的受灾队伍，跳转步骤201，对延时设定时间后的未运输的已分配和未分配受灾队伍重新与避灾点动态配对。所述步骤201中，初始反应阈值和参数α1满足以下公式：式中，参数和参数k1为常数且为受灾队伍SDj,k运输到避灾点Ba的时间，为避灾点Ba切换运输不同受灾队伍所需要的准备时间。所述参数k1取值为10＞k1＞0。所述参数y1取值为5＞y1＞0。所述步骤204还包括：实时更新受灾点与避灾点之间运输路径的交通状况，当第一配对方案中配对的运输路径上出现障碍物，则按距离最短原则重新规划运输路径并更新的数值，跳转步骤201，当前时刻的未运输的已分配和未分配受灾队伍重新与避灾点动态配对。所述步骤S3具体为：301：基于GIS平台展示出辖区范围内所有的受灾点、避灾点以及交通路线信息；302：实时跟踪最优受灾人员撤离方案的执行进度，并在GIS平台上显示当前时间下各受灾点的未运输的已分配和未分配受灾队伍信息、各避灾点已接收的撤离的受灾队伍信息和正在运输的受灾队伍的运输路径的交通状况。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、利用蜂群算法，受灾队伍被选入避灾点等待运输队列的概率值与受灾点发出的刺激信号(反应受灾点受灾程度大小)和避灾点的反应阈值(反应受灾点与避灾点之间的距离大小)有关，受灾点发出的刺激信号越强(受灾点受灾程度越严重)，或者避灾点的反应阈值越小(受灾点与避灾点之间的距离越小)，则该受灾点的受灾队伍被选入避灾点的等待运输队列中的概率就越高，从而实现根据供求关系对撤离方案进行动态的灵活调整的目的。2、在撤离方案配对过程中，通过步骤204的受灾点动态更新受灾人员数量和实时更新受灾点与避灾点之间运输路径的交通状况，综合考虑进道路中断情况、最短距离分析等因素，及时更新配对方案，保证所得方案更符合实际情况。3、与GIS平台结合应用，更加直观的展示辖区范围内所有的受灾点、避灾点以及交通路线信息等信息，便于及时跟踪最优受灾人员撤离方案的执行进度。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为本专利技术方法中动态获取最优受灾人员撤离方案的流程图。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：受灾点动态更新受灾人员数量，并对受灾人员进行分类划分得到受灾队伍，同个受灾点同一时刻划分的受灾队伍按受灾程度递减顺序标号；S2：基于蜂群算法，每个避灾点存在一个用于将受灾点的受灾队伍撤离至自身的等待运输队列，等待运输队列的受灾队伍按进入的先后顺序完成撤离，通过对受灾点Sj的受灾队伍SDj,k与避灾点Ba进行动态配对，得到最优受灾人员撤离方案，其中，下标j表示受灾点的编号，下标k表示受灾队伍的编号，下标a表示避灾点的编号；S3：基于GIS平台展示实时最优受灾人员撤离方案的执行进度。

【技术特征摘要】
1.一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：受灾点动态更新受灾人员数量，并对受灾人员进行分类划分得到受灾队伍，同个受灾点同一时刻划分的受灾队伍按受灾程度递减顺序标号；S2：基于蜂群算法，每个避灾点存在一个用于将受灾点的受灾队伍撤离至自身的等待运输队列，等待运输队列的受灾队伍按进入的先后顺序完成撤离，通过对受灾点Sj的受灾队伍SDj,k与避灾点Ba进行动态配对，得到最优受灾人员撤离方案，其中，下标j表示受灾点的编号，下标k表示受灾队伍的编号，下标a表示避灾点的编号；S3：基于GIS平台展示实时最优受灾人员撤离方案的执行进度。2.根据权利要求1所述的一种基于蜂群算法的受灾人员撤离方案动态规划方法，其特征在于，所述步骤S2中获取最优受灾人员撤离方案的过程具体为：201：初始获取各避灾点Ba对其能够运输的受灾队伍SDj,k的反应阈值并设置各避灾点Ba的可入队长度Lia和停止入队长度Lfa；反应阈值满足以下公式：式中，为各避灾点Ba对其能够运输的受灾队伍SDj,k的初始反应阈值，参数m1的值与避灾点等待运输队列里中排在末尾的受灾队伍有关，当受灾队伍SDj,k与避灾点Ba等待运输队列中排在末尾的受灾队伍均来自同一个受灾点时，参数m1的值为0，否则参数m1的值为1，参数α1的值与避灾点在不同受灾队伍运输过程中切换时间的长短有关；202：当避灾点Ba等待运输队列长度小于等于Lia时，获取各受灾队伍SDj,k发出的刺激信号值满足以下公式：式中，参数y1为常数，为受灾队伍SDj,k处于未分配运输状态的时间，为初始刺激信号值，的取值与受灾队伍SDj,k的受灾程度呈正比；并根据反应阈值与刺激信号值得到受灾队伍SDj,k被选入避灾点Ba等待运输队列的概率满足以下公式：

【专利技术属性】
技术研发人员：徐能通，周银，江峰，
申请(专利权)人：福建四创软件有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35