一种水环境监测算法制造技术

本申请涉及水环境监测领域，尤其涉及一种水环境监测算法，包括：生成监测站字典和分析站字典，生成监测站列表以及分析站列表，设定最小个数MIN和最大个数MAX；为分析站列表中可被分配监测站数小于MIN的所有分析站随机分配监测站，并将分析站与分配的监测站进行关联，更新分析站列表；对更新后的分析站列表进行处理，利用调和加权随机匹配算法为分析站列表中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配的监测站数量等于MIN；利用调和加权随机匹配算法继续为分析站列表中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配的监测站数量等于MAX；一个监测站仅能被分配给一个分析站，一个分析站可被分配给多个监测站。

An algorithm for water environment monitoring

This application relates to the field of water environment monitoring, in particular to a water environment monitoring algorithm, which includes: generating monitoring station dictionary and analysis station dictionary, generating monitoring station list and analysis station list, setting minimum number MIN and maximum number MAX; randomly assigning monitoring stations for all analysis stations whose number of monitoring stations can be assigned in the analysis station list is less than MIN, and assigning monitoring stations and analysis stations. Stations are associated to update the list of analysis stations; the updated list of analysis stations is processed, and the monitoring stations are allocated sequentially to the analysis stations in the list of analysis stations by using the harmonic weighted random matching algorithm, so that the number of monitoring stations allocated to each analysis station in the list of analysis stations is equal to MIN; and the harmonic weighted random matching algorithm is used to continue to allocate monitoring stations in the list of analysis stations sequentially. The number of monitoring stations allocated to each analysis station in the analysis station list is equal to MAX; only one monitoring station can be allocated to one analysis station, and one analysis station can be allocated to multiple monitoring stations.

【技术实现步骤摘要】
一种水环境监测算法
本专利技术涉及水环境监测领域，尤其涉及一种水环境监测算法。
技术介绍
当解决两个集合间事物匹配关系的问题时，一般可以利用循环按序分配和随机匹配的方法，循环按序分配这种方法简单明了便于实施，并且很大程度上保证了分配结果的均衡度，在简单的实际问题中这种方式很常见，但是循环按序分配在事物之间的对应关系的保密性方面表现较差。而随机匹配因为每一次匹配选择都是基于概率的不确定性行为，无法保证最终结果的均衡度，可能会出现整个对应关系结果的不均衡，难以满足实际问题的需要。因为随机匹配本质是按序进行的概率性选择，最终可能出现匹配不上或者违背初始条件的对应关系，使得最终的对应关系不均衡。因此，如何控制匹配的最终结果的均衡度，使得最终的对应关系是均衡的，是本领域目前急需解决的问题。
技术实现思路
本申请提供了一种水环境监测算法，用以控制匹配的最终结果的均衡度，使得最终的对应关系是均衡的。为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：一种水环境监测算法，包括如下步骤：生成监测站字典和分析站字典，生成监测站列表以及分析站列表，设定最小个数MIN和最大个数MAX；为分析站列表中可被分配监测站数小于MIN的所有分析站随机分配监测站，并将分析站与分配的监测站进行关联，更新分析站列表；对更新后的分析站列表进行处理，利用调和加权随机匹配算法为分析站列表中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配的监测站数量等于MIN；利用调和加权随机匹配算法继续为分析站列表中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配的监测站数量等于MAX；一个监测站仅能被分配给一个分析站，一个分析站可被分配给多个监测站。优选地，所述调和加权随机匹配算法通过公式来计算监测站被分配到第i个分析站的概率，根据概率选择分析站作为所述监测站被分配的目标分析站；其中，n代表可分配给某监测站的分析站数量，Ji代表第i个分析站可被分配的监测站数量，Pi为所述监测站被分配到第i个分析站的概率,Jk代表第k个分析站可被分配的监测站数量。优选地，在步骤S140之后，若存在监测站未被分配分析站，则将此监测站分配给此监测站对应的所有分析站中可被分配监测站数最大的分析站。优选地，在步骤S140之后，若存在第一分析站未被分配到监测站，则为其分配监测站。优选地，在分析站字典中查找第一分析站可被分配的每一个监测站，查找与每一个监测站关联的第二分析站中可被分配监测站数最大的分析站，作为第三分析站，将所述监测站与第三分析站解除关联关系，将所述监测站与第一分析站关联。优选地，在步骤S140之后，如果存在分析站被分配的监测站的数量大于MAX，将超出MAX的监测站进行再度分配。优选地，将所述分析站被分配的超出MAX的监测站与所述分析站解除关联关系之后，再将超出MAX的监测站进行再度分配。优选地，最小个数MIN和最大个数MAX用来作为划分整个算法的两个边界参数。优选地，监测站字典中存放监测站和可分配给监测站的分析站，分析站字典中存放分析站和可分配给分析站的监测站。优选地，监测站列表用来存放未分配分析站的监测站，分析站列表用来存放未被分配满监测站的分析站。本申请实现的有益效果如下：通过利用调和加权随机匹配算法确保了最终得到的各个分析站被分配的监测站个数差异性较小，最终的分配结果是均衡的。本专利技术是通过两方面来确保分配结果的均衡度，一是利用调和加权随机匹配算法来确保分配结果均衡度，二是通过将超出MAX的监测站再度分配进行优化，从而再次保证了分配结果的均衡度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例提供的水环境监测算法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。在水环境监测中，为了保证指标数据的质量，监测站的样本需要分配到未知的分析站，并且每个分析站可分析的监测站的数量也是各不相同，为保证各个分析站被分配的监测站个数差异性较小，使得最终的分配结果是均衡的。本方案通过采用调和加权随机匹配算法来实现。基于此，本申请提供了一种水环境监测算法，包括如下步骤：步骤S110、生成监测站字典J_DICT和分析站字典F_DICT，生成监测站列表J_LIST以及分析站列表F_LIST，设定一个最小个数MIN和一个最大个数MAX。其中，监测站字典J_DICT中存放的是监测站以及可分配给监测站的分析站，分析站字典F_DICT中用来存放分析站以及可分配给分析站的监测站。其中，分析站与监测站为一对多的关系。具体地，就是一个监测站只能被分配给一个分析站，而一个分析站可以被分配给多个监测站，并且监测站可被分配给分析站的数量是固定的。监测站列表J_LIST用来存放未分配分析站的监测站，分析站列表F_LIST用来存放未被分配满监测站的分析站。最小个数MIN和最大个数MAX用来作为划分整个算法的两个边界参数。步骤S120、为分析站列表F_LIST中可被分配监测站的数量小于MIN的分析站按照分析站字典F_DICT随机分配监测站，并将分析站与分配的监测站进行关联，更新分析站列表F_LIST。具体地，在分析站列表F_LIST中找出分析站可被分配的监测站数量小于MIN的所有分析站，对每一个分析站都进行如下操作，下面以一个分析站为例进行演示：在分析站字典F_DICT中查找该分析站可被分配的所有监测站，随机为该分析站分配监测站，并将分析站与分配的监测站进行关联，直到该分析站可被分配的监测站数量为零。例如，分析站可被分配的监测站数量为3，小于MIN，则在分析站字典F_DICT中查找该分析站可被分配的所有监测站，为分析站分配监测站，直至为分析站分配的监测站数量为3。在分析站列表F_LIST和分析站字典F_DICT中除去上述分析站，也就是对分析站列表F_LIST和分析站字典F_DICT更新，在监测站列表J_LIST和监测站字典J_DICT中除去已分配给上述分析站的监测站，也就是对监测站列表J_LIST和监测站字典J_DICT更新。步骤S130、对更新后的分析站列表F_LIST进行处理，利用调和加权随机匹配算法为分析站列表F_LIST中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配监测站数量等于MIN。具体地，对监测站列表中的所有监测站进行排序，排序规则按照监测站列表中的每一个监测站可被分配的分析站数量由少到多进行升序排列，在监测站列表中按照从前到后的顺序为每一个监测站分配分析站，对每一个监测站都进行如下的操作，下面以一个监测站为例进行演示：从监测站字典J_DICT中查找可分配给该监测站的所有分析站，在可分配给该监测站的所有分析站中利用调和加权随机匹配算法为该监测站分配概率最大的分析站。利用调和加权随机匹配算法为监测站分配分析站的方法具体如下，假设在监测站字典J_DICT中可分配给某监测站J的分析站为F1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水环境监测算法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S110、生成监测站字典和分析站字典，生成监测站列表以及分析站列表，设定最小个数MIN和最大个数MAX；步骤S120、为分析站列表中可被分配监测站数小于MIN的所有分析站随机分配监测站，并将分析站与分配的监测站进行关联，更新分析站列表；步骤S130、对更新后的分析站列表进行处理，利用调和加权随机匹配算法为分析站列表中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配的监测站数量等于MIN；步骤S140、利用调和加权随机匹配算法继续为分析站列表中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配的监测站数量等于MAX；一个监测站仅能被分配给一个分析站，一个分析站可被分配给多个监测站。

【技术特征摘要】
1.一种水环境监测算法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S110、生成监测站字典和分析站字典，生成监测站列表以及分析站列表，设定最小个数MIN和最大个数MAX；步骤S120、为分析站列表中可被分配监测站数小于MIN的所有分析站随机分配监测站，并将分析站与分配的监测站进行关联，更新分析站列表；步骤S130、对更新后的分析站列表进行处理，利用调和加权随机匹配算法为分析站列表中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配的监测站数量等于MIN；步骤S140、利用调和加权随机匹配算法继续为分析站列表中的分析站按序分配监测站，使分析站列表中每一个分析站被分配的监测站数量等于MAX；一个监测站仅能被分配给一个分析站，一个分析站可被分配给多个监测站。2.根据权利要求1所述的水环境监测算法，其特征在于，所述调和加权随机匹配算法通过公式来计算监测站被分配到第i个分析站的概率，根据概率选择分析站作为所述监测站被分配的目标分析站；其中，n代表可分配给某监测站的分析站数量，Ji代表第i个分析站可被分配的监测站数量，Pi为所述监测站被分配到第i个分析站的概率,Jk代表第k个分析站可被分配的监测站数量。3.根据权利要求1所述的水环境监测算法，其特征在于，在步骤S140之后，若存在监测站未被分配分析站，则将此监测站分配给此监测站对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文攀，嵇晓燕，陈鑫，解鑫，白雪，许秀艳，张皓，杨凯，孙宗光，王正，胡晶泊，
申请(专利权)人：中国环境监测总站，
类型：发明
国别省市：北京,11