一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法技术

本发明专利技术涉及一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法，具体步骤为：将铁路沿线各城市均设为一个节点，基于自相似特征指标和度，得到网络的聚类节点；根据聚类节点停靠的所有列车的间隔时间和行驶距离，计算聚类节点的维护指标的数；根据得到的维护指标数与节点类型进行比较确定城市的分类；根据城市的分级布局机器人的数量。解决复杂的铁路网中实现机器人数量布置的问题。有利于提升效率，节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法
本专利技术属于铁路清洁系统设计与布局
，具体涉及一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。随着我国铁路建设规划的日益完善以及我国高铁制造业的飞速发展，高铁的配套服务设备研究制造近年来也广受关注。随着高铁制造工艺与科技水平的提高，对高铁清洁系统的要求也随之提升，相应地，也应该将传统的人工清洁方式替换为高效率的自动化清洁。高铁表面形状极不规整，传统的自动化清洁设备难以应对这类复杂异形面的清洁任务，且高铁为立体结构，类似于扫地机器人的平面清洁设备在高铁表面并不具有可用性，这些难点极大地制约了高铁清洁系统的自动化进程。我国幅员辽阔，人口众多，与之对应的是我国铁路网络规模庞大，成千上万的大小站点遍布于各个省市。我国铁路网在扩大规模，提高质量，快速扩充运输能力，提升装备水平的同时，如果不能合理的布局配套清洁设备，降低铁路网的运行效率。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：第一方面，一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法，具体步骤为：将铁路沿线各城市均设为一个节点，基于自相似特征指标，将铁路网分为若干子铁路网；在若干子铁路网中，计算若干节点的度，在一个子铁路网中，度的值最高的节点为这个子铁路网的聚类节点；根据节点停靠的所有列车的间隔时间和行驶距离，计算节点的维护指标的数；根据维护指标数与阈值进行比较，同时根据节点的种类确定城市的分类；按照城市的分类进行云清洁机器人的布局。本专利技术的机器人布局方法，能够解决复杂的铁路网中云清洁机器人数量布置的问题。有利于提升效率，节约成本。本专利技术中的节点代表的是铁路沿线的城市，列车是否停靠不是节点的判定方式，即站点一定是节点、节点包括站点还包括列车不停靠的城市，本专利技术以铁路所经城市为节点。本专利技术中选择不停靠的城市也作为节点，可以将铁路网所经城市都根据自相似特征进行分入若干子铁路网中。本专利技术的布局方法的优势在于：可以对整个铁路网进行更为合理的分配，按照节点、聚类节点将整个铁路网分为若干子铁路网，可以找到在铁路网中的一类城市、二类城市、三类城市。并不如现有的人类的观点，现实中认为发展好的城市，不一定就是铁路网中云清洁机器人分配所认为的一类城市，通过本专利技术的布局方法，可以找到铁路网中的一类城市、二类城市、三类城市。可以更好的进行云清洁机器人的分配。本专利技术的布局方法，提高了云清洁机器人数量分配的准确性，铁路网是一个庞大的网络，在铁路网上运输的车辆数量非常多，而且列车的运输和调度决定了整个铁路网运输的准确和安全。云清洁机器人的分配决定了铁路网上所有列车都能进行清洁，而且决定了清洁的有效，快速。本专利技术的布局方法可以提高铁路网中的列车清理速度和有效性。按照本专利技术的城市分类进行机器人布局，将铁路网中的需求的方向进行城市分类，可以最大程度的提高机器人的使用率，最有效减少人力需求，对突发任务和偶发故障，铁路网中已经按照需求进行了分类和布局，提高了强健壮性与高容忍度。本专利技术的有益效果：本专利技术中通过定义所经城市为节点，根据自相似网络的特点，利用自相似特征找到聚类节点，找到铁路网的聚类点，聚类节点代表的城市，计算其维护指标，根据维护指标和阈值来比较，得到铁路网上的各个城市的分类，实现合理的机器人的分配。铁路网的各个城市所需要处理的工作量不同，本专利技术可以综合考虑到大站和小站的工作量的不同；本专利技术中利用AGV与机械手臂的配合，进行铁路网的增长布局分配，利用AGV的自动导引装置，实现导引路径的行驶，而且能够实现整个铁路网的智慧共享，提高清洁设备的利用效率。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术中所用的AGV与机械臂结合所得到的的清洁小车的示意图；图2为本专利技术中利用盒子法计算获得铁路网络的自相似特性指标的算法流程图；图3为本专利技术中所提出的依自相似特性的多机器人增长布局策略的算法流程图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。第一方面，一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人的布局方法，具体步骤为：将铁路沿线各城市均设为一个节点，基于自相似特征指标，将铁路网分为若干子铁路网；在若干子铁路网中，通过计算若干节点的度，确定每个子铁路网中的聚类节点；根据节点停靠的所有列车的间隔时间和行驶距离，计算节点的维护指标的数；根据维护指标数与阈值进行比较，同时根据节点的种类确定城市的分类。在本专利技术的一些实施方式中，根据铁路网络的自相似特性，利用盒子法计算整个网络的分形维数后，依照分形维数特性将整个网络分成若干子网络。利用盒子法计算铁路网络的自相似特征指标，具体过程为：将铁路网络中的各个节点编号为i，i的范围为1-N，N为总的节点数量，节点代表铁路沿线的各城市；节点i取1时，颜色赋值为0；计算节点<i的其它节点j与节点i的距离Lij；设置盒子的尺寸Lb＝1；选择Lij>Lb的节点j在当前盒子尺寸下没用过的颜色值作为节点i在Lb的颜色值；计算阵列Cij中每一列中用到的颜色值总数，拟合log(Nb(Lb))与log(Lb)的斜率；得到自相似特征指标；其中，Nb为盒子数目。根据自相似特征指标(分形维数)能够选择得到铁路网中，具有相同特征的指标，本专利技术的方法基于铁路网络是一种典型的自相似网络。铁路网的列车双向运行，这种双向网络具有典型的自相似特征，如全国铁路网与省内铁路网的几何自相识。所以利用盒子法运算得到自相似特征指标，来比对得到若干个子铁路网。在本专利技术的一些实施方式中，节点的度的计算方法：设聚类节点i；计算与节点i为相邻节点的边权，将节点i的边权求和得到节点i的度；边权Wij的计算公式为：Wij＝i市与j市的距离×车次的数量；j市为与i市相邻的城市；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法，其特征在于：具体步骤为：/n将铁路沿线各城市均设为一个节点，基于自相似特征，将铁路网分为若干子铁路网；/n在若干子铁路网中，计算若干节点的度，在一个子铁路网中，度的值最高的节点为这个子铁路网的聚类节点；/n根据节点停靠的所有列车的间隔时间和行驶距离，计算节点的维护指标的数；/n根据维护指标数与阈值进行比较，同时根据节点的种类确定城市的分类；/n按照城市的分类进行云清洁机器人的布局。/n

【技术特征摘要】
1.一种计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法，其特征在于：具体步骤为：
将铁路沿线各城市均设为一个节点，基于自相似特征，将铁路网分为若干子铁路网；
在若干子铁路网中，计算若干节点的度，在一个子铁路网中，度的值最高的节点为这个子铁路网的聚类节点；
根据节点停靠的所有列车的间隔时间和行驶距离，计算节点的维护指标的数；
根据维护指标数与阈值进行比较，同时根据节点的种类确定城市的分类；
按照城市的分类进行云清洁机器人的布局。


2.根据权利要求1所述的计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法，其特征在于：根据铁路网络的自相似特性，利用盒子法计算整个网络的分形维数后，依照分形维数特性将整个网络分成若干子网络。


3.根据权利要求2所述的计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法，其特征在于：利用盒子法计算铁路网络的自相似特征指标，具体过程为：
将铁路网络中的各个节点编号为i，i的范围为1-N，N为总的节点数量，节点代表铁路沿线的各城市；
节点i取1时，颜色赋值为0；
计算节点<i的其它节点j与节点i的距离Lij；
设置盒子的尺寸Lb＝1；
选择Lij>Lb的节点j在当前盒子尺寸下没用过的颜色值作为节点i在Lb的颜色值；
计算阵列Cij中每一列中用到的颜色值总数，拟合log(Nb(Lb))与log(Lb)的斜率；
得到自相似特征指标；
其中，Nb为盒子数目。


4.根据权利要求1所述的计及铁路运输网络自相似特征的云清洁机器人布局方法，其特征在于：节点的度的计算方法：
设聚类节点i；
计算与节点i为相邻其他节点的边权，将节点i的边权求和得到节点i的度；
边权Wij的计算公式为：
Wij＝i市与j市的距离×车次的数量；
j市为与i市相邻的城市；
节点i的...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛轶文，
申请(专利权)人：山东宜佳成新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37