[發明專利]一種基于等效路阻分析和考慮消防栓動態可用性的路徑規劃方法

有效

• 申請號: 202110087151.5
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112819212B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 饒瀚偉;楊海芬;林水生;周亮;于良;張輝
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/047
• 分類號: G06Q10/047;G06Q50/26
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

該發明公開了一種基于等效路阻分析和考慮消防栓動態可用性的路徑規劃方法，屬于路徑規劃技術領域。本發明提出了體現道路通行情況的道路通行狀態系數，由此得到當量長度，結合預估的通行速度得到各路段合理的預估通行時間作為通行代價，既充分考慮了影響通行狀況因素，也具有一定的可擴展性。本發明使用啟發式路徑搜索方法，結合退火法思想得到消防車輛的推薦路徑。提高了在消防救援場景下，合理獲取消防資源點的路徑規劃效率和準確性，更加符合發生火情時，消防車隊進行救援的實情。

技術領域

本發明屬于路徑規劃技術領域，主要涉及一種基于等效路阻分析和考慮消防栓動態可用性的路徑規劃方法。

背景技術

近年來智慧城市作為熱門研究課題得到了較快速的發展，其中智慧消防作為保障智慧城市居民生命和財產安全的一個不可或缺的技術，也已經受到廣泛的研究。智慧消防是基于火情預測和路徑規劃等技術的融合，目的是用于火情的預測，人員的疏散，消防救援車輛的迅速支援等，從而達到最大限度保護居民生命和財產安全的目的。

火災事故的突發性和救援工作的緊迫性要求消防部門具有快速、準確和高效的指揮決策能力。目前國內的一些火災救援路徑規劃方法，在出警路線規劃上僅僅利用道路的擁堵狀況而不全面考慮路況。此外，目前的路徑規劃基本不考慮消防栓等消防資源的可用性問題，這樣就有可能耽誤火災救援的最佳時間，造成更多人員傷亡和財產損失。

現有的方法中，都只考慮了簡單的道路擁堵狀況，且沒有結合消防資源點的可用性進行動態約束條件下的路徑規劃。鑒于此，有必要引入充足的路況參考因素，設計一種新的考慮消防資源位置約束條件下的路徑規劃方法。

發明內容

本發明提出了一種引入充足的路況參考因素，并考慮消防資源位置約束條件的路徑規劃方法。通過引入道路通行狀態系數，合理預估各條道路的通行時間，融合A星算法和模擬退火算法的優點，并鑒于此進而進行途經點位置約束的路徑規劃，得到合理的救援路線。

本發明的技術方案，一種基于等效路阻分析和考慮消防栓動態可用性的路徑規劃方法，包含以下步驟：

步驟1：將全局路網符號化，為城市路網中的每個路段均設置全局唯一的ID；

I＝{i₁,i₂,……,i_N}，其中的元素表示路段；

步驟2：引入密度-速度關系公式，由歷史通行數據和當前路段的車輛密度k，預估各個路段消防車的通行速度V(k)；

其中，該路段的歷史通行數據包括V_min為阻塞流速度，k_max為阻塞流密度，V_free為自由流速度，k_min為自由流密度，k為當前密度，a、b為常數；

步驟3：選取主要影響道路通行狀態的因素，運用層次分析法(AHP)，得到單一路段的量化后的通行狀態系數；

具體為采用層次分析法對影響道路通行狀態的屬性賦予不同的權值ω_i，然后將各路段相應屬性進行無量綱化處理得到m_i，與通過層次分析法得到的評價指標體系各因素影響權重進行相乘與加總，得到單一路段的通行狀態系數：

步驟4：考慮道路通行狀態系數與道路實際長度d_i對道路通行實際情況共同起作用，且兩者相互獨立，定義路段的當量長度(等效路阻)為：

步驟5：基于各個路段的當量長度和預估通行速度，得到各個路段預估的通行時間t_i：