[發明專利]一種已知天氣情況下的穿越沙漠行程決策方法

在審

• 申請號: 202110404290.6
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113052394A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 解雨欣;周桂良;徐增輝;戴文靜;劉昌源;冷帥;鞠拓;江冰;唐風;何雪麗;黃萬仙;毛麗娜;包旭;朱勝雪
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 郭楠

本發明公開了一種已知天氣情況下的穿越沙漠行程決策方法，該方法通過鄰接矩陣和坐標點的選取對地圖進行簡化，并根據實際需求選取起點、終點、礦山、油田、景點、村莊、補給站目標作為頂點制作相應完備子圖；然后將相應要求轉化為0?1整數規劃模型的約束條件，具體約束條件包括：負重上限、天氣、穿越區域、消耗、補給、收益；接著設計線性規劃模型求解穿越后的最優剩余資源，根據所得結果提出已知天氣情況下穿行者的最優策略；最后采用0?1整數規劃模型獲得最優剩余資源。本發明使人們在科學合理利用資源并獲取最大利益的前提下完成對沙漠的穿越，提高了穿越沙漠的效率。

技術領域

本發明涉及穿越沙漠行程決策方法，尤其涉及一種已知天氣情況下的穿越沙漠行程決策方法。

背景技術

沙漠化已經成為當今世界及其重要的環境和社會經濟問題。據不完全統計，沙漠地區95％以上的公路不同程度地受到沙埋、沙蝕的危害，甚至部分路段發生“干翻漿”現象，使路面發生破壞，影響交通安全，影響行人穿行。

隨著人們對沙漠中礦產開發的需求增加，需要構建合理的穿越時的行程決策模型，以方便人們在穿越沙漠時合理利用資源，并在完成穿越沙漠的前提下將剩余資源轉化為最大利益。

而目前針對行人行程決策模型的構建主要集中在城市交通領域，且針對穿越沙漠的行程決策方法研究較少，亟需一種在已知天氣情況下的穿越沙漠行程決策方法來實現如何在穿越沙漠的前提下將剩余資源轉化為最大利益。

發明內容

發明目的：本發明提出一種已知天氣情況下的穿越沙漠行程決策方法，以方便人們在穿越沙漠時合理利用資源，并在完成穿越沙漠的前提下將剩余資源轉化為最大利益。

技術方案：本發明提出的一種已知天氣情況下的穿越沙漠行程決策方法，包括以下步驟：

步驟(1)，通過鄰接矩陣和坐標點的選取對地圖進行簡化，同時根據實際需求選取“起點”、“終點”、“礦山/油田/景點”、“村莊/補給站”目標作為頂點制作相應完備子圖；

步驟(2)，將相應要求轉化為0-1整數規劃模型約束條件，從而采用線性規劃模型求解穿越后的最優剩余資源，進而提出在已知天氣情況下穿行者的最優策略，具體約束條件包括：負重上限、天氣、穿越區域、消耗、補給、收益；

步驟(3)，0-1整數規劃模型建立：通過采用0-1整數規劃模型獲得最優剩余資源最大值maxC_n。

其中，步驟(2)中，將相應要求轉化為0-1整數規劃模型的約束條件如下：

步驟(2.1)，穿越沙漠需水和食物兩種資源，設定其最小計量單位均為箱。穿行者每天擁有的水和食物質量之和不超過負重上限。若未到達終點而水或食物已耗盡，視為穿行失敗。同時，穿行過程中初始資源價格之和不得超過初始資金，由此建立約束條件(1)：

其中，g為水的質量；h為食物的質量；p為水的基礎價格；q為食物的基礎價格；l為起始購買的水的資源量；f為起始購買的食物的資源量；b為穿行者的負重上限；c為穿行者的初始資金。

步驟(2.2)，根據沙漠中常出現的“晴朗”、“高溫”、“沙暴”三種天氣，設定沙漠中所有區域的天氣相同，將穿行過程中的天氣條件轉為0-1變量，并由此建立約束條件(2)：

其中，w_ik為第i天處于第k種天氣。

步驟(2.3)，穿行者從地圖中的某個區域到達與之相鄰的另一個區域，也可在原地停留。由于沙暴日條件惡劣，設定沙暴日必須在原地停留，并由此建立約束條件(3)：