一种应急救援车辆调度方法及系统与流程

本发明提出了一种应急救援车辆调度方法及系统，属于应急救援车辆行驶路径动态优化的领域。

背景技术：

1、应急资源的调配在灾害应急管理中处于中心地位，它构成了我们应对突发事件和实施救援的基石。这项研究的重点在于，当灾害突然袭来时，我们如何借助智能决策理论和计算机工具，迅速且合理地将从各个供应点获取的救援物资分配到需要的地方，从而最大化地降低灾害造成的损害。

2、但传统的应急救援车辆调度方法只考虑路径长度，未考虑路况系数和拥塞程度，可能会导致走了最短的路却花了最长的时间，或是一旦分配完成，就不再考虑重新分配，但有时道路上突发的事件会导致先前分配的路径拥塞，导致应急救援车辆被阻塞在路上，不能按时到达救援地。

技术实现思路

1、本发明提供了一种应急救援车辆调度方法及系统，用以解决上述提到的问题：

2、本发明提出的一种应急救援车辆调度方法，所述方法包括：

3、s1、初始化应急救援车辆的应急救援信息；

4、s2、动态规划救援中心与需要救援的位置之间的路径权值；

5、s3、根据救援中心与需要救援的位置之间的路径权值和路径长度计算从救援中心到需要救援的位置之间的最优路径；

6、s4、接收道路状态更新，更新相关路径权值，根据更新后的最优路径动态分配车辆。

7、进一步的，一种应急救援车辆调度方法，所述s1、初始化应急救援车辆的应急救援信息，包括：

8、s101、将整个救援区域转化为带权图g，救援中心定义为起始节点v0，需要前往救援的位置定义为目标节点v1,v2,...,vn；

9、s102、定义路径信息矩阵p，用于存储救援中心和需要前往救援的位置之间的路径信息；

10、s103、定义最短路径距离矩阵d，用于存储救援中心和需要前往救援的位置之间的最短路径距离，初始化为无穷大；

11、s104、初始化d[v0][j]为救援中心到需要前往救援的位置j的直接路径长度(若存在)，并将p[v0][j]设置为v0。

12、进一步的，一种应急救援车辆调度方法，所述s2、动态规划救援中心与需要救援的位置之间的路径权值，包括：

13、通过分配权值模型为救援中心与需要救援的位置之间的每条路径分配权值，所述权值基于道路长度、拥堵程度、道路质量和通行速度；

14、具体的，分配权值模型为：

15、其中，c为拥堵系数，q为道路质量系数，s'为通行速度系数，r为道路类型系数，t为时间段系数(高峰时段与非高峰时段对行驶的影响不同)。

16、进一步的，一种应急救援车辆调度方法，所述s3、根据救援中心与需要救援的位置之间的路径权值和路径长度计算从救援中心到需要救援的位置之间的最优路径，包括：

17、s301、将所述起始节点v0加入已访问节点集合s；

18、s302、对于所有与v0相邻且未访问过的节点j，更新d[v0][j]和p[v0][j]；

19、s303、从所有未访问过的节点中选择一个具有最小w*d[v0][j]值的节点j，将其加入所述已访问节点集合s；

20、s304、对于所有新加入s的节点j的相邻且未访问过的节点k，通过比较当前路径权值乘以当前路径长度的的值和新路径权值乘以新路径长度的值更新d[v0][k]和p[v0][k]，所述新路径长度经过j；

21、s305、重复步骤s303和s304直到所有节点都被访问过或无法找到权值乘以长度值更小的路径，获取到从救援中心到需要前往救援的位置的权值乘以长度值最小的路径。

22、进一步的，一种应急救援车辆调度方法，所述s4、接收道路状态更新，根据更新的最优路径动态分配车辆，包括：

23、s401、接收道路状况更新，所述道路状态包括拥堵程度和通行速度，当有道路状态更新时，按照步骤s3更新p矩阵和d矩阵，根据患者的紧急程度，优先为最需要救援的患者分配车辆，分配的车辆从p矩阵中获取行驶路径信息；

24、s402、车辆被分配后，重新计算整个带权图网络中受影响路径的权值；

25、s403、当有新的道路状态更新时，更新相关路径的权值，后续分配的车辆按照更新的权值按照步骤s3重新计算从救援中心到需要前往救援的位置的权值乘以长度值最小的路径，从更新后的p矩阵获取行驶路径信息。

26、本发明提出的一种应急救援车辆调度系统，所述系统包括：

27、初始化模块，用于初始化应急救援车辆的应急救援信息；

28、动态规划路径权值模块，用于动态规划救援中心与需要救援的位置之间的路径权值；

29、计算最优路径模块，用于根据救援中心与需要救援的位置之间的路径权值和路径长度计算从救援中心到需要救援的位置之间的最优路径；

30、更新分配模块，用于接收道路状态更新，更新相关路径权值，根据更新后的最优路径动态分配车辆。

31、进一步的，一种应急救援车辆调度系统，所述初始化模块包括：

32、转化带权图模块，用于将整个救援区域转化为带权图g，救援中心定义为起始节点v0，需要前往救援的位置定义为目标节点v1,v2,...,vn；

33、定义路径信息矩阵模块，用于定义路径信息矩阵p，用于存储救援中心和需要前往救援的位置之间的路径信息；

34、定义最短路径距离矩阵模块，用于定义最短路径距离矩阵d，用于存储救援中心和需要前往救援的位置之间的最短路径距离，初始化为无穷大；

35、初始化直接路径长度模块，用于初始化d[v0][j]为救援中心到需要前往救援的位置j的直接路径长度(若存在)，并将p[v0][j]设置为v0。

36、进一步的，一种应急救援车辆调度系统，所述动态规划路径权值模块包括：

37、分配权值模块，用于通过分配权值模型为救援中心与需要救援的位置之间的每条路径分配权值，所述权值基于道路长度、拥堵程度、道路质量和通行速度；

38、分配权值模型模块，具体的，分配权值模型为：w＝c*q/s'*t*r，其中，c为拥堵系数，q为道路质量系数，s'为通行速度系数，r为道路类型系数，t为时间段系数(高峰时段与非高峰时段对行驶的影响不同)。

39、进一步的，一种应急救援车辆调度系统，所述计算最优路径模块包括：

40、加入已访问节点集合模块，用于将所述起始节点v0加入已访问节点集合s；

41、更新矩阵模块，用于对于所有与v0相邻且未访问过的节点j，更新d[v0][j]和p[v0][j]；

42、选择最小值节点模块，用于从所有未访问过的节点中选择一个具有最小w*d[v0][j]值的节点j，将其加入所述已访问节点集合s；

43、比较模块，用于对于所有新加入s的节点j的相邻且未访问过的节点k，通过比较当前路径权值乘以当前路径长度的的值和新路径权值乘以新路径长度的值更新d[v0][k]和p[v0][k]，所述新路径长度经过j；

44、迭代模块，用于重复步骤s303和s304直到所有节点都被访问过或无法找到权值乘以长度值更小的路径，获取到从救援中心到需要前往救援的位置的权值乘以长度值最小的路径。

45、进一步的，一种应急救援车辆调度系统，所述更新分配模块包括：

46、优先分配模块，用于接收道路状况更新，所述道路状态包括拥堵程度和通行速度，当有道路状态更新时，按照步骤s3更新p矩阵和d矩阵，根据患者的紧急程度，优先为最需要救援的患者分配车辆，分配的车辆从p矩阵中获取行驶路径信息；

47、重新计算权值模块，用于车辆被分配后，重新计算整个带权图网络中受影响路径的权值；

48、重新分配模块，用于当有新的道路状态更新时，更新相关路径的权值，后续分配的车辆按照更新的权值按照步骤s3重新计算从救援中心到需要前往救援的位置的权值乘以长度值最小的路径，从更新后的p矩阵获取行驶路径信息。

49、本发明有益效果：通过动态规划路径权值和计算最优路径，可以确保救援车辆始终沿着最快或最经济的路线前进，从而缩短救援时间，提高救援效率；该方案能够实时接收并处理道路状态更新信息，根据最新的道路状况进行路径规划和车辆分配，因此具有很强的适应性和灵活性；通过合理的车辆分配和调度，可以确保有限的救援资源得到最大化的利用，避免资源的浪费和闲置；由于能够动态地调整救援策略和车辆分配，因此可以更好地应对各种复杂多变的救援场景，提升救援成功率。