一种基于自适应边逆转的路网疏散系统与方法_2

文档序号:9472000阅读:来源:国知局
史集合WS中是否存在所述第i条时间代价最小路径 TPi,t;若存在,将所述第i条时间代价最小路径TP转换为单一路径并输出,再将i+1赋值 给i后,返回步骤2执行;否则,执行步骤7;
[0035] 步骤7、判断所述逆转路径历史集合HPS中是否存在与所述第i条时间代价最小 路径TPiit具有相同源节点的逆转路径;若不存在,则将所述第i条临时路径TP执行步骤 9 ;否则,则遍历所述具有相同源节点的逆转路径中是否存在逆转路径满足疏散容量为0或 者时间代价大于所述第i条临时路径TPiit的时间代价,若存在,则将所述第i条临时路径 TPi,t按照步骤9进行逆转;否则,执行步骤8 ;
[0036] 步骤8、判断所述具有相同源节点的逆转路径中是否存在疏散效率优于所述第i 条时间代价最小路径TPi,t的疏散效率的逆转路径,若存在,则将化设置为化Ise,并将i+1 赋值给i后,返回步骤2执行;否则,则将所述第i条时间代价最小路径TPiit按照步骤9进 行逆转;
[0037] 步骤9、将所述第i条时间代价最小路径TPiit转换为逆转路径,设置所述逆转路径 的标识符为0,并将所述逆转路径存入所述逆转路径历史集合HPS;
[0038] 在所述有向路网结构中,按照从源节点到目的节点的流向,依次获得所述逆转路 径所经过的各自双向边的到达时刻;依次在各自所述双向边的到达时刻及到达时刻之后的 各时间维度上: 阳039] -是将所述双向边的剩余容量合并到与所述流向相同的边的剩余容量上;再删除 与流向方向相反的边的剩余容量;从而更新所述有向路网结构在不同时刻上的剩余容量;W40] 二是将所述双向边中保留与流向方向相同的边,并将与流向方向相反的边的通行 容量增加到与流向方向相同的边上;再删除与流向方向相反的边,从而实现将所述双向边 转换为单向边,从而更新所述有向路网结构;
[0041] 并根据更新后的所述有向路网结构,将所述逆转路径,即第i条时间代价最小路 径TPiit转换为单一路径并输出;再将i+1赋值给i后,返回步骤2执行;
[0042] 步骤10、判断所述逆转路径历史集合册S是否为空,若为空,则返回步骤2执行; 若不为空,则执行步骤11 ;
[0043] 步骤11、遍历所述逆转路径历史集合HPS中是否存在当前时刻t下疏散容量为0 的逆转路径,若存在,则删除所有当前时刻t下疏散容量为0的逆转路径;否则,则执行步骤 12 ;
[0044] 步骤12、遍历当前时刻t下所述逆转路径历史集合HPS中逆转路径的标识符是否 为0,若为0,则将所述逆转路径的标识符设置为1,否则,将所述逆转路径转换为单一路径 并输出;从而完成遍历后返回步骤2执行。 W45] 本发明所述的基于自适应边逆转的路网疏散方法的特点也在于,
[0046] 所述步骤8中按如下步骤判断所述具有相同源节点的逆转路径中是否存在疏散 效率优于所述第i条时间代价最小路径TPiit的疏散效率的逆转路径:
[0047] 步骤8. 1、遍历所述逆转路径历史集合HPS,获得G条具有相同源节点的逆转路 径; W48]步骤 8. 2、令g=l;
[0049] 步骤8. 3、若g《G,将第g条具有相同源节点的逆转路径赋值给同源路径tempg, 执行步骤8. 4 ;否则,表示不存在优于所述第i条时间代价最小路径TPi,t的疏散效率的逆转 路径,退出循环;
[0050] 步骤8. 4、获得所述第i条时间代价最小路径TP,t的时间代价与所述同源路径 tempg的时间代价之间的差值,记为A4 ;若A4小于0,将g+1赋值给g,并返回步骤8. 3 执行;否则,执行步骤8. 5;
[0051] 步骤8. 5、获得所述同源路径tempg上源节点的待疏散剩余容量与所述同源路径 tempg的疏散容量之比并向上取整,记为indexl; 阳化引步骤8. 6、选择A4与indexl中的较小值作为比较值;获得所述同源路径tempg的疏散容量与所述比较值之间乘积;记为index2
[0053] 步骤8. 7、获得所述同源路径tempg上源节点的待疏散剩余容量与index2的差值, 记为A1]);
[0054] 步骤8.8、若A11)《0,表示存在疏散效率优于所述第i条时间代价最小路径TPiit 的疏散效率的逆转路径,退出循环;否则,并将g+1赋值给g,并返回步骤8. 3执行。 阳化5] 按如下步骤将所述单一路径输出:
[0056] 步骤4. 1、获取所述单一路径的疏散容量,W及所有节点和单向边的各自到达时 亥Ij,与单一路径一同输出;
[0057] 步骤4. 2、将所述单一路径所有节点W及单向边在各自到达时刻的时间维度上的 剩余容量分别减去所述单一路径的疏散容量,从而更新所述有向路网在不同时刻上的剩余 容量;并将所述超级源节点V。的待疏散容量减去单一路径的疏散容量,从而更新待疏散总 人数。
[0058] 与已有技术相比,本发明的有益效果体现在:
[0059] 1、本发明是一种效率较优的路网疏散规划,能够处理单向边和双向边混合存在的 路网,不事先确定路网中双向边的逆转比例和逆转范围,而是让其自动去判断和执行对边 的逆转操作,将逆转比例和逆转范围交给系统自动确定,先利用疏散路径计算模块在带时 间维度的有向网络图中获得疏散路径;再依据候选路径判断模块的判断方法判断根据疏散 路径算法所获得的疏散路径是否需要进行逆转操作;当需要对疏散路径进行逆转时,根据 路径逆转模块对疏散路径进行边的逆转操作,扩大疏散路径的疏散容量;最后,利用单一路 径输出模块和逆转历史路径输出模块对所有符合输出要求的疏散路径进行输出操作;与W 往传统疏散算法相比较,本方法能够对路网结构进行自适应的边逆转操作,在最需要的地 方尽可能的增大疏散路径的疏散容量,从而大大提高了路网疏散的疏散效率。
[0060] 2、本发明首先利用疏散路径算法获取候选时间代价最小路径,每次对候选路径进 行多次判断比较,W保证新获取的疏散路径总是一条相对更优化的路径。运样,就可W让本 发明在优化的基础上进一步进行优化,从而提高了疏散效率。
[0061] 3、本发明的特色在于候选路径模块中对从疏散路径计算模块生成的疏散路径进 行自适应判断,根据效率最大化的方法,只对那些效率最好的路径进行边的逆转操作,不符 合要求的疏散路径则直接放弃;因此,本方法中边的逆转比例自适应控制的很小,运样,一 方面可W不影响疏散路径的选择提高实际可用性,一方面也可W保留所有效率最好的疏散 路径,提高了疏散效率。
[0062] 4、本发明在输出方面中主要分为两个模块:单一路径输出模块主要是用来输出在 当前时刻下获得的新的经过边逆转操作的疏散路径;逆转历史路径输出模块在进入下一时 刻准备执行疏散路径计算模块时,优先考虑逆转历史路径,先将逆转路径历史集合中所有 在当前时刻下仍然有效的逆转路径优先输出;执行完优先输出后,能够快速减少剩余疏散 总数,减少了网络中节点和边的剩余通行容量,从而大大减少了本方法的计算时间,可W更 快速的获得最终的疏散结果。
[0063] 5、本发明通过逆转历史路径输出模块,一方面减少了在疏散路径计算模块的路径 选择次数,另一方面能对历史频繁选择的优化路径进行重复使用,类似于人脑的经验选择, 不仅提高了路径选择效率和整体的疏散效率,边的逆转比例自适应控制范围较小也得到了 保证。
[0064] 6、本发明设计了一种带时间维度的路网疏散问题的优化规划策略,本质思想是通 过对各边在不同时刻下疏散负载能力的有效预测,来决定最终疏散规划中各时刻上各边上 的通行人数,在不同的时刻上做最大化的疏散路径引导;从而W实现在最优化的时间效率 下疏散完待疏散总人数。
【附图说明】 W65] 图1是本发明有向路网结构图;
[0066] 图2是本发明系统模块图;
[0067] 图3是本发明方法流程图; 阳068] 图4是本发明的一个待逆转的路径示例图;
[0069] 图5是本发明的经过逆转操作的路径示例图。
【具体实施方式】
[0070] 本实施例中,一种基于自适应边逆转的路网疏散系统与方法,是用于如图1所示 的有向路网模型的路网疏散任务中,具体的说,是应用于由节点集和边集组成的有向路网 结构中;节点集包含有源节点、目的节点和中间节点;边集中的所有边为单向边或者双向 边;具体各边是单向边还是双向边依据路网结构中的各边是单行道还是双行道而设置;有 向路网结构中各节点和各边均带有时间维度,其特征是,系统如图2所示,包括:路网疏散 规划参数构建模块、疏散路径计算模块、候选路径判断模块、路径逆转模块、单一路径输出 模块W及逆转历史路径输出模块;
[0071] 路网疏散规划参数构建模块用于定义疏散规划的参数,包括当前时刻为t、逆转路 径历史集合HPS、超级源节点V。;在超级源节点V。上设置有待疏散容量,并初始化超级源节 点V。的待疏散容量为源节点的待疏散人数的总和;
[0072]疏散路径计算模块用于判断超级源节点V。的待疏散容量是否为0,若为0
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