点到目的节点的流向，依次获得所述逆转路径上 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：一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；二 是将所述双向边按照所述流向转换为单向边，并将转换前的所述双向边的通行容量合并为 转换后的所述单向边的通行容量；从而更新所述有向路网结构以及所述有向路网结构在不 同时刻上的剩余容量； 并将所述接收的有效路径输出至所述单一路径输出模块； 所述单一路径输出模块将所接收的有效路径或逆转路径转换为单一路径进行输出，并 获取所述单一路径上的疏散容量，以及所述单一路径上所有节点和单向边的各自到达时刻 一并输出；将所述单一路径所有节点和单向边在各自到达时刻的时间维度上的剩余容量减 去所述单一路径上的疏散容量，从而更新所述有向路网在不同时刻上的剩余容量；将所述 超级源节点V。的待疏散容量减去所述单一路径的疏散容量，从而更新待疏散总人数； 判断所述单一路径输出模块所接收的是否为有效路径，若是，则完成输出后返回所述 疏散路径计算模块用于获取当前时刻t的下一条的时间代价最小路径；否则，表示所接收 的是逆转路径，返回所述逆转历史路径输出模块，用于遍历所述逆转路径历史集合HPS中 所存储的逆转路径； 所述逆转历史路径输出模块遍历所述逆转路径历史集合HPS中所存储的逆转路径在 当前时刻t的疏散容量是否为0,若为0,则删除疏散容量为O的逆转路径；若不为0,判断 所述逆转路径的标识符是否为〇,若为〇,则将所述逆转路径的标识符设置为1，否则，则将 所述逆转路径输出至所述单一路径输出模块；从而在完成遍历后，返回所述疏散路径计算 模块用于获得新的时间代价最小路径。2.-种基于自适应边逆转的路网疏散方法，是应用于由节点集和边集组成的有向路网 结构中；所述节点集包含有源节点、目的节点和中间节点；其特征是按如下步骤进行： 步骤1、参数定义： 定义超级源节点V。;在所述超级源节点V。上设置待疏散容量，并初始化所述超级源节 点V。的待疏散容量为所述源节点的待疏散人数的总和； 定义当前时刻为t，并初始化t= 0 ; 定义逆转路径历史集合为HPS;并初始化HPS为空； 定义标记路径触发变量Jh，并初始化Jh为空； 定义寻找路径触发变量Jk，并初始化Jk=true; 定义循环变量i，并初始化i= 1 ; 步骤2、判断所述超级源节点V。的待疏散容量是否为0,若为0,则表示疏散规划结束， 并复原所述有向路网结构；若不为〇,则根据所述有向网络图利用带通行容量时间约束的 路径算法获得当前时刻t的第i条时间代价最小路径，记为TPlit;记所述第i条时间代价最 小路径TPlit的时间代价为巧广:记所述第i条时间代价最小路径TPlit的疏散容量为; 步骤3、判断所述第i条时间代价最小路径TPlit的时间代价为无穷大或者疏散 容量为〇是否成立；若任意一个成立，则表示当前时刻t无法再获得任何疏散路径，将 t+1赋值给t，并执行步骤10 ;否则，则执行步骤4 ; 步骤4、判断所述逆转路径历史集合HPS是否为空，若为空，则将所述第i条时间代价最 小路径TPlit按照步骤9进行逆转；若不为空，则判断Jk=false且Jh=TP^是否成立； 若同时成立，则表示当前时刻t无法获得不同的疏散路径，将t+1赋值给t，并执行步骤10 ; 否则，执行步骤5; 步骤5、判断所述寻找路径触发变量Jk=true是否成立，若成立，设置所述标记路径触 发变量Jh=TPlit;否则，将Jk设置为true; 步骤6、判断所述逆转路径历史集合HPS中是否存在所述第i条时间代价最小路径TPlit;若存在，将所述第i条时间代价最小路径TPht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 ; 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TPlit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TPlit执行步骤9 ;否 贝1J，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O或者时 间代价大于所述第i条临时路径TPlit的时间代价，若存在，则将所述第i条临时路径TPlit 按照步骤9进行逆转；否则，执行步骤8 ; 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TPlit的疏散效率的逆转路径，若存在，则将Jk设置为false，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TPlit按照步骤9进行逆 转； 步骤9、将所述第i条时间代价最小路径TPlit转换为逆转路径，设置所述逆转路径的标 识符为〇,并将所述逆转路径存入所述逆转路径历史集合HPS; 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： 一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； 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； 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TPlit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； 步骤10、判断所述逆转路径历史集合HPS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 ; 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 ; 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。3.根据权利要求2所述的基于自适应边逆转的路网疏散方法，其特征是，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TPlit的疏散效率的逆转路径： 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； 步骤8. 2、令g= 1 ; 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TPlit的疏散效率的逆转路 径，退出循环； 步骤8. 4、获得所述第i条时间代价最小路径TPlit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A巾；若A(}>小于〇,将g+1赋值给g，并返回步骤8.3执行； 否则，执行步骤8. 5; 步骤8. 5、获得所述同源路径tempgl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index1 ; 步骤8. 6、选择A(J)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 步骤8. 7、获得所述同源路径tempgl源节点的待疏散剩余容量与index2的差值，记为 Ai]); 步骤8.8、若A也<〇，表示存在疏散效率优于所述第i条时间代价最小路径TPlit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。4.根据权利要求2所述的基于自适应边逆转的路网疏散方法，其特征是按如下步骤将 所述单一路径输出： 步骤4. 1、获取所述单一路径的疏散容量，以及所有节点和单向边的各自到达时刻，与 单一路径一同输出； 步骤4. 2、将所述单一路径所有节点以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。
【专利摘要】本发明公开了一种基于自适应边逆转的路网疏散系统与方法，其特征是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带通行容量时间约束的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。本发明能减少人为操作对疏散规划的影响，从而最大程度地提高有向路网疏散规划的疏散效率。
【IPC分类】G06Q10/04
【公开号】CN105225014
【申请号】CN201510717054
【发明人】郭丹, 胡学钢, 倪武, 高趁
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月27日