专利名称：一种确定抢修路径规划方法
技术领域：
本发明涉及一种抢修路径规划的确定方法，用于发生事故时根据事故点及周边设 备情况确定最合理的抢修路径。
背景技术：
流程工业以石化、电力、钢铁、轻工、制药、环保、冶金等行业为代表，有生产过程连 续、产品结构多样、生产工业复杂、生产环境苛刻、生产以安全、稳定、长周期、满负荷、优质 为主要目标等特点。流程工业中对生产原料进行连续加工，通常伴有化学、物理、相变等物 性变化的过程。在典型的流程工业——石油化工生产中，大部分装置都具有易燃、易爆、有 毒有害、高温高压、深冷低温等特点。特别是随着生产日趋复杂和生产规模的扩大，一旦工 艺或装置的平衡遭到破坏，就会导致灾难性的后果。而发生故障后造成的人员伤亡、对环境 的严重污染，以及因故障停车造成的巨大经济损失，都会对企业自身、甚至社会稳定产生不 利影响。因此流程工业的抢修路径的确定能够为企业安全生产和事故应急救援提供相关信 息，帮助减少事故产生的危害和损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种确定抢修路径规划方法，以实现在工厂中某设备发生事 故后，如何进行抢修路径规划，使得救援车辆及时到达事故现场，实施喷水灭火等救援措 施，也有助于企业人员的分析与决策。在工厂中，定义各个道路结点以及装置设备对应的地理坐标，并且根据实际道路 可通行量来设置距离的权值，利用图论知识建立工厂道路结点的网络拓扑结构图，点表示 各个设备对应的道路结点，边表示结点之间的连接道路。然后通过路径规划算法计算救援 起点到事故终点的最佳路线，有助于工厂实际中类似情况的救援指挥。一种确定抢修路径规划的方法，包括以下步骤(1)定义工厂区内所有设备的地理坐标Dj = (DX^DYj)；按设定的步长在工厂内所 有的道路上定义若干结点，计算每个结点对应的地理坐标\ = (Xi，yi)；同一坐标系内，DXj和DXj分别表示设备的地理坐标，下标j表示设备的索引；Xi和 Yi分别表示道路结点的地理坐标，下标i表示道路结点的索引；同一道路上，相邻结点的距离可以根据需要设定，例如为10 50米，在场地开阔， 设备稀疏的情况下，步长可以略大些，否则步长略小。(2)针对每个设备，计算其与所有道路结点之间的欧式距离，找出欧式距离最近的 道路结点力=(^，^，建立两者之间的对应关系…^/力。)(\，乃)。其中计算最近的欧 式距离步骤为 此步骤中，针对每一个设备都找到了与其欧式距离最近的道路结点。
(3)由厂区所有的道路结点定义网络拓扑图G= (V，E)，其中顶点集合V= {Vp
权利要求
一种确定抢修路径的方法，其特征在于，包括如下步骤(1)计算厂区内所有设备的地理坐标；按设定的步长在工厂内所有的道路上定义若干结点，计算每个结点对应的地理坐标；(2)针对每个设备，计算其与所有道路结点之间的欧式距离，找出欧式距离最近的道路结点；(3)由厂区所有的道路结点定义网络拓扑图，定义网络拓扑图中每个顶点的标记；(4)将所有的顶点分别归入已经标记区域或未标记区域，针对每一个已标记区域的顶点，在未标记区域中找出与其直接相连且距离最小的那个的顶点Vj；(5)将顶点Vj加入标记区域，更新已经标记区域与未标记区域。判断所有顶点是否都标记，若没有，继续执行步骤(4)；若都标记，转步骤(6)。(6)发生事故时，确定事故地点对应的道路结点、以及抢修出发点对应的道路结点，计算两者之间的最短路线，得到最短路线上各个结点的地理坐标，根据各个结点的地理坐标沿指定的结点连线从抢修出发点到达事故地点。
2.如权利要求1所述的确定抢修路径的方法，其特征在于，根据最短路线上前后结点的地理坐标，利用“平行四边形法则”计算每个道路结点处救援车辆的旋转方向矢量为氏=(R&，RYD，设每一结点坐标(Xi，yi)，其前一结点坐标为(Xi_i，yg)，后一结点坐标为(xi+1，71+1)，由当前结点与前一结点形成的方向向量为4=(\-、，只->^) ^^)，由当前结点与后一结点形成的方向向量为找-兄)<=>(c，o0，设Ai与Bi为平行四边形的两边，则当前结点的旋转方向矢量为平行四边形的对角线方向定义为氏=(RXyRYi)，并且计算公式如下 其中a为当前结点与前一结点之间地理坐标的横坐标之差； b为当前结点与前一结点之间地理坐标的纵坐标之差； c为后一结点与当前结点之间地理坐标的横坐标之差； d为后一结点与当前结点之间地理坐标的纵坐标之差。
全文摘要
本发明公开了一种确定抢修路径规划方法，包括以下步骤(1)首先定义工厂各个道路结点的三维地理信息，以及计算装置设备与工厂道路结点的对应关系；(2)如果工厂某处设备发生事故，通过路径优化算法计算从救援起点到事故现场的最佳路线；(3)在最佳路线上计算各个道路结点的旋转方向，呈现救援车辆如何从起点到终点的过程。本发明的优点1)可以在工厂中设置任意设备发生事故，设置任意的救援起点与事故发生后不同道路的实际可通行量。利用路径优化算法计算出最佳救援路线，有利于实际中类似情况发生后的辅助决策。2)通过自动寻找救援车辆的旋转方向，利用起火与喷水现象增加真实感，以及通过救援车辆在虚拟现实三维环境中的运动，使操作人员获得真实的体验，有助于真实情况的救援指挥。
文档编号G01C21/34GK101846524SQ20101016220
公开日2010年9月29日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者冯毅萍, 刘苏昱, 吴玉成, 周泽伟, 荣冈 申请人:浙江大学