采样点布局优化方法、系统、智能终端及存储介质

本发明涉及网络布局优化，尤其涉及的是一种采样点布局优化方法、系统、智能终端及存储介质。

背景技术：

1、当大城市突发大量生物采样需求，如核酸检测的情况下，核酸采样点布局是否合理，能否保证各个采样点高效运行，对快速抑制疫情发展有着重要的意义。

2、而有些核酸采样点出现拥挤，等待时间过长。因此，需要对采样点的分布进行优化。

3、目前有关采样点的布局优化的研究主要集中在道路可达性，考虑因素单一，不能准确地衡量采样点的服务能力，也就难以实现采样点的精准布局。

4、因此，现有技术有待改进和提高。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种采样点布局优化方法、系统、智能终端及计算机可读存储介质，旨在解决采样点布局优化时，不能准确地衡量采样点的服务能力，难以实现采样点的精准布局的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种采样点布局优化方法，包括：

3、获取目标区域的人口分布数据、采样点分布数据和采样点的实时状态数据；

4、基于所述采样点分布数据和所述人口分布数据，计算每个采样点与每个居民点之间的距离；

5、比较采样点的实时状态数据中的等待时间和预设的忍耐时间阈值，根据比较结果获得每个采样点的等效等待时间；

6、基于所述距离和所述等效等待时间，计算每个采样点相对于每个居民点的可达性；

7、基于每个采样点所有的所述可达性和所述人口分布数据，计算每个采样点的综合可达性；

8、以所有采样点的综合可达性的累计值最大化为目标对采样点进行布局优化，获得优化后的采样点分布数据并输出。

9、可选的，所述基于每个采样点所有的所述可达性和所述人口分布数据，计算每个采样点的综合可达性，具体表达式为：

10、

11、其中，ai为采样点i的综合可达性，pj为居民点j的人口数，kij为权重值，用于表征采样点i与居民点j的最大可达性的采样点之间的权重，aij为采样点i与居民点j之间的可达性，n为居民点的总数。

12、可选的，通过增加采样点的数量并更改采样点的位置对采样点进行布局优化，所述布局优化包括：

13、基于设定的采样点数量范围，在每种数量下优化采样点的位置，并计算每种数量下所有采样点的综合可达性的累计值；

14、以采样点的数量为自变量、所述累计值为因变量，获得拟合曲线；

15、计算所述拟合曲线上各个点的二阶导数的绝对值并取最大值，所述最大值为最佳采样点数量；

16、输出最佳采样点数量时各个采样点的位置。

17、可选的，通过更改采样点的位置对采样点进行布局优化，所述布局优化包括：

18、根据采样点备选位置搜索算法获得待更改位置的目标采样点的备选位置；

19、计算在备选位置上增加的采样点相对于每个居民点的可达性的累计收益值；

20、计算将增加的采样点替换所述目标采样点后相对于每个居民点的可达性的累计损失值；

21、计算所述累计收益值和所述累计损失值的差值，获得替换总收益；

22、当所述替换总收益大于零时，将所述目标采样点的位置更新为所述备选位置；

23、根据采样点备选位置搜索算法获取下一个备选位置并进行目标采样点的位置的迭代更新，直至目标采样点的所有备选位置的替换总收益小于或等于零，输出目标采样点的位置。

24、可选的，通过增加采样点的数量对采样点进行布局优化，所述布局优化包括：

25、在所有的采样点中筛选出相对于附近居民点的可达性均较差的采样点，获得采样点集合；

26、基于采样点分布数据，根据聚类算法对所述采样点集合中的采样点进行聚类，获得若干个中心位置；

27、在所述中心位置设置采样点，根据采样点备选位置搜索算法，对新增采样点的位置进行优化；

28、输出优化后各个采样点的位置。

29、可选的，所述基于所述距离和所述等效等待时间，计算每个采样点相对于每个居民点的可达性，具体表达式为：

30、

31、其中，α和β为引力衰减系数，dij为采样点i与居民点j之间的距离，τi为采样点i的等效等待时间，ni为采样点i的采样台数。

32、本发明第二方面提供一种采样点布局优化系统，其中，上述系统包括：

33、数据获取模块，用于获取目标区域的人口分布数据、采样点分布数据和采样点的实时状态数据；

34、距离模块，用于基于所述采样点分布数据和所述人口分布数据，计算每个采样点与每个居民点之间的距离；

35、等效等待时间模块，用于比较采样点的实时状态数据中的等待时间和预设的忍耐时间阈值，根据比较结果获得每个采样点的等效等待时间；

36、可达性模块，用于基于所述距离和所述等效等待时间，计算每个采样点相对于每个居民点的可达性；

37、综合可达性模块，用于基于每个采样点所有的所述可达性和所述人口分布数据，计算每个采样点的综合可达性；

38、优化模块，用于以所有采样点的综合可达性的累计值最大化为目标对采样点进行布局优化，获得优化后的采样点分布数据并输出。

39、可选的，所述优化模块还包括；

40、位置优化单元，用于根据采样点备选位置搜索算法获得待更改位置的目标采样点的备选位置；计算在备选位置上增加的采样点相对于每个居民点的可达性的累计收益值；计算将增加的采样点替换所述目标采样点后相对于每个居民点的可达性的累计损失值；计算所述累计收益值和所述累计损失值的差值，获得替换总收益；当所述替换总收益大于零时，将所述目标采样点的位置更新为所述备选位置；根据采样点备选位置搜索算法获取下一个备选位置并进行目标采样点的位置的迭代更新，直至所有备选位置的替换总收益小于或等于零，输出目标采样点的位置；

41、数量优化单元，用于在所有的采样点中筛选出相对于附近居民点的可达性均较差的采样点，获得采样点集合；基于采样点分布数据，根据聚类算法对所述采样点集合中的采样点进行聚类，获得若干个中心位置；在所述中心位置设置采样点，根据采样点备选位置搜索算法，对新增采样点的位置进行优化；输出优化后各个采样点的位置；

42、综合优化单元，用于基于设定的采样点数量范围，在每种数量下优化采样点的位置，并计算每种数量下所有采样点的综合可达性的累计值；以采样点的数量为自变量、所述累计值为因变量，获得拟合曲线；计算所述拟合曲线上各个点的二阶导数的绝对值并取最大值，所述最大值为最佳采样点数量；输出最佳采样点数量时各个采样点的位置。

43、本发明第三方面提供一种智能终端，上述智能终端包括存储器、处理器以及存储在上述存储器上并可在上述处理器上运行的采样点布局优化程序，上述采样点布局优化程序被上述处理器执行时实现任意一项上述采样点布局优化方法的步骤。

44、本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质上存储有采样点布局优化程序，上述采样点布局优化程序被处理器执行时实现任意一项上述采样点布局优化方法的步骤。

45、由上可见，本发明基于采样点实时状态数据及人口分布数据，根据忍耐时间阈值将采样点的等待时间转换为等效等待时间，根据采样点的路径距离和等效等待时间，计算采样点相对于居民点的可达性，并根据可达性和人口数据计算采样点的综合可达性，将综合可达性作为采样点度量指标以准确地衡量采样点的服务能力。然后以所有采样点的综合可达性的累计值最大化为目标对采样点进行布局优化。与现有技术相比，采样点布局时兼顾了道路可达性、等待时间和人口数据，建立准确衡量采样点服务能力的指标，使得采样点布局更加精准，采样点的综合效率更高。