一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法及系统与流程

本发明涉及计算机科学与地理信息科学领域，尤其涉及一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法及系统。

背景技术：

1、人类社会生活中多目标送达问题非常常见，这也是一个经典的哲学与现实问题：“怎么走”。现实中人类的活动受制于现状路网等约束，属于在约束条件下的路径分析问题，与经典的多目标到达路径问题如哈密顿路径路径问题相比，属于该类问题的特例，不仅要考虑目标点间的连接性，还要考虑连接线是否存在，复杂度更高。

2、对于哈密顿路径问题，该问题是由天文学家哈密顿(william rowan hamilton)提出的旨在一个有多个城市的地图网络中，寻找一条从给定的起点到给定的终点沿途恰好经过所有其他城市一次的路径。

3、哈密顿路径问题源自于社会生活的实际，与人类的社会生活息息相关。如旅游领域我们总想设计合理的线路，实现一次旅行踏足所有梦想之地的目标；如在物流领域我们希望合理分配每个无人车的送货路径，使得无人车能够按照设定的送货路径依次对每个派送点进行派送，以实现物流派送的经济最优，效率最高；如在军事领域我们希望机动力量可以选择最合理的路径最快到达目标点等等，这些问题皆与哈密顿路径问题息息相关。

4、路网指的是在一定区域内，由各种道路组成的相互联络、交织成网状分布的道路系统，以路网中道路相连的点作为目标点，可以看出路网中目标点之间的连接是具有约束限制的，因此对于路网条件下的节点必经问题，可以看成是约束条件下哈密顿路径的求解问题。

5、作为陆基生物的人类，地表活动多沿既定线路行进，据不完全统计，由交通问题造成的gdp损耗，可以达到5％，因此，对于路网条件下多目标点的必经路径进行合理的规划与设计，对人类社会具有较强的现实意义。例如在路网条件下规划物流派送路径时，需规划一条能够经过全部派送点，且每一派送点仅经过一次的路径，即哈密顿路径，使得物流派送过程中，不会重复经过同一条相同的派送路线，使得派送运输过程设计更为合理，从而提高物流派送效率。而在进行多目标派送路径的规划时，首先需要判断在路网约束条件下哈密顿路径是否存在，若在此约束条件下不存在这样的多目标派送路径，进行后续的多目标派送路径规划只能是徒劳的，因此提供一种能够快速搜寻出路网约束条件下多目标派送路径是非常有必要的。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述所提及的技术问题之一，提供一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法及系统，能够有效的判断路网约束条件下多目标派送路径是否存在，以便于后续对路网约束条件下物流派送路径的设计与规划。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，包括以下步骤：

3、s1、获取包括物流派送区域范围的路网图，将物流派送点作为路网图中的节点，并对路网图进行拓扑构面；

4、s2、搜索图形中度为2的节点，通过搜索的节点确定图形中所有必经路线的部分；

5、s3、根据必经路线的部分，筛选出必经多边形；

6、s4、根据必经多边形，剔除必不经线路；

7、s5、根据必不经线路和必经线路，剔除必不经多边形；

8、s6、若删除必不经线路和必不经多边形后，出现悬点，则路网不存在多目标派送路径，否则路网存在多目标派送路径。

9、优选的，所述步骤s1中包括以下步骤：

10、s11、获取物流派送范围内的路网图，并将获取的路网图矢量化；

11、s12、将矢量化的路网线化，得到线状路网数据；

12、s13、将线状路网数据进行线到面转换拓扑处理，若线状路网数据出现断头线，则不存在多目标派送路径结束搜索，否则进入步骤s14；

13、s14、将线状路网与目标点进行空间查询分析，若目标点与线状路网相交即点在线上，则进入步骤s15，若存在悬点，则该路网图不存在多目标派送路径结束搜索；

14、s15、对图形进行线拓扑构面，若出现断头线，则该路网图不存在多目标派送路径结束搜索，若不存在断头线，则进入步骤s2。

15、优选的，所述步骤2中，通过对图形进行点与线的拓扑，求解出所有节点连接线的个数，节点连接线的个数即为度；若节点的度不为2，则与该节点相连的连接线为非必经线路；若节点的度为2，则与该节点相连的两条连接线为必经线路。

16、优选的，所述步骤3中，搜索位于图形最外围边界线上的必经线路；确定边界线包括搜索出的必经路线的多边形为必经多边形。

17、优选的，所述步骤s4中包括以下步骤：

18、s41、对必经多边形中的外边界进行分析，判定是否存在必经线路邻接情况；

19、s42、若不存在必经线路邻接情况，则进入s5，若存在必经线路邻接情况，则将两条必经线路交汇点处的其他线路删除，删除的线路为必不经线路；

20、s43、根据删除必不经路径进行临近多边形的自动重组，返回s41。

21、优选的，所述步骤s5中，重组后的多边形为必经多边形，判定必经多边形与临近多边形是否存在必经线路；若存在，删除非必经多边形。

22、优选的，所述步骤6中，对步骤s4、s5过滤后的图形进行空间分析；若存在悬点，则路网不存在多目标派送路径；若不存在悬点，则路网存在多目标派送路径。

23、本申请还公开了一种基于路网的多目标派送路径存在判定系统，包括：

24、数据获取模块，用于获取包括物流派送区域范围的路网图；

25、数据处理模块，用于将物流派送点转换为路网图中的节点，并对路网图进行拓扑构面；

26、图形处理模块；用于搜索图形中图形中度为2的节点，通过搜索的节点确定图形中所有必经路线的部分；根据必经路线的部分，筛选出必经多边形；根据必经多边形，剔除必不经线路；根据必不经线路和必经线路，剔除必不经多边形；

27、数据分析模块；用于获取数据处理模块以及图形处理模块处理后的图形，并搜索图形中是否存在悬点或断头线，若存在悬点或断头线，则路网不存在多目标派送路径；若不存在悬点，则路网存在多目标派送路径。

28、有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法及系统通过必经和必不经线路、多边形的判定，对路网图进行深度约束，通过约束中的奇异关系即断头线和悬点来断定路网约束条件下多目标派送路径是否存在，实现了逻辑思维在多维空间问题的拓展应用，避免了逻辑思维大量冗余计算的弊端，将问题复杂度降低到与节点数相关的计算复杂度量级，从而能够快速有效的判断路网约束条件下多目标派送路径是否存在，以便于后续对路网约束条件下多目标派送路径的设计与规划。

技术特征：

1.一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，其特征在于，所述步骤s1中包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，其特征在于，所述步骤2中，通过对图形进行点与线的拓扑，求解出所有节点连接线的个数，节点连接线的个数即为度；若节点的度不为2，则与该节点相连的连接线为非必经线路；若节点的度为2，则与该节点相连的两条连接线为必经线路。

4.根据权利要求1所述的一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，其特征在于，所述步骤3中，搜索位于图形最外围边界线上的必经线路；确定边界线包括搜索出的必经路线的多边形为必经多边形。

5.根据权利要求1所述的一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，其特征在于，所述步骤s4中包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，其特征在于，所述步骤s5中，重组后的多边形为必经多边形，判定必经多边形与临近多边形是否存在必经线路；若存在，删除非必经多边形。

7.根据权利要求1所述的一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，其特征在于，所述步骤6中，对步骤s4、s5过滤后的图形进行空间分析；若存在悬点，则路网不存在多目标派送路径；若不存在悬点，则路网存在多目标派送路径。

8.一种基于路网的多目标派送路径存在判定系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及计算机科学与地理信息科学领域，其具体公开了一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法，包括以下步骤：S1、获取包括物流派送区域范围的路网图；S2、搜索图形中度为2的节点，确定图形中所有必经路线的部分；S3、根据必经路线的部分，筛选出必经多边形；S4、根据必经多边形，剔除必不经线路；S5、剔除必不经多边形；S6、若出现悬点，则路网不存在多目标派送路径，否则路网存在多目标派送路径。本发明还公开了一种基于路网的多目标派送路径存在判定系统。一种基于路网的多目标派送路径存在判定方法及系统，能够有效的判断路网约束条件下多目标派送路径是否存在，以便于后续对路网约束条件下物流派送路径的设计与规划。

技术研发人员：魏金占,覃福军,刘阳,杨坤,李博涵,朱兆旻,王骥月,雷新莲,覃兰丽,周深兰
受保护的技术使用者：广西交科集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15