CN108664987A - 一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法 - Google Patents
一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108664987A CN108664987A CN201810237605.0A CN201810237605A CN108664987A CN 108664987 A CN108664987 A CN 108664987A CN 201810237605 A CN201810237605 A CN 201810237605A CN 108664987 A CN108664987 A CN 108664987A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- affected people
- disaster
- target point
- influence factor
- disaster affected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F18/00—Pattern recognition
- G06F18/20—Analysing
- G06F18/23—Clustering techniques
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Marketing (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明提供一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,包括:对救援目标进行聚类:根据实际救援情况,将救援目标区分为受灾人员或着火点两大类,并根据各目标点实测值,分别建立其任务特征向量;在同类目标点中,计算目标点的影响因素实测值对相应评价等级的隶属度矩阵;在同类目标点中,根据实测值计算各个影响因素的权重值;根据隶属度矩阵和权重值计算目标点的评价向量;根据最大隶属度原则,得出目标点的评价值。本发明主要解决救援背景下救援机器人的多目标优先级评估问题,有助于提高救援机器人对于救援目标的辨识度,从而大大提高救援效果和救援效率。
Description
技术领域
本发明属于目标优先级评估领域,具体涉及一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法。
背景技术
我国幅员辽阔,地形复杂多变,自然灾害频发,给人民群众的生命财产带来巨大威胁。在灾害发生后,快速、高效的灾后救援是降低灾害损失的最有效方法,仅靠救援人员的搜救往往显得力不从心,这就催生了对救援机器人的研究进展。
1995年的日本神户-大阪大地震及其之后发生在美国俄克拉荷马州的阿尔福德联邦大楼爆炸案拉开了救援机器人技术研究的序幕,而2001年美国的911事件则是救援机器人第一次进行实战演练,随后,我国的救援机器人也进入了快速发展时期。随着救援机器人的智能化、自主化发展,对机器人的智能评估系统提出了更高的要求。在灾后救援中,如何快速、准确地评估已获得的救援目标信息,成为救援机器人发展过程中面临的关键问题。
发明内容
本发明提供一种至少部分解决上述技术问题的多救援目标优先级确定方法,对灾害救援活动中的主要救援目标进行准确的优先级评价,大大提高了救援活动的质量和效率。
为了达到上述目的,本发明的技术方案包括如下步骤:
S1:对救援目标进行聚类:根据实际救援情况,将救援目标分为受灾人员和着火点两大类,并根据各目标点实测值,分别建立其任务特征向量。
S2:在同类目标点中,计算每个目标点的影响因素实测值对相应评价等级的隶属度矩阵。
S3:在同类目标点中,根据实测值计算各个影响因素的权重值。
S4:根据最大隶属度原则,计算每个目标点的评价值。
进一步地,对救援目标进行聚类,则S1包括:
S11:建立受灾人员特征向量,具体特征包括环境氧气浓度、有害气体浓度、受灾人员心跳频率、受灾人员体温,如下:
Ui={pi,ei,hi,ti}
其中,mi表示第i个受灾人员,其中1≤i≤m,m为接受评价的受灾人员数量;pi为第i个受灾人员所处环境的氧气浓度;ei为第i个受灾人员所处环境的有害气体浓度;hi为第i个受灾人员的心跳频率;ti为第i个受灾人员的体温。
S12:建立着火点特征向量,具体特征包括人口密度、财产价值、燃烧物危险等级和对周围环境污染程度,如下:
fj={dj,wj,cj,lj}
其中,fj表示第j个着火点,其中1≤j≤n,n为接受评价的着火点数量;dj为第j个着火点所在地区的人口密度;wj为第j个着火点的燃烧物价值;cj为第j个着火点的燃烧物危险等级;lj为第j个着火点对周围环境的污染程度。
进一步地,在同类目标点中,计算每个目标点的影响因素实测值对相应评价等级的隶属度,以救援受灾人员为例,若指标值yij单调上升,则按公式(一)、(二)、(三)计算:
若指标值yij单调下降,则按公式(四)、(五)、(六)计算:
其中,xi为一受灾人员的第i(1≤i≤4)个影响因素的实测值,yi1为一受灾人员的第i个影响因素对应的第v1级评判级别中的下限值,yi2为一受灾人员的第i个影响因素对应的第v2级评判级别中的下限值,yi,j-1为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj-1级评判级别中的下限值,yij为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj级评判级别中的下限值,yi,j+1为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj级评判级别中的上限值,yih为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vh级评判级别中的下限值,yi,h+1为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vh级评判级别中的上限值。着火点的隶属度矩阵计算方法同上。
进一步地,可以得到某一救援目标的评价等级隶属度矩阵,如下:
其中,R为某目标点的评价等级隶属度矩阵,z为某目标点的影响因素个数,h为最大评价等级数。
进一步地,在同类目标点中,根据实测值计算各个影响因素的权重值,如下:
其中,ai为一受灾人员第i(1≤i≤4)个影响因素的权重,yi1为一受灾人员的第i个影响因素对应的第v1级评判级别中的下限值,yij为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj级评判级别中的下限值,yi,j+1为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj级评判级别中的上限值,vh为最高评价等级,yh+1为最高评价等级的上限值。
进一步地,可得某一目标点的各影响因素权重向量,如下:
W'={a1,a2,…,am}
进行归一化处理可得:
其中,W为某目标点的各影响因素权重向量,m为影响因素个数。
进一步地,计算每个目标点的评价值,S4包括:
S41:对于聚类为受灾人员的目标点,利用M(·,∨)算子对其评价等级隶属度矩阵和权重向量进行运算,即:
其中,Pi为第i个受灾人员的评价值,Wi为第i个受灾人员的各因素权重向量,Ri为第i个受灾人员的评价等级隶属度矩阵。
S42:对于聚类为着火点的目标点,利用算子对其评价等级隶属度矩阵和权重向量进行运算,即:
其中,Pj为第j个着火点的评价值,Wj为第j个着火点的各因素权重向量,Rj为第j个着火点的评价等级隶属度矩阵。
附图说明
图1为本发明的方案流程图
具体实施方式
下面举实施例,对本发明进行详细描述。
某地区发生地震灾害后,负责部分区域灾后救援工作的搜救队派出救援机器人进行搜救和灾后灭火工作。救援机器人经过探测后发现三处废墟下存在生命迹象,第一处废墟下的氧气浓度为18%,无有害气体,受灾人员心跳为90次/分,体表温度为37.6℃;第二处废墟下的氧气浓度为15%,有害气体浓度为0.01%,受灾人员心跳为75,体表温度为38.3℃。另外,该区域内有两处着火点,一处位于居民小区,人口密度为2470人/km2,居民财产价值为0.7千万元,燃烧等级为2,空气污染指数为285;另一处位于某化工厂,人口密度为347人/km2,财产价值为3千万元,燃烧等级为7,空气污染指数为325。
建立受灾人员优先级评价表:
建立着火点优先级评价表:
步骤一:建立救援目标的任务特征向量。
受灾人员一的特征向量为:U1={18,0,90,37.6}。
受灾人员二的特征向量为:U2={15,0.01,75,38.3}。
着火点一的特征向量为:f1={2470,0.7,2,285}。
着火点二的特征向量为:f2={347,3,7,325}。
步骤二:计算目标点的评价等级隶属度矩阵。
受灾人员一的评价等级隶属度矩阵为:
受灾人员二的评价等级隶属度矩阵为:
着火点一的评价等级隶属度矩阵为:
着火点二的评价等级隶属度矩阵为:
步骤三:计算某一目标点的各影响因素权重。
受灾人员一的因素权重向量为:
Wu1=[0.2 0.191 0.227 0.382]
受灾人员二的因素权重向量为:
Wu2=[0.25 0.246 0.134 0.369]
着火点一的因素权重向量为:
Wf1=[0.317 0.174 0.184 0.325]
着火点二的因素权重向量为:
Wf2=[0.107 0.323 0.25 0.32]
步骤四:计算各目标点的评价向量。
受灾人员一的评价向量为:
Pu1=[0.191 0.218 0.164 0 0]
故受灾人员一的评价值为0.218.
受灾人员二的评价向量为:
Pu2=[0.05 0.246 0.258 0.111 0]
故受灾人员二的评价值为0.258.
着火点一的评价向量为:
Pf1=[0.089 0.269 0.217 0.425]
故着火点一的评价值为0.425.
着火点二的评价向量为:
Pf2=[0.07 0.037 0.05 0.409]
故着火点二的评价值为0.409.
综上所述,受灾人员二优先级大于受灾人员一优先级,着火点一优先级大于着火点二优先级。
本领域普通技术人员可以理解:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
Claims (9)
1.一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:对救援目标进行聚类:根据实际救援情况,将救援目标分为受灾人员和着火点两大类,并根据各目标点实测值,分别建立其任务特征向量。
S2:在同类目标点中,计算每个目标点的影响因素实测值对评价等级的隶属度矩阵。
S3:在同类目标点中,根据实测值计算各个影响因素的权重值。
S4:根据隶属度向量和权重值计算评价向量,并根据最大隶属度原则,确定每个目标点的评价值。
2.如权利要求1所述的一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,对救援目标进行聚类,则S1进一步包括:
S11:建立受灾人员特征向量,具体因素包括环境氧气浓度、有害气体浓度、受灾人员心跳频率、受灾人员体温,如下:
Ui={pi,ei,hi,ti}
其中,Ui描述第i个受灾人员,1≤i≤m,m为接受评价的受灾人员数量;pi为第i个受灾人员所处环境的氧气浓度;ei为第i个受灾人员所处环境的有害气体浓度;hi为第i个受灾人员的心跳频率;ti为第i个受灾人员的体温。
S12:建立着火点特征向量,具体因素包括人口密度、财产价值、燃烧物危险等级和对周围环境污染程度,如下:
fj={dj,wj,cj,lj}
其中,fj描述第j个着火点,1≤j≤n,n为接受评价的着火点数量;dj为第j个着火点所在地区的人口密度;wj为第j个着火点的燃烧物价值;cj为第j个着火点的燃烧物危险等级;lj为第j个着火点对周围环境的污染程度。
3.如权利要求1所述的一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,其特征在于,建立关于目标点的评价等级标准,如下表所示:
其中,z代表某一目标点的评价因素个数,h代表对某一目标的最大评价等级数。
4.如权利要求1所述的一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,其特征在于,所述S2包括:在同类目标点中,计算每个目标点的影响因素实测值对评价等级的隶属度矩阵。
以救援受灾人员为例,若指标值yij单调上升,则按公式(一)、(二)、(三)计算:
若指标值yij单调下降,则按如下公式(四)、(五)、(六)计算:
其中,xi为一受灾人员的第i(1≤i≤4)个影响因素的实测值,yi1为一受灾人员的第i个影响因素对应的第v1级评判级别中的下限值,yi2为一受灾人员的第i个影响因素对应的第v2级评判级别中的下限值,yi,j-1为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj-1级评判级别中的下限值,yij为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj级评判级别中的下限值,yi,j+1为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj级评判级别中的上限值,yih为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vh级评判级别中的下限值,yi,h+1为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vh级评判级别中的上限值。着火点的隶属度矩阵计算方法同上。
5.如权利要求4所述,计算每个目标点的影响因素实测值对相应评价等级的隶属度,得到某一救援目标的评价等级隶属度矩阵,如下:
其中,R为某目标点的评价等级隶属度矩阵,z为某目标点的影响因素个数,h为最大评价等级数。
6.如权利要求1所述的一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,其特征在于,S3包括,在同类目标点中,根据实测值计算各个影响因素的权重值,按公式(七)计算。
其中,ai为一受灾人员第i(1≤i≤4)个影响因素的权重,yi1为一受灾人员的第i个影响因素对应的第v1级评判级别中的下限值,yij为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj级评判级别中的下限值,yi,j+1为一受灾人员中第i个影响因素对应的第vj级评判级别中的上限值,vh为最高评价等级,yh+1为最高评价等级的上限值。
7.如权利要求6所述的一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,其特征在于,计算某一目标点的各影响因素权重向量,如下:
W'={a1,a2,…,am}
进行归一化处理可得:
其中,W为某目标点的各影响因素权重向量,m为影响因素个数。
8.如权利要求1所述的一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,其特征在于,计算每个目标点的评价值,则S4还包括:
S41:对于聚类为受灾人员的目标点,利用M(·,∨)算子对其评价等级隶属度矩阵和权重向量进行运算,即:
其中,Pi为第i个受灾人员的评价值,Wi为第i个受灾人员的各因素权重向量,Ri为第i个受灾人员的评价等级隶属度矩阵。
S42:对于聚类为着火点的目标点,利用算子对其评价等级隶属度矩阵和权重向量进行运算,即:
其中,Pj为第j个着火点的评价值,Wj为第j个着火点的各因素权重向量,Rj为第j个着火点的评价等级隶属度矩阵。
9.如权利要求8所述的一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法,其特征在于,按照最大隶属度原则确定某一目标点的评价值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810237605.0A CN108664987A (zh) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | 一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810237605.0A CN108664987A (zh) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | 一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108664987A true CN108664987A (zh) | 2018-10-16 |
Family
ID=63782003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810237605.0A Pending CN108664987A (zh) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | 一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108664987A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111402538A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 深圳市瑞邦世纪科技有限公司 | 具备火灾警情预测的方法、系统、智能终端及存储介质 |
CN113312818A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 一种采空区输电铁塔安全性评估方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0916878A (ja) * | 1995-07-03 | 1997-01-17 | C R C Sogo Kenkyusho:Kk | 被災報知用発信器及び受信器、並びに被災報知システム |
JP2008181498A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-08-07 | Fujitsu Ltd | 監視装置、監視プログラム及び監視方法 |
US20130332209A1 (en) * | 2011-02-18 | 2013-12-12 | Katsuya Sawada | Disaster Assistance System and Disaster Assistance Program |
CN104616093A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-05-13 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种地震灾害救援指挥调度系统及方法 |
CN106873560A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-20 | 大连海事大学 | 一种公路隧道火灾初期救援辅助系统及方法 |
CN106873364A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-06-20 | 中南大学 | 一种智能机器人的任务优先级确定方法 |
-
2018
- 2018-03-21 CN CN201810237605.0A patent/CN108664987A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0916878A (ja) * | 1995-07-03 | 1997-01-17 | C R C Sogo Kenkyusho:Kk | 被災報知用発信器及び受信器、並びに被災報知システム |
JP2008181498A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-08-07 | Fujitsu Ltd | 監視装置、監視プログラム及び監視方法 |
US20130332209A1 (en) * | 2011-02-18 | 2013-12-12 | Katsuya Sawada | Disaster Assistance System and Disaster Assistance Program |
CN104616093A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-05-13 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种地震灾害救援指挥调度系统及方法 |
CN106873364A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-06-20 | 中南大学 | 一种智能机器人的任务优先级确定方法 |
CN106873560A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-20 | 大连海事大学 | 一种公路隧道火灾初期救援辅助系统及方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
梁亚婷;刘少南;: "矿井火灾的FDS模拟及人员健康度评价" * |
王斌;邹雪梅;盛津芳;: "井下火灾中逃生人员健康度评价模型" * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111402538A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 深圳市瑞邦世纪科技有限公司 | 具备火灾警情预测的方法、系统、智能终端及存储介质 |
CN111402538B (zh) * | 2020-03-25 | 2021-02-09 | 深圳市瑞邦世纪科技有限公司 | 具备火灾警情预测的方法、系统、智能终端及存储介质 |
CN113312818A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 一种采空区输电铁塔安全性评估方法 |
CN113312818B (zh) * | 2021-05-31 | 2024-06-04 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 一种采空区输电铁塔安全性评估方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106096838A (zh) | 基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法及系统 | |
CN107169426A (zh) | 一种基于深度神经网络的人群情绪异常检测和定位方法 | |
CN107146034A (zh) | 一种岗位胜任素质测评方法 | |
CN108664987A (zh) | 一种灾害救援环境下的多目标优先级评估方法 | |
CN107491992B (zh) | 一种基于云计算的智能服务推荐方法 | |
CN111191926B (zh) | 基于可拓不确定性量化法的装备抢修效能云评估方法 | |
CN113889252B (zh) | 基于生命体征大数据聚类核心算法和区块链的远程互联网大数据智慧医疗系统 | |
CN110532298A (zh) | 多属性铁路事故致因权重分析方法 | |
CN108921411A (zh) | 一种基于案例推理的电力事故应急辅助决策方法 | |
CN106815682A (zh) | 一种应急预案有效性评价方法 | |
CN111178731A (zh) | 基于大数据赋能条件下的社会单位动态火灾风险评估方法 | |
CN115953252A (zh) | 一种建工安责险保费的确定方法 | |
CN106875116A (zh) | 一种电力线路救援优先等级评估方法 | |
CN113448840A (zh) | 基于预测缺陷率和模糊综合评价模型的软件质量评价方法 | |
CN117763413A (zh) | 一种基于风险普查数据的单体建筑物震害快速评估方法 | |
CN117494950A (zh) | 一种光储充检微电网一体站运行安全评价方法 | |
CN112465951A (zh) | 一种液氧储槽泄漏应急处置模拟演练方法 | |
Chen et al. | Research on building fire risk assessment based on analytic hierarchy process (AHP) | |
CN116933139A (zh) | 一种综合隶属度数值、等级和序位的村庄分类方法 | |
CN115544267B (zh) | 一种基于知识图谱的多次应急处理的仿真动态验证方法 | |
CN112529407B (zh) | 一种电网突发事件多维量化动态推演评估方法 | |
CN114626674A (zh) | 突发事件虚拟训练的公安民警应急处置能力评价方法 | |
CN114202240A (zh) | 一种可穿戴外骨骼机器人人机协作安全性评价系统及方法 | |
CN109815217B (zh) | 核电站数字化主控室操纵员培训平台事故陷阱数据库的构建方法 | |
Lizhen et al. | Assessment of coal mine safety based on Bayesian method with entropy weight |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |