CN110458368B - 一种基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法 - Google Patents

一种基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法,本发明方法根据NDVI指数筛选牧场,先确定整个游牧网络的最大牲畜流,用以限制整个游牧网络中的牲畜数量,再为不同牧户分配游牧路径,从而得到满足草畜平衡的合理游牧路径。本发明方法能够满足牧民对不同位置的草地资源的利用,提高牧民利用草地资源的科学性,对维护草地资源环境和经济可持续发展具有重要意义。

Description

一种基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法
技术领域
本发明涉及畜牧业技术领域,更特别地说,涉及到一种考虑草畜平衡的游牧路径网络规划方法。
背景技术
游牧是草原民族基本的经济生活方式,包括以逐水草而居为基本特征的游牧方式,以及依各有分地为原则确定的游牧空间。草原上除少数几块靠高山冰雪融水与穿行于大陆腹地的河流滋润的绿洲外,绝大部分地区不适于农业开垦,长期以来只能作为羊、马、牛、驼的牧地,为游牧人所拥有。由于草原生态的自然特征,草场承受不了持续、长期地放牧,决定了草原载畜量的有限性,从而使游牧业一经产生就与移动性生活相伴而行。生活在草原的牧民历经数千年营造了独特的游牧方式与草原文化,但在人口和畜牧量不断增加趋势下,牧民对草地资源利用、管理的盲目性成为了影响生态环境的重要因素,也是导致草地退化,影响草地资源可重复使用的关键。对游牧进行科学管理,不仅有利于草畜平衡,对保护生态环境也起到至关重要的作用。
游牧路径(Nomadic Path)是指牧民(Herdsman)随着水草而进行移动所形成的独特路径。这种移动性表现在时间与空间维度上,在时间维度上,牧民(Herdsman)通过四季更替来进行牧场(Pasture)的放牧;在空间维度上,牧民(Herdsman)通过不同牧场(Pasture)的草地来进行牧场转场放牧。以上放牧行为在时间空间维度上的移动形成了游牧路径。
游牧网络(Nomadic Network)是指在游牧过程中由牲畜(livestock)、牧场(Pasture)和连接牧场之间的牧道(pastoral)三部分组成的网络拓扑结构图。为了人类活动与自然环境平衡发展,达到草畜平衡(Grass and livestock balance)的情况,使牧场不承受长期且连续的放牧活动,减少不必要的迁徙时间以及迁徙距离,避免过度放牧,降低对草地利用的盲目性,对合理利用草地资源起着重要作用。
发明内容
为了解决牧民放牧出现的牧场超载、欠载的技术问题,以及长期且连续的放牧活动带来的草地利用盲目性,本发明提出了一种基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法。本发明方法根据NDVI指数筛选牧场,依据游牧路径将牧场分为源牧场、中间牧场和目标牧场;通过寻求最大流的标号法得到整个游牧网络中的最大合理牲畜流,用以限制整个游牧网络中的牲畜数量;通过比较游牧网络中游牧路径的长度,选择满足载畜量条件的最短长度的游牧路径;该游牧路径作为给牧户分配的满足草畜平衡的最优游牧路径。在考虑草原生态环境的基础上,分析了每个牧场载畜量、放牧方式、牧草条件等因素。本发明方法能够满足牧民对不同位置的草地资源的利用,提高牧民利用草地资源的科学性,对维护草地资源环境和经济可持续发展具有重要意义。
本发明的一种基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法,是在已知游牧网络拓扑结构中包含有牧户及牧户养殖牲畜量、牧场及牧场的合理载畜量、牧场的NDVI指数的参数信息;其特征在于:草畜平衡游牧路径规划的步骤为:
步骤一:统计牧户与各牧户牲畜量,执行步骤二;
统计牧户集合HH={H1,H2,…,Ha,…,HA}中每个牧户的牲畜总量,并对所有牧户们养殖的牲畜总量按照从多至少进行排序,得到牲畜总量序列LL,且
Figure BDA0002170445090000021
属于H1的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000022
属于H2的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000023
属于Ha的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000024
属于HA的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000025
牲畜总量是以羊单位计数的,所述羊单位是指1只体重45Kg、日消耗1.8Kg标准干草的成年绵羊。
步骤二:依据NDVI指数,获取待放牧牧场,并得到每段链路的合理牲畜流;
采用NDVI指数从游牧网络拓扑结构中获取得到满足等级评价限制的待放牧牧场集合PP={P1,P2,…,Pb,…,PB};
记录下PP={P1,P2,…,Pb,…,PB}中每个牧场的合理载畜量,记为总合理载畜量组QQ,且
Figure BDA0002170445090000026
通过对游牧网络中相邻牧场Pb与牧场PB之间合理载畜量对比,取合理载畜量小的牧场的合理载畜量作为所述游牧链路可以承载的合理牲畜流,记为
Figure BDA0002170445090000027
步骤三:采用寻求最大流的标号法获取整个游牧网络的最大牲畜流;
在本发明中,依据“寻求最大流的标号法”来计算从Ps到达Pt的整个游牧网络上的最大牲畜流MQ,是为了使所有牧户HH={H1,H2,…,Ha,…,HA}的牲畜都能被一个游牧网络全部分配。
在牲畜限流模型中的所有游牧路径,记为
Figure BDA0002170445090000031
Figure BDA0002170445090000032
表示牲畜限流模型中的任意一条游牧路径,下角标y表示游牧路径的标识号;
Figure BDA0002170445090000033
表示牲畜限流模型中的最后一条游牧路径,下角标Y表示游牧路径的总条数;
计算牧场Pb与牧场PB的链路牲畜流,记为
Figure BDA0002170445090000034
步骤四:为多牧户安排游牧路径;
步骤401:调用每个牧户和牧户养殖的牲畜数量和每条链路的距离;执行步骤402;
步骤402:比较整个游牧网络的最大牲畜流与所有牧户的牲畜量之和;执行步骤403;
Figure BDA0002170445090000035
则游牧网络能够满足所有牧户的牲畜分配;
Figure BDA0002170445090000036
所有牧户对养殖的牲畜进行补饲料;
步骤403:遍历游牧网络拓扑结构中的所有游牧路径;执行步骤404;
在本发明中,任意一个从源牧场Pb到达一个目标牧场PB的多条游牧路径;或者任意一个从源牧场Pb到达多个目标牧场PB的多条游牧路径;多个从源牧场Pb到达一个目标牧场PB的多条游牧路径;
步骤404:计算所有游牧路径的长度;执行步骤405;
步骤405:按照游牧路径的长度由小到大进行排序,得到排序后的总游牧路径组ST_GG;执行步骤406;
步骤406:计算每条游牧路径的路径-合理牲畜量Q,执行步骤407;
在本发明中,每条游牧路径的路径-合理牲畜量为该条游牧路径上牧场合理载畜量的最小值;
步骤407:按照牲畜总量序列为每个牧户分配满足草畜平衡的最优游牧路径。
在本发明中,按照牲畜总量序列LL进行游牧路径分配。若
Figure BDA0002170445090000041
则选取继路径
Figure BDA0002170445090000042
之后的一条路径进行分配给牧户Ha。若
Figure BDA0002170445090000043
直接将路径
Figure BDA0002170445090000044
分配给牧户Ha
本发明基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法的优点在于:
①本发明方法中应用的牧场是以NDVI指数进行筛选的,这有利于把退化牧场排除在游牧网络外,避免了在退化牧场上放牧,减少了对草地资源的过度放牧。
②经本发明方法处理后的游牧网络,其载畜压力指数接近于1,但不大于1,以合理牲畜流限制整个游牧网络中的牲畜数量,充分考虑到牧场的载畜量,能够避免在牧场上的超载放牧。
③本发明方法通过将牧户的牲畜数量与游牧链路中允许通过的牲畜流进行匹配,能够减少在牧场上的欠载放牧,达到了对牧场资源的充分利用。
④本发明方法通过建立适用于游牧路径规划中的网络模型,将改进的最小费用合理牲畜流模型运用到游牧路径网络的规划中,在此基础上实现了路径最短游牧路径,降低了放牧过程的成本,提高了放牧的效益。
⑤本发明方法能够实现多牧户可行路径推荐,牧户可以通过游牧网络规划(Nomadic network planning)选择更加科学的路径进行放牧,避免了他们更多的依赖感官、历史经验而决定游牧路径的主观性。
⑥本发明方法通过考虑牧场的草场等级、载畜量的限制等因素,保证牧场的草畜平衡状态,有利于提高草地资源的利用率,保护草地资源,减少对于草地资源盲目利用。
附图说明
图1是本发明基于网络流的草畜平衡游牧路径规划的流程图。
图2是游牧网络拓扑结构示意图。
图3是本发明游牧网络的初始时最大牲畜流模型示意图。
图4是本发明实施例1的游牧网络结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
归一化植被指数(NDVI,Normalized Difference Vegetation Index)可以准确反映地表植被覆盖状况。是由中国科学院资源环境科学数据中心提供的中国年度植被指数(NDVI)空间分布数据集。中国年度植被指数(NDVI)空间分布数据集是基于连续时间序列的SPOT/VEGETATION NDVI卫星遥感数据,采用最大值合成法生成的1998年以来的年度植被指数数据集。该数据集有效反映了全国各地区在空间和时间尺度上的植被覆盖分布和变化状况,对植被变化状况监测、植被资源合理利用和其它生态环境相关领域的研究有十分重要的参考意义。在本发明中,应用归一化植被指数(NDVI)可以反应牧场自然条件状况,NDVI指数越高,牧场条件越优质。
在本发明中,为了保护草场资源的可持续利用,对草场的等级划分参考的是:2008年5月第30卷第5期《资源科学》,“基于MODIS NDVI时序数据的青海省草地分级”,作者卫亚星等。文中公开了对草场进行等级划分,第一等是优良草场,第二等是普通草场,第三等是退化草场。
参见图2所示,在本发明中,游牧网络拓扑结构中的多个牧户(Herdsman)采用集合形式表达,记为牧户集合HH={H1,H2,…,Ha,…,HA},H1表示第一个牧户,H2表示第二个牧户,Ha表示第a个牧户,下角标a表示牧户的标识号,HA表示最后一个牧户,下角标A表示牧户的总数。为了方便说明Ha也表示任意一个牧户,HA也表示另一个任意牧户。
在本发明中,每一个牧户Herdsman都养有多个品种牲畜(livestock),为了统一牧户养殖牲畜的头数,以中华人民共和国农业行业标准NY/T635-2015,“天然草地合理载畜量的计算”中规定的羊单位(sheep unit)进行牧户牲畜总量统计,则有:属于H1的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000051
属于H2的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000052
属于Ha的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000053
属于HA的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000054
羊单位(sheep unit)是指1只体重45Kg、日消耗1.8Kg标准干草的成年绵羊,或与此相当的其他家畜。
参见图2所示,在本发明中,针对游牧网络拓扑结构中的多个牧场(Pasture)是依据NDVI指数来选取待放牧牧场的,被选取的所有待放牧牧场采用集合形式表达,记为待放牧牧场集合PP={P1,P2,…,Pb,…,PB},P1表示第一个牧场,P2表示第二个牧场,Pb表示第b个牧场,下角标b表示牧场的标识号,PB表示最后一个牧场,下角标B表示牧场的总数。为了方便说明Pb也表示任意一个牧场,PB也表示另一个任意牧场。
在本发明中,能够用于放牧的牧场是满足NDVI指数中划分的优良牧场和普通牧场,但不包括退化牧场。
为了维护草地资源的合理利用,每个牧场(Pasture)都有合理载畜量(carryingcapacity),合理载畜量是指一定的面积草地,在某一利用时间段内,在适度放牧(或割草)利用并维持草地可持续生产的前提下,满足家畜正常生长、繁殖、生产的需要,所能承载的最多家畜数量。则有属于P1的合理载畜量,记为
Figure BDA0002170445090000061
属于P2的合理载畜量,记为
Figure BDA0002170445090000062
属于Pb的合理载畜量,记为
Figure BDA0002170445090000063
属于PB的合理载畜量,记为
Figure BDA0002170445090000064
在本发明的游牧网络拓扑结构中,相邻两个牧场之间的连接为游牧链路,所述游牧链路上通过的牲畜数量,称为链路牲畜流。例如,牧场Pb与牧场PB的链路牲畜流,记为
Figure BDA0002170445090000065
在本发明的游牧网络拓扑结构中,相邻两个牧场之间的距离称为牧道长度(牧道长度表示为D)。牧道长度是指草原划区轮牧时围栏中定义的距离,单位,公里。
例如,任意一个牧场Pb至另一任意牧场PB的牧道长度,记为
Figure BDA0002170445090000066
在本发明中,因为游牧路径是在游牧过程中通过的牲畜流来进行牧场转场形成的路线,所以任意一个牧户经过的第一个牧场则为源牧场,到达最终放牧的牧场则为目标牧场。在牧场集合PP={P1,P2,…,Pb,…,PB}中牧场的身份会有源牧场、中间牧场和目标牧场。为了清楚说明游牧网络拓扑结构中的多条游牧路径,在Pb为源牧场、PB为目标牧场时的游牧路径,记为
Figure BDA0002170445090000067
下角标z表示从源牧场到达目标牧场的游牧路径条数的标识号。对于
Figure BDA0002170445090000068
的路径-合理牲畜量,记为
Figure BDA0002170445090000069
本发明的一种基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法,是在已知游牧网络拓扑结构中包含有牧户及牧户养殖牲畜量、牧场及牧场的合理载畜量、牧场的NDVI指数的参数信息;具体地草畜平衡游牧路径规划的步骤为:
步骤一:统计牧户与各牧户牲畜量,执行步骤二;
统计牧户集合HH={H1,H2,…,Ha,…,HA}中每个牧户的牲畜总量,并对所有牧户们养殖的牲畜总量按照从多至少进行排序,得到牲畜总量序列LL;且
Figure BDA00021704450900000610
属于H1的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000071
属于H2的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000072
属于Ha的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000073
属于HA的牲畜总量,记为
Figure BDA0002170445090000074
步骤二:依据NDVI指数,获取待放牧牧场,并得到每段链路的合理牲畜流;
采用NDVI指数从游牧网络拓扑结构中获取得到满足等级评价限制的待放牧牧场集合PP={P1,P2,…,Pb,…,PB};
记录下PP={P1,P2,…,Pb,…,PB}中每个牧场的合理载畜量,记为总合理载畜量组QQ,且
Figure BDA0002170445090000075
通过对游牧网络中相邻牧场Pb与牧场PB之间合理载畜量对比,取合理载畜量小的牧场的合理载畜量作为所述游牧链路可以承载的合理牲畜流,记为
Figure BDA0002170445090000076
步骤三:采用寻求最大流的标号法获取整个游牧网络的最大牲畜流;
在本发明中,依据“寻求最大流的标号法”来计算从Ps到达Pt的整个游牧网络上的最大牲畜流MQ,是为了使所有牧户HH={H1,H2,…,Ha,…,HA}的牲畜都能被一个游牧网络全部分配。
在牲畜限流模型中的所有游牧路径,记为
Figure BDA0002170445090000077
Figure BDA0002170445090000078
表示牲畜限流模型中的任意一条游牧路径,下角标y表示游牧路径的标识号;
Figure BDA0002170445090000079
表示牲畜限流模型中的最后一条游牧路径,下角标Y表示游牧路径的总条数;
计算牧场Pb与牧场PB的链路牲畜流,记为
Figure BDA00021704450900000710
步骤四:为多牧户安排游牧路径;
步骤401:调用每个牧户和牧户养殖的牲畜数量和每条链路的距离;执行步骤402;
步骤402:比较整个游牧网络的最大牲畜流与所有牧户的牲畜量之和;执行步骤403;
Figure BDA00021704450900000711
则游牧网络能够满足所有牧户的牲畜分配;
Figure BDA0002170445090000081
所有牧户对养殖的牲畜进行补饲料;
步骤403:遍历游牧网络拓扑结构中的所有游牧路径;执行步骤404;
在本发明中,任意一个从源牧场到达一个目标牧场的多条游牧路径;或者任意一个从源牧场到达多个目标牧场的多条游牧路径;多个从源牧场到达一个目标牧场的多条游牧路径。
步骤404:计算所有游牧路径的长度;执行步骤405;
步骤405:按照游牧路径的长度由小到大进行排序,得到排序后的总游牧路径组ST_GG;执行步骤406;
步骤406:计算每条游牧路径的路径-合理牲畜量Q,执行步骤407;
在本发明中,每条游牧路径的路径-合理牲畜量为该条游牧路径上牧场合理载畜量的最小值。
步骤407:按照牲畜总量序列为每个牧户分配满足草畜平衡的最优游牧路径。
在本发明中,按照牲畜总量序列LL进行游牧路径分配。若
Figure BDA0002170445090000082
则选取继路径
Figure BDA0002170445090000083
之后的一条路径进行分配给牧户Ha。若
Figure BDA0002170445090000084
直接将路径
Figure BDA0002170445090000085
分配给牧户Ha
实施例1
参见图1、图3、图4所示,实施例1以青海省海晏县XX畜牧所提供的牧户数、牧场数、牧道长度等参数信息构建的游牧网络进行说明。本发明实施例1中用到的具体数字不作为限制本发明的构思,数字的列举是为了更清楚说明本发明的草畜平衡游牧路径规划。
步骤一:统计牧户与各牧户牲畜量,执行步骤二;
实施例1中牧户有三个牧户,即牧户集合HH={H1,Ha,HA};
H1表示第一个牧户,属于H1的牲畜总量为430只,记为
Figure BDA0002170445090000086
Ha表示第二个牧户,属于Ha的牲畜总量为420只,记为
Figure BDA0002170445090000087
HA表示第三个牧户,属于HA的牲畜总量为330只,记为
Figure BDA0002170445090000088
对所有牧户们养殖的牲畜总量按照从多至少进行排序,得到牲畜总量序列LL,即LL的排序为
Figure BDA0002170445090000089
步骤二:依据NDVI指数,获取待放牧牧场,并得到每段链路的合理牲畜流;
步骤201:记录待放牧牧场,执行步骤202;
实施例1中牧场有:P1表示第一个牧场;P2表示第二个牧场;P3表示第三个牧场,P4表示第四个牧场,P5表示第五个牧场;P6表示第六个牧场;P7表示第七个牧场,P8表示第八个牧场,P9表示第九个牧场。即待放牧牧场集合PP={P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9}。
在实施例1选取的牧场是采用NDVI指数从游牧网络拓扑结构中获取得到满足等级评价限制的九个牧场。其中牧场P1的NDVI指数在0.7~0.8区间,牧场P2的NDVI指数在0.6~0.7区间,牧场P3的NDVI指数在0.5~0.6区间,牧场P4的NDVI指数在0.7~0.8区间,牧场P5的NDVI指数在0.8~1.0区间,牧场P6的NDVI指数在0.7~0.8区间,牧场P7的NDVI指数在0.6~0.7区间,牧场P8的NDVI指数在0.7~0.8区间,牧场P9的NDVI指数在0.5~0.6区间。
步骤202:统计牧场的合理载畜量;执行步骤203;
Figure BDA0002170445090000091
表示第一个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA0002170445090000092
Figure BDA0002170445090000093
表示第二个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA0002170445090000094
Figure BDA0002170445090000095
表示第三个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA0002170445090000096
Figure BDA0002170445090000097
表示第四个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA0002170445090000098
Figure BDA0002170445090000099
表示第五个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA00021704450900000910
Figure BDA00021704450900000911
表示第六个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA00021704450900000912
Figure BDA00021704450900000913
表示第七个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA00021704450900000914
Figure BDA00021704450900000915
表示第八个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA00021704450900000916
Figure BDA00021704450900000917
表示第九个牧场的合理载畜量,且
Figure BDA00021704450900000918
步骤203,计算每段游牧链路承载的合理牲畜流;执行步骤301;
通过对游牧网络中相邻牧场(牧场Pb与牧场PB)之间合理载畜量对比,取合理载畜量小的牧场的合理载畜量作为所述游牧链路可以承载的合理牲畜流,记为
Figure BDA00021704450900000919
牲畜从牧场P1到达牧场P4承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900000920
Figure BDA00021704450900000921
牲畜从牧场P1到达牧场P5承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900000922
Figure BDA00021704450900000923
牲畜从牧场P2到达牧场P5承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900000924
Figure BDA00021704450900000925
牲畜从牧场P2到达牧场P6承载的合理牲畜流为
Figure BDA0002170445090000101
Figure BDA0002170445090000102
牲畜从牧场P3到达牧场P6承载的合理牲畜流为
Figure BDA0002170445090000103
Figure BDA0002170445090000104
牲畜从牧场P4到达牧场P7承载的合理牲畜流为
Figure BDA0002170445090000105
Figure BDA0002170445090000106
牲畜从牧场P5到达牧场P4承载的合理牲畜流为
Figure BDA0002170445090000107
Figure BDA0002170445090000108
牲畜从牧场P5到达牧场P7承载的合理牲畜流为
Figure BDA0002170445090000109
Figure BDA00021704450900001010
牲畜从牧场P5到达牧场P8承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001011
Figure BDA00021704450900001012
牲畜从牧场P5到达牧场P9承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001013
Figure BDA00021704450900001014
牲畜从牧场P6到达牧场P5承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001015
Figure BDA00021704450900001016
牲畜从牧场P6到达牧场P9承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001017
Figure BDA00021704450900001018
牲畜从牧场Ps到达牧场P1承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001019
Figure BDA00021704450900001020
牲畜从牧场Ps到达牧场P2承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001021
Figure BDA00021704450900001022
牲畜从牧场Ps到达牧场P3承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001023
Figure BDA00021704450900001024
牲畜从牧场P7到达牧场Pt承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001025
Figure BDA00021704450900001026
牲畜从牧场P8到达牧场Pt承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001027
Figure BDA00021704450900001028
牲畜从牧场P9到达牧场Pt承载的合理牲畜流为
Figure BDA00021704450900001029
Figure BDA00021704450900001030
步骤三:获取游牧网络的最大牲畜流;
步骤301:获取牲畜限流模型中的所有游牧路径;执行步骤302;
在实施例1中,为了使所有牧户HH={H1,Ha,HA}的牲畜都能被一个游牧网络全部分配,故选用一个虚拟源牧场Ps到达一个虚拟目标牧场Pt形成的牲畜限流模型来计算游牧网络的最大牲畜流MQ。
“寻求最大流的标号法”参考2005年6月第3版,《运筹学》(第三版),甘应爱等主编,第272-274页。
参见图3所示,依据“寻求最大流的标号法”来计算从Ps到达Pt的整个游牧网络上的最大牲畜流为:
牲畜限流模型中第一条游牧路径
Figure BDA00021704450900001031
牲畜限流模型中第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900001032
牲畜限流模型中第三条游牧路径
Figure BDA00021704450900001033
牲畜限流模型中第四条游牧路径
Figure BDA00021704450900001034
牲畜限流模型中第五条游牧路径
Figure BDA00021704450900001035
牲畜限流模型中第六条游牧路径
Figure BDA0002170445090000111
牲畜限流模型中第七条游牧路径
Figure BDA0002170445090000112
牲畜限流模型中第八条游牧路径
Figure BDA0002170445090000113
牲畜限流模型中第九条游牧路径
Figure BDA0002170445090000114
牲畜限流模型中第十条游牧路径
Figure BDA0002170445090000115
牲畜限流模型中第十一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000116
牲畜限流模型中第十二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000117
牲畜限流模型中第十三条游牧路径
Figure BDA0002170445090000118
牲畜限流模型中第十四条游牧路径
Figure BDA0002170445090000119
牲畜限流模型中第十五条游牧路径
Figure BDA00021704450900001110
牲畜限流模型中第十六条游牧路径
Figure BDA00021704450900001111
牲畜限流模型中第十七条游牧路径
Figure BDA00021704450900001112
牲畜限流模型中第十八条游牧路径
Figure BDA00021704450900001113
牲畜限流模型中第十九条游牧路径
Figure BDA00021704450900001114
牲畜限流模型中第二十条游牧路径
Figure BDA00021704450900001115
牲畜限流模型中第二十一条游牧路径
Figure BDA00021704450900001116
牲畜限流模型中第二十二条游牧路径
Figure BDA00021704450900001117
牲畜限流模型中第二十三条游牧路径
Figure BDA00021704450900001118
牲畜限流模型中第二十四条游牧路径
Figure BDA00021704450900001119
牲畜限流模型中第二十五条游牧路径
Figure BDA00021704450900001120
步骤302,初始化每段游牧链路的链路牲畜流;执行步骤303;
牲畜从牧场Ps到达牧场P1通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001121
初始时,
Figure BDA00021704450900001122
赋值为0。
牲畜从牧场Ps到达牧场P2通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA0002170445090000121
初始时,
Figure BDA0002170445090000122
赋值为0。
牲畜从牧场Ps到达牧场P3通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA0002170445090000123
初始时,
Figure BDA0002170445090000124
赋值为0。
牲畜从牧场P1到达牧场P4通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA0002170445090000125
初始时,
Figure BDA0002170445090000126
赋值为0。
牲畜从牧场P1到达牧场P5通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA0002170445090000127
初始时,
Figure BDA0002170445090000128
赋值为0。
牲畜从牧场P2到达牧场P5通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA0002170445090000129
初始时,
Figure BDA00021704450900001210
赋值为0。
牲畜从牧场P2到达牧场P6通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001211
初始时,
Figure BDA00021704450900001212
赋值为0。
牲畜从牧场P3到达牧场P6通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001213
初始时,
Figure BDA00021704450900001214
赋值为0。
牲畜从牧场P4到达牧场P7通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001215
初始时,
Figure BDA00021704450900001216
赋值为0。
牲畜从牧场P5到达牧场P4通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001217
初始时,
Figure BDA00021704450900001218
赋值为0。
牲畜从牧场P5到达牧场P7通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001219
初始时,
Figure BDA00021704450900001220
赋值为0。
牲畜从牧场P5到达牧场P8通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001221
初始时,
Figure BDA00021704450900001222
赋值为0。
牲畜从牧场P5到达牧场P9通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001223
初始时,
Figure BDA00021704450900001224
赋值为0。
牲畜从牧场P6到达牧场P5通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001225
初始时,
Figure BDA00021704450900001226
赋值为0。
牲畜从牧场P6到达牧场P9通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA00021704450900001227
初始时,
Figure BDA00021704450900001228
赋值为0。
牲畜从牧场P7到达牧场Pt通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA0002170445090000131
初始时,
Figure BDA0002170445090000132
赋值为0。
牲畜从牧场P8到达牧场Pt通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA0002170445090000133
初始时,
Figure BDA0002170445090000134
赋值为0。
牲畜从牧场P9到达牧场Pt通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure BDA0002170445090000135
初始时,
Figure BDA0002170445090000136
赋值为0。
步骤303,采用标号法调整游牧路径的牲畜流;执行步骤304;
将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000137
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure BDA0002170445090000138
的牲畜调整量
Figure BDA0002170445090000139
则调整路径
Figure BDA00021704450900001310
上的牲畜流,将
Figure BDA00021704450900001311
作为路径
Figure BDA00021704450900001312
上牲畜量的增加量。
此时,路径
Figure BDA00021704450900001313
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P1通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001314
牲畜从牧场P1到达牧场P4通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001315
牲畜从牧场P4到达牧场P7通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001316
牲畜从牧场P7到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001317
路径
Figure BDA00021704450900001318
中链路P4→P7上的合理牲畜流
Figure BDA00021704450900001319
与链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001320
相等,链路P7→Pt上的合理牲畜流
Figure BDA00021704450900001321
与链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001322
相等,即链路P4→P7和链路P7→Pt已饱和,将寻找下一个路径继续标号。
在实施例1中,由于链路P4→P7和链路P7→Pt已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure BDA00021704450900001323
中,即
Figure BDA00021704450900001324
而链路Ps→P1和链路P1→P4还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure BDA00021704450900001325
中,即
Figure BDA00021704450900001326
在实施例1中,为了清楚记录牲畜限流模型中所有的链路饱和集,记为总链路饱和组AAA,且
Figure BDA00021704450900001327
总链路饱和组AAA会随着标号过程增加而加入新的饱和链路。
步骤304,去除链路饱和集中存在的链路对应的路径;执行步骤305;
由于路径
Figure BDA0002170445090000141
路径
Figure BDA0002170445090000142
和路径
Figure BDA0002170445090000143
中包括有总链路饱和组
Figure BDA0002170445090000144
中的一个链路或多个链路,则放弃路径
Figure BDA0002170445090000145
路径
Figure BDA0002170445090000146
和路径
Figure BDA0002170445090000147
作为下一个标号的路径。
步骤305,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤306;
采用与步骤303相同的方法选取牲畜限流模型中第五条游牧路径路径
Figure BDA0002170445090000148
将Ps标号为(0,+∞),采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure BDA0002170445090000149
的牲畜调整量
Figure BDA00021704450900001410
则调整路径
Figure BDA00021704450900001411
上的牲畜流,将
Figure BDA00021704450900001412
作为路径
Figure BDA00021704450900001413
上牲畜量的增加量。
此时,路径
Figure BDA00021704450900001414
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P1通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001415
牲畜从牧场P1到达牧场P4通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001416
牲畜从牧场P4到达牧场P5通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001417
牲畜从牧场P5到达牧场P8通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001418
牲畜从牧场P8到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001419
路径
Figure BDA00021704450900001420
中链路P1→P4上的合理牲畜流
Figure BDA00021704450900001421
与链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001422
相等,即链路P1→P4已饱和,寻找下一个路径继续标号。
在实施例1中,由于链路P1→P4已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure BDA00021704450900001423
中,即
Figure BDA00021704450900001424
此时,总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001425
而链路Ps→P1、链路P4→P5、链路P5→P8和链路P8→Pt还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure BDA00021704450900001426
中,即
Figure BDA00021704450900001427
步骤306,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤307;
由于游牧路径
Figure BDA00021704450900001428
中的链路不在总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001429
中,将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第六条游牧路径
Figure BDA00021704450900001430
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure BDA00021704450900001431
的牲畜调整量
Figure BDA00021704450900001432
则调整路径
Figure BDA0002170445090000151
上的牲畜流,将
Figure BDA0002170445090000152
作为路径
Figure BDA0002170445090000153
上牲畜量的增加量。
此时,路径
Figure BDA0002170445090000154
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P1通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000155
牲畜从牧场P1到达牧场P5通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000156
牲畜从牧场P5到达牧场P8通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000157
牲畜从牧场P8到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000158
路径
Figure BDA0002170445090000159
中链路Ps→P1上的合理牲畜流
Figure BDA00021704450900001510
与链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001511
相等,即链路Ps→P1已饱和,寻找下一个路径继续标号。
在实施例1中,由于链路Ps→P1已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure BDA00021704450900001512
中,即
Figure BDA00021704450900001513
此时,总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001514
而链路P1→P5、链路P5→P8和链路P8→Pt还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure BDA00021704450900001515
中,即
Figure BDA00021704450900001516
步骤307,去除链路饱和集中存在的链路对应的路径;执行步骤308;
由于路径
Figure BDA00021704450900001517
路径
Figure BDA00021704450900001518
路径
Figure BDA00021704450900001519
路径
Figure BDA00021704450900001520
路径
Figure BDA00021704450900001521
路径
Figure BDA00021704450900001522
路径
Figure BDA00021704450900001523
和路径
Figure BDA00021704450900001524
中包括有总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001525
中的一个链路或多个链路,则放弃路径
Figure BDA00021704450900001526
路径
Figure BDA00021704450900001527
路径
Figure BDA00021704450900001528
路径
Figure BDA00021704450900001529
路径
Figure BDA00021704450900001530
路径
Figure BDA00021704450900001531
路径
Figure BDA00021704450900001532
和路径
Figure BDA00021704450900001533
作为下一个标号的路径。
步骤308,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤309;
由于游牧路径
Figure BDA00021704450900001534
中的链路不在总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001535
中,将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第十五条游牧路径
Figure BDA00021704450900001536
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure BDA00021704450900001537
的牲畜调整量
Figure BDA00021704450900001538
则调整路径
Figure BDA00021704450900001539
上的牲畜流,将
Figure BDA00021704450900001540
作为路径
Figure BDA00021704450900001541
上牲畜量的增加量。
此时,路径
Figure BDA00021704450900001542
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P2通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000161
牲畜从牧场P2到达牧场P5通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000162
牲畜从牧场P5到达牧场P8通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000163
牲畜从牧场P8到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000164
路径
Figure BDA0002170445090000165
中链路P5→P8上的合理牲畜流
Figure BDA0002170445090000166
与链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000167
相等,即链路P5→P8已饱和,寻找下一个路径继续标号。
在实施例1中,由于链路P5→P8已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure BDA0002170445090000168
中,即
Figure BDA0002170445090000169
此时,总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001610
而链路Ps→P2、链路P2→P5和链路P8→Pt还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure BDA00021704450900001611
中,即
Figure BDA00021704450900001612
步骤309,去除链路饱和集中存在的链路对应的路径;执行步骤310;
由于路径
Figure BDA00021704450900001613
中包括有总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001614
中的一个链路或多个链路,则放弃路径
Figure BDA00021704450900001615
作为下一个标号的路径。
步骤310,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤311;
由于游牧路径
Figure BDA00021704450900001616
中的链路不在总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001617
中,将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第十七条游牧路径
Figure BDA00021704450900001618
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure BDA00021704450900001619
的牲畜调整量
Figure BDA00021704450900001620
则调整路径
Figure BDA00021704450900001621
上的牲畜流,将
Figure BDA00021704450900001622
作为路径
Figure BDA00021704450900001623
上牲畜量的增加量。
此时,路径
Figure BDA00021704450900001624
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P2通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001625
牲畜从牧场P2到达牧场P5通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001626
牲畜从牧场P5到达牧场P9通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001627
牲畜从牧场P9到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001628
路径
Figure BDA00021704450900001629
中链路Ps→P2上的合理牲畜流
Figure BDA00021704450900001630
与链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000171
相等,链路P2→P5上的合理牲畜流
Figure BDA0002170445090000172
与链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000173
相等,即链路Ps→P2和链路P2→P5已饱和,寻找下一个路径继续标号。
在实施例1中,由于链路Ps→P2和链路P2→P5已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure BDA0002170445090000174
中,即
Figure BDA0002170445090000175
此时,总链路饱和组
Figure BDA0002170445090000176
而链路P5→P9和链路P9→Pt还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure BDA0002170445090000177
中,即
Figure BDA0002170445090000178
步骤311,去除链路饱和集中存在的链路对应的路径;执行步骤312;
由于路径
Figure BDA0002170445090000179
路径
Figure BDA00021704450900001710
路径
Figure BDA00021704450900001711
路径
Figure BDA00021704450900001712
路径
Figure BDA00021704450900001713
路径
Figure BDA00021704450900001714
和路径
Figure BDA00021704450900001715
中包括有总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001716
中的一个链路或多个链路,则放弃路径
Figure BDA00021704450900001717
路径
Figure BDA00021704450900001718
路径
Figure BDA00021704450900001719
路径
Figure BDA00021704450900001720
路径
Figure BDA00021704450900001721
路径
Figure BDA00021704450900001722
和路径
Figure BDA00021704450900001723
作为下一个标号的路径。
步骤312,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤313;
由于游牧路径
Figure BDA00021704450900001724
中的链路不在总链路饱和组
Figure BDA00021704450900001725
中,将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第二十五条游牧路径
Figure BDA00021704450900001726
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure BDA00021704450900001727
的牲畜调整量
Figure BDA00021704450900001728
则调整路径
Figure BDA00021704450900001729
上的牲畜流,将
Figure BDA00021704450900001730
作为路径
Figure BDA00021704450900001731
上牲畜量的增加量。
此时,路径
Figure BDA00021704450900001732
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P3通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001733
牲畜从牧场P3到达牧场P6通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001734
牲畜从牧场P6到达牧场P9通过的链路牲畜流
Figure BDA00021704450900001735
牲畜从牧场P9到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000181
路径
Figure BDA0002170445090000182
中链路P9→Pt上的合理牲畜流
Figure BDA0002170445090000183
与链路牲畜流
Figure BDA0002170445090000184
相等,即链路P9→Pt已饱和,此时没有路径可以标号,标号过程结束。
在实施例1中,由于链路P9→Pt已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure BDA0002170445090000185
中,即
Figure BDA0002170445090000186
此时,总链路饱和组
Figure BDA0002170445090000187
而链路Ps→P3、链路P3→P6和链路P6→P9还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure BDA0002170445090000188
中,即
Figure BDA0002170445090000189
步骤313,最大牲畜流的获取;执行步骤401;
标号过程结束,记录整个牲畜限流模型中的最大牲畜流MQ,所述MQ是指从Ps流出的牲畜量或者流入Pt的牲畜量。从Ps流出的牲畜量为
Figure BDA00021704450900001810
MQ=760+350+330=1840。流入Pt的牲畜量为
Figure BDA00021704450900001811
MQ=302+770+750=1840。
步骤四:为多牧户安排游牧路径;
步骤401:调用每个牧户和牧户养殖的牲畜数量和每条链路的距离;执行步骤402;
实施例1中牧户和牧户的牲畜数量有:
H1表示第一个牧户,属于H1的牲畜总量为430只,即
Figure BDA00021704450900001812
Ha表示第二个牧户,属于Ha的牲畜总量为420只,即
Figure BDA00021704450900001813
HA表示第三个牧户,属于HA的牲畜总量为330只,即
Figure BDA00021704450900001814
实施例1中各个游牧链路的牧道长度有:
牧场P1至牧场P4的牧道长度
Figure BDA00021704450900001815
牧场P1至牧场P5的牧道长度
Figure BDA00021704450900001816
牧场P2至牧场P5的牧道长度
Figure BDA00021704450900001817
牧场P2至牧场P6的牧道长度
Figure BDA00021704450900001818
牧场P3至牧场P6的牧道长度
Figure BDA00021704450900001819
牧场P4至牧场P7的牧道长度
Figure BDA00021704450900001820
牧场P4至牧场P5的牧道长度
Figure BDA0002170445090000191
牧场P5至牧场P4的牧道长度
Figure BDA0002170445090000192
牧场P5至牧场P7的牧道长度
Figure BDA0002170445090000193
牧场P5至牧场P8的牧道长度
Figure BDA0002170445090000194
牧场P5至牧场P9的牧道长度
Figure BDA0002170445090000195
牧场P5至牧场P6的牧道长度
Figure BDA0002170445090000196
牧场P6至牧场P5的牧道长度
Figure BDA0002170445090000197
牧场P6至牧场P9的牧道长度
Figure BDA0002170445090000198
步骤402:比较整个游牧网络的最大牲畜流与所有牧户的牲畜量之和;执行步骤403;
Figure BDA0002170445090000199
则游牧网络能够满足所有牧户的牲畜分配;
Figure BDA00021704450900001910
所有牧户对养殖的牲畜进行补饲料。
在本发明中,载畜压力指数小于等于1。载畜压力指数是指牲畜流与合理载畜量的比值。
步骤403:遍历游牧网络拓扑结构中的所有游牧路径;执行步骤404;
参见图4所示,以举例方式说明任意一个从源牧场到达一个目标牧场的多条游牧路径;或者任意一个从源牧场到达多个目标牧场的多条游牧路径;多个从源牧场到达一个目标牧场的多条游牧路径。
(1)游牧网络拓扑结构中从源牧场P1到达目标牧场P7存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA00021704450900001911
第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900001912
第三条游牧路径
Figure BDA00021704450900001913
第四条游牧路径
Figure BDA00021704450900001914
(2)游牧网络拓扑结构中从源牧场P1到达目标牧场P8存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA00021704450900001915
第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900001916
(3)游牧网络拓扑结构中从源牧场P1到达目标牧场P9存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000201
第二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000202
第三条游牧路径
Figure BDA0002170445090000203
第四条游牧路径
Figure BDA0002170445090000204
(4)游牧网络拓扑结构中从源牧场P2到达目标牧场P7存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000205
第二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000206
第三条游牧路径
Figure BDA0002170445090000207
第四条游牧路径
Figure BDA0002170445090000208
(5)游牧网络拓扑结构中从源牧场P2到达目标牧场P8存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000209
第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900002010
(6)游牧网络拓扑结构中从源牧场P2到达目标牧场P9存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA00021704450900002011
第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900002012
第三条游牧路径
Figure BDA00021704450900002013
第四条游牧路径
Figure BDA00021704450900002014
(7)游牧网络拓扑结构中从源牧场P3到达目标牧场P7存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA00021704450900002015
第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900002016
(8)游牧网络拓扑结构中从源牧场P3到达目标牧场P8存在有一条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA00021704450900002017
(9)游牧网络拓扑结构中从源牧场P3到达目标牧场P9存在有两条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000211
第二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000212
步骤404:计算所有游牧路径的长度;执行步骤405;
(1)游牧网络拓扑结构中从源牧场P1到达目标牧场P7存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000213
该游牧路径的长度为35。
第二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000214
该游牧路径的长度为47。
第三条游牧路径
Figure BDA0002170445090000215
该游牧路径的长度为48。
第四条游牧路径
Figure BDA0002170445090000216
该游牧路径的长度为30。
(2)游牧网络拓扑结构中从源牧场P1到达目标牧场P8存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000217
该游牧路径的长度为46。
第二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000218
该游牧路径的长度为29。
(3)游牧网络拓扑结构中从源牧场P1到达目标牧场P9存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000219
该游牧路径的长度为49。
第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900002110
该游牧路径的长度为59。
第三条游牧路径
Figure BDA00021704450900002111
该游牧路径的长度为32。
第四条游牧路径
Figure BDA00021704450900002112
该游牧路径的长度为42。
(4)游牧网络拓扑结构中从源牧场P2到达目标牧场P7存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA00021704450900002113
该游牧路径的长度为50。
第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900002114
该游牧路径的长度为32。
第三条游牧路径
Figure BDA00021704450900002115
该游牧路径的长度为66。
第四条游牧路径
Figure BDA00021704450900002116
该游牧路径的长度为48。
(5)游牧网络拓扑结构中从源牧场P2到达目标牧场P8存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000221
该游牧路径的长度为31。
第二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000222
该游牧路径的长度为47。
(6)游牧网络拓扑结构中从源牧场P2到达目标牧场P9存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000223
该游牧路径的长度为34。
第二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000224
该游牧路径的长度为44。
第三条游牧路径
Figure BDA0002170445090000225
该游牧路径的长度为50。
第四条游牧路径
Figure BDA0002170445090000226
该游牧路径的长度为30。
(7)游牧网络拓扑结构中从源牧场P3到达目标牧场P7存在有多条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000227
该游牧路径的长度为68。
第二条游牧路径
Figure BDA0002170445090000228
该游牧路径的长度为50。
(8)游牧网络拓扑结构中从源牧场P3到达目标牧场P8存在有一条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA0002170445090000229
该游牧路径的长度为49。
(9)游牧网络拓扑结构中从源牧场P3到达目标牧场P9存在有两条游牧路径,具体地有:
第一条游牧路径
Figure BDA00021704450900002210
该游牧路径的长度为52。
第二条游牧路径
Figure BDA00021704450900002211
该游牧路径的长度为32。
在实施例1中所有游牧路径构成一个总游牧路径组GG,且
Figure BDA0002170445090000231
步骤405:按照游牧路径的长度由小到大进行排序,得到排序后的总游牧路径组ST_GG;执行步骤406;
Figure BDA0002170445090000232
在实施例1中总游牧路径组ST_GG的排顺序号如表1所示,表中的“游牧路径”对应的是经步骤404处理后的游牧路径。
表1:游牧路径的排序表
Figure BDA0002170445090000241
步骤406:计算每条游牧路径的路径-合理牲畜量Q(如表2),执行步骤407;
在本发明中,每条游牧路径的路径-合理牲畜量为该条游牧路径上牧场合理载畜量的最小值。
例如,在游牧路径
Figure BDA0002170445090000242
上,牧场P1的合理载畜量为
Figure BDA0002170445090000243
牧场P5的合理载畜量为
Figure BDA0002170445090000244
牧场P8的合理载畜量为
Figure BDA0002170445090000245
选取牧场合理载畜量的最小值(即760)作为游牧路径
Figure BDA0002170445090000246
的合理载畜量,即路径-合理牲畜量
Figure BDA0002170445090000247
Figure BDA0002170445090000248
表2游牧路径与合理牲畜量的统计表
Figure BDA0002170445090000249
步骤407:按照牲畜总量序列为每个牧户分配满足草畜平衡的最优游牧路径;
在本发明中,按照牲畜总量序列
Figure BDA0002170445090000251
进行游牧路径分配。若
Figure BDA0002170445090000252
则从表2中选取继路径
Figure BDA0002170445090000253
之后的一条路径进行分配给牧户Ha。若
Figure BDA0002170445090000254
直接将路径
Figure BDA0002170445090000255
分配给牧户Ha
在实施例1中,从牲畜量最多的牧户开始,从表2中选取大于等于牧户牲畜量的路径-合理牲畜量进行分配,若
Figure BDA0002170445090000256
则从表2中选取继路径
Figure BDA0002170445090000257
之后的一条路径进行分配给牧户H1
从牲畜量
Figure BDA0002170445090000258
最多的牧户H1开始,若
Figure BDA0002170445090000259
则将路径
Figure BDA00021704450900002510
分配给牧户H1;由于路径
Figure BDA00021704450900002511
的路径-合理牲畜量
Figure BDA00021704450900002512
能够满足牧户H1,将其分配给牧户H1。此时,部分路径的合理牲畜量发生变化,如表3。
表3剩余的游牧路径与合理牲畜量的统计表一
Figure BDA00021704450900002513
依据表3再分配牲畜量
Figure BDA00021704450900002514
的牧户Ha,按照上表顺序匹配,路径
Figure BDA00021704450900002515
的合理牲畜量为750,能够满足牧户Ha,将其分配给牧户Ha。此时,部分路径的合理牲畜量发生变化,如表4。
表4剩余的游牧路径与合理牲畜量的统计表二
Figure BDA0002170445090000261
最后分配牲畜量
Figure BDA0002170445090000262
的牧户HA,按照表4顺序匹配,路径
Figure BDA0002170445090000263
的合理牲畜量为330,能够满足牧户HA,将其分配给牧户HA。此时,三个牧户分配完毕。
三个牧户的游牧路径为:
属于牧户H1的游牧路径为
Figure BDA0002170445090000264
属于牧户Ha的游牧路径为
Figure BDA0002170445090000265
属于牧户HA的游牧路径为
Figure BDA0002170445090000266

Claims (5)

1.一种基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法,其特征在于草畜平衡游牧路径规划的步骤为:
步骤一:统计牧户与各牧户牲畜量,执行步骤二;
统计牧户集合HH={H1,H2,…,Ha,…,HA}中每个牧户的牲畜总量,并对所有牧户们养殖的牲畜总量按照从多至少进行排序,得到牲畜总量序列LL;
属于H1的牲畜总量,记为
Figure FDA0003946704560000011
属于H2的牲畜总量,记为
Figure FDA0003946704560000012
属于Ha的牲畜总量,记为
Figure FDA0003946704560000013
属于HA的牲畜总量,记为
Figure FDA0003946704560000014
步骤二:依据NDVI指数,获取待放牧牧场,并得到每段链路的合理牲畜流;
采用NDVI指数从游牧网络拓扑结构中获取得到满足等级评价限制的待放牧牧场集合PP={P1,P2,…,Pb,…,PB};
记录下PP={P1,P2,…,Pb,…,PB}中每个牧场的合理载畜量,记为总合理载畜量组QQ,且
Figure FDA0003946704560000015
通过对游牧网络中相邻牧场Pb与牧场PB之间合理载畜量对比,取合理载畜量小的牧场的合理载畜量作为游牧链路可以承载的合理牲畜流,记为
Figure FDA0003946704560000016
步骤三:采用寻求最大流的标号法获取整个游牧网络的最大牲畜流;
依据寻求最大流的标号法来计算从Ps到达Pt的整个游牧网络上的最大牲畜流MQ,是为了使所有牧户HH={H1,H2,…,Ha,…,HA}的牲畜都能被一个游牧网络全部分配;
在牲畜限流模型中的所有游牧路径,记为
Figure FDA0003946704560000017
Figure FDA0003946704560000018
表示牲畜限流模型中的任意一条游牧路径,下角标y表示游牧路径的标识号;
Figure FDA0003946704560000019
表示牲畜限流模型中的最后一条游牧路径,下角标Y表示游牧路径的总条数;
计算任意一条链路牲畜流,记为
Figure FDA00039467045600000110
步骤四:为多牧户安排游牧路径;
步骤401:调用每个牧户和牧户养殖的牲畜数量和每条链路的距离;执行步骤402;
步骤402:比较整个游牧网络的最大牲畜流与所有牧户的牲畜量之和;执行步骤403;
Figure FDA0003946704560000021
则游牧网络能够满足所有牧户的牲畜分配;
Figure FDA0003946704560000022
所有牧户对养殖的牲畜进行补饲料;
步骤403:遍历游牧网络拓扑结构中的所有游牧路径;执行步骤404;
任意一个从源牧场到达一个目标牧场的多条游牧路径;或者任意一个从源牧场到达多个目标牧场的多条游牧路径;多个从源牧场到达一个目标牧场的多条游牧路径;
步骤404:计算所有游牧路径的长度;执行步骤405;
步骤405:按照游牧路径的长度由小到大进行排序,得到排序后的总游牧路径组ST_GG;执行步骤406;
步骤406:计算每条游牧路径的路径-合理牲畜量Q,执行步骤407;
每条游牧路径的路径-合理牲畜量为该条游牧路径上牧场合理载畜量的最小值;
步骤407:按照牲畜总量序列为每个牧户分配满足草畜平衡的最优游牧路径;
按照牲畜总量序列LL进行游牧路径分配;
Figure FDA0003946704560000023
则选取继路径
Figure FDA0003946704560000024
之后的一条路径进行分配给牧户Ha
Figure FDA0003946704560000025
直接将路径
Figure FDA0003946704560000026
分配给牧户Ha
2.根据权利要求1所述的基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法,其特征在于:步骤三中整个游牧网络的最大牲畜流的处理步骤为:
步骤301:获取牲畜限流模型中的所有游牧路径;执行步骤302;
牲畜限流模型中第一条游牧路径
Figure FDA0003946704560000027
牲畜限流模型中第二条游牧路径
Figure FDA0003946704560000028
牲畜限流模型中第三条游牧路径
Figure FDA0003946704560000029
牲畜限流模型中第四条游牧路径
Figure FDA00039467045600000210
牲畜限流模型中第五条游牧路径
Figure FDA00039467045600000211
牲畜限流模型中第六条游牧路径
Figure FDA00039467045600000212
牲畜限流模型中第七条游牧路径
Figure FDA00039467045600000213
牲畜限流模型中第八条游牧路径
Figure FDA00039467045600000214
牲畜限流模型中第九条游牧路径
Figure FDA0003946704560000031
牲畜限流模型中第十条游牧路径
Figure FDA0003946704560000032
牲畜限流模型中第十一条游牧路径
Figure FDA0003946704560000033
牲畜限流模型中第十二条游牧路径
Figure FDA0003946704560000034
牲畜限流模型中第十三条游牧路径
Figure FDA0003946704560000035
牲畜限流模型中第十四条游牧路径
Figure FDA0003946704560000036
牲畜限流模型中第十五条游牧路径
Figure FDA0003946704560000037
牲畜限流模型中第十六条游牧路径
Figure FDA0003946704560000038
牲畜限流模型中第十七条游牧路径
Figure FDA0003946704560000039
牲畜限流模型中第十八条游牧路径
Figure FDA00039467045600000310
牲畜限流模型中第十九条游牧路径
Figure FDA00039467045600000311
牲畜限流模型中第二十条游牧路径
Figure FDA00039467045600000312
牲畜限流模型中第二十一条游牧路径
Figure FDA00039467045600000313
牲畜限流模型中第二十二条游牧路径
Figure FDA00039467045600000314
牲畜限流模型中第二十三条游牧路径
Figure FDA00039467045600000315
牲畜限流模型中第二十四条游牧路径
Figure FDA00039467045600000316
牲畜限流模型中第二十五条游牧路径
Figure FDA00039467045600000317
步骤302,初始化每段游牧链路的链路牲畜流;执行步骤303;
牲畜从牧场Ps到达牧场P1通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000318
初始时,
Figure FDA00039467045600000319
赋值为0;
牲畜从牧场Ps到达牧场P2通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000320
初始时,
Figure FDA00039467045600000321
赋值为0;
牲畜从牧场Ps到达牧场P3通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000322
初始时,
Figure FDA00039467045600000323
赋值为0;
牲畜从牧场P1到达牧场P4通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA0003946704560000041
初始时,
Figure FDA0003946704560000042
赋值为0;
牲畜从牧场P1到达牧场P5通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA0003946704560000043
初始时,
Figure FDA0003946704560000044
赋值为0;
牲畜从牧场P2到达牧场P5通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA0003946704560000045
初始时,
Figure FDA0003946704560000046
赋值为0;
牲畜从牧场P2到达牧场P6通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA0003946704560000047
初始时,
Figure FDA0003946704560000048
赋值为0;
牲畜从牧场P3到达牧场P6通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA0003946704560000049
初始时,
Figure FDA00039467045600000410
赋值为0;
牲畜从牧场P4到达牧场P7通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000411
初始时,
Figure FDA00039467045600000412
赋值为0;
牲畜从牧场P5到达牧场P4通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000413
初始时,
Figure FDA00039467045600000414
赋值为0;
牲畜从牧场P5到达牧场P7通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000415
初始时,
Figure FDA00039467045600000416
赋值为0;
牲畜从牧场P5到达牧场P8通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000417
初始时,
Figure FDA00039467045600000418
赋值为0;
牲畜从牧场P5到达牧场P9通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000419
初始时,
Figure FDA00039467045600000420
赋值为0;
牲畜从牧场P6到达牧场P5通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000421
初始时,
Figure FDA00039467045600000422
赋值为0;
牲畜从牧场P6到达牧场P9通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000423
初始时,
Figure FDA00039467045600000424
赋值为0;
牲畜从牧场P7到达牧场Pt通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000425
初始时,
Figure FDA00039467045600000426
赋值为0;
牲畜从牧场P8到达牧场Pt通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA00039467045600000427
初始时,
Figure FDA0003946704560000051
赋值为0;
牲畜从牧场P9到达牧场Pt通过的牲畜流,即链路牲畜流为
Figure FDA0003946704560000052
初始时,
Figure FDA0003946704560000053
赋值为0;
步骤303,采用标号法调整游牧路径的牲畜流;执行步骤304;
将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第一条游牧路径
Figure FDA0003946704560000054
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure FDA0003946704560000055
的牲畜调整量
Figure FDA0003946704560000056
则调整路径
Figure FDA0003946704560000057
上的牲畜流,将
Figure FDA0003946704560000058
作为路径
Figure FDA0003946704560000059
上牲畜量的增加量;
此时,路径
Figure FDA00039467045600000510
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P1通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000511
牲畜从牧场P1到达牧场P4通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000512
牲畜从牧场P4到达牧场P7通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000513
牲畜从牧场P7到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000514
路径
Figure FDA00039467045600000515
中链路P4→P7上的合理牲畜流
Figure FDA00039467045600000516
与链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000517
相等,链路P7→Pt上的合理牲畜流
Figure FDA00039467045600000518
与链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000519
相等,即链路P4→P7和链路P7→Pt已饱和,将寻找下一个路径继续标号;
由于链路P4→P7和链路P7→Pt已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure FDA00039467045600000520
中,即
Figure FDA00039467045600000521
而链路Ps→P1和链路P1→P4还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure FDA00039467045600000522
中,即
Figure FDA00039467045600000523
为了清楚记录牲畜限流模型中所有的链路饱和集,记为总链路饱和组AAA,且
Figure FDA00039467045600000524
总链路饱和组AAA会随着标号过程增加而加入新的饱和链路;
步骤304,去除链路饱和集中存在的链路对应的路径;执行步骤305;
由于路径
Figure FDA00039467045600000525
路径
Figure FDA00039467045600000526
和路径
Figure FDA00039467045600000527
中包括有总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000528
中的一个链路或多个链路,则放弃路径
Figure FDA00039467045600000529
路径
Figure FDA00039467045600000530
和路径
Figure FDA00039467045600000531
作为下一个标号的路径;
步骤305,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤306;
采用与步骤303相同的方法选取牲畜限流模型中第五条游牧路径路径
Figure FDA0003946704560000061
将Ps标号为(0,+∞),采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure FDA0003946704560000062
的牲畜调整量
Figure FDA0003946704560000063
则调整路径
Figure FDA0003946704560000064
上的牲畜流,将
Figure FDA0003946704560000065
作为路径
Figure FDA0003946704560000066
上牲畜量的增加量;
此时,路径
Figure FDA0003946704560000067
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P1通过的链路牲畜流
Figure FDA0003946704560000068
牲畜从牧场P1到达牧场P4通过的链路牲畜流
Figure FDA0003946704560000069
牲畜从牧场P4到达牧场P5通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000610
牲畜从牧场P5到达牧场P8通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000611
牲畜从牧场P8到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000612
路径
Figure FDA00039467045600000613
中链路P1→P4上的合理牲畜流
Figure FDA00039467045600000614
与链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000615
相等,即链路P1→P4已饱和,寻找下一个路径继续标号;
由于链路P1→P4已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure FDA00039467045600000616
中,即
Figure FDA00039467045600000617
此时,总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000618
而链路Ps→P1、链路P4→P5、链路P5→P8和链路P8→Pt还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure FDA00039467045600000619
中,即
Figure FDA00039467045600000620
步骤306,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤307;
由于游牧路径
Figure FDA00039467045600000621
中的链路不在总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000622
中,将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第六条游牧路径
Figure FDA00039467045600000623
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure FDA00039467045600000624
的牲畜调整量
Figure FDA00039467045600000625
则调整路径
Figure FDA00039467045600000626
上的牲畜流,将
Figure FDA00039467045600000627
作为路径
Figure FDA00039467045600000628
上牲畜量的增加量;
此时,路径
Figure FDA00039467045600000629
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P1通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000630
牲畜从牧场P1到达牧场P5通过的链路牲畜流
Figure FDA0003946704560000071
牲畜从牧场P5到达牧场P8通过的链路牲畜流
Figure FDA0003946704560000072
牲畜从牧场P8到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure FDA0003946704560000073
路径
Figure FDA0003946704560000074
中链路Ps→P1上的合理牲畜流
Figure FDA0003946704560000075
与链路牲畜流
Figure FDA0003946704560000076
相等,即链路Ps→P1已饱和,寻找下一个路径继续标号;
在实施例1中,由于链路Ps→P1已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure FDA0003946704560000077
中,即
Figure FDA0003946704560000078
此时,总链路饱和组
Figure FDA0003946704560000079
而链路P1→P5、链路P5→P8和链路P8→Pt还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure FDA00039467045600000710
中,即
Figure FDA00039467045600000711
步骤307,去除链路饱和集中存在的链路对应的路径;执行步骤308;
由于路径
Figure FDA00039467045600000712
路径
Figure FDA00039467045600000713
路径
Figure FDA00039467045600000714
路径
Figure FDA00039467045600000715
路径
Figure FDA00039467045600000716
路径
Figure FDA00039467045600000717
路径
Figure FDA00039467045600000718
和路径
Figure FDA00039467045600000719
中包括有总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000720
中的一个链路或多个链路,则放弃路径
Figure FDA00039467045600000721
路径
Figure FDA00039467045600000722
路径
Figure FDA00039467045600000723
路径
Figure FDA00039467045600000724
路径
Figure FDA00039467045600000725
路径
Figure FDA00039467045600000726
路径
Figure FDA00039467045600000727
和路径
Figure FDA00039467045600000728
作为下一个标号的路径;
步骤308,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤309;
由于游牧路径
Figure FDA00039467045600000729
中的链路不在总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000730
中,将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第十五条游牧路径
Figure FDA00039467045600000731
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure FDA00039467045600000732
的牲畜调整量
Figure FDA00039467045600000733
则调整路径
Figure FDA00039467045600000734
上的牲畜流,将
Figure FDA00039467045600000735
作为路径
Figure FDA00039467045600000736
上牲畜量的增加量;
此时,路径
Figure FDA00039467045600000737
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P2通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000738
牲畜从牧场P2到达牧场P5通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000739
牲畜从牧场P5到达牧场P8通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000740
牲畜从牧场P8到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000741
路径
Figure FDA0003946704560000081
中链路P5→P8上的合理牲畜流
Figure FDA0003946704560000082
与链路牲畜流
Figure FDA0003946704560000083
相等,即链路P5→P8已饱和,寻找下一个路径继续标号;
由于链路P5→P8已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure FDA0003946704560000084
中,即
Figure FDA0003946704560000085
此时,总链路饱和组
Figure FDA0003946704560000086
而链路Ps→P2、链路P2→P5和链路P8→Pt还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure FDA0003946704560000087
中,即
Figure FDA0003946704560000088
步骤309,去除链路饱和集中存在的链路对应的路径;执行步骤310;
由于路径
Figure FDA0003946704560000089
中包括有总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000810
中的一个链路或多个链路,则放弃路径
Figure FDA00039467045600000811
作为下一个标号的路径;
步骤310,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤311;
由于游牧路径
Figure FDA00039467045600000812
中的链路不在总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000813
中,将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第十七条游牧路径
Figure FDA00039467045600000814
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure FDA00039467045600000815
牲畜调整量
Figure FDA00039467045600000816
则调整路径
Figure FDA00039467045600000817
上的牲畜流,将
Figure FDA00039467045600000818
作为路径
Figure FDA00039467045600000819
上牲畜量的增加量;
此时,路径
Figure FDA00039467045600000820
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P2通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000821
牲畜从牧场P2到达牧场P5通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000822
牲畜从牧场P5到达牧场P9通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000823
牲畜从牧场P9到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000824
路径
Figure FDA00039467045600000825
中链路Ps→P2上的合理牲畜流
Figure FDA00039467045600000826
与链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000827
相等,链路P2→P5上的合理牲畜流
Figure FDA00039467045600000828
与链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000829
相等,即链路Ps→P2和链路P2→P5已饱和,寻找下一个路径继续标号;
由于链路Ps→P2和链路P2→P5已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure FDA00039467045600000830
中,即
Figure FDA0003946704560000091
此时,总链路饱和组
Figure FDA0003946704560000092
而链路P5→P9和链路P9→Pt还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure FDA0003946704560000093
中,即
Figure FDA0003946704560000094
步骤311,去除链路饱和集中存在的链路对应的路径;执行步骤312;
由于路径
Figure FDA0003946704560000095
路径
Figure FDA0003946704560000096
路径
Figure FDA0003946704560000097
路径
Figure FDA0003946704560000098
路径
Figure FDA0003946704560000099
路径
Figure FDA00039467045600000910
和路径
Figure FDA00039467045600000911
中包括有总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000912
中的一个链路或多个链路,则放弃路径
Figure FDA00039467045600000913
路径
Figure FDA00039467045600000914
路径
Figure FDA00039467045600000915
路径
Figure FDA00039467045600000916
路径
Figure FDA00039467045600000917
路径
Figure FDA00039467045600000918
和路径
Figure FDA00039467045600000919
作为下一个标号的路径;
步骤312,采用标号法调整下一个游牧路径的牲畜流;执行步骤313;
由于游牧路径
Figure FDA00039467045600000920
中的链路不在总链路饱和组
Figure FDA00039467045600000921
中,将Ps标号为(0,+∞),取牲畜限流模型中第二十五条游牧路径
Figure FDA00039467045600000922
采用寻求最大流的标号法计算得到所述路径
Figure FDA00039467045600000923
的牲畜调整量
Figure FDA00039467045600000924
则调整路径
Figure FDA00039467045600000925
上的牲畜流,将
Figure FDA00039467045600000926
作为路径
Figure FDA00039467045600000927
上牲畜量的增加量;
此时,路径
Figure FDA00039467045600000928
上的牲畜流将发生变化:
牲畜从牧场Ps到达牧场P3通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000929
牲畜从牧场P3到达牧场P6通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000930
牲畜从牧场P6到达牧场P9通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000931
牲畜从牧场P9到达牧场Pt通过的链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000932
路径
Figure FDA00039467045600000933
中链路P9→Pt上的合理牲畜流
Figure FDA00039467045600000934
与链路牲畜流
Figure FDA00039467045600000935
相等,即链路P9→Pt已饱和,此时没有路径可以标号,标号过程结束;
由于链路P9→Pt已饱和,故将其归入链路饱和集
Figure FDA00039467045600000936
中,即
Figure FDA0003946704560000101
此时,总链路饱和组
Figure FDA0003946704560000102
而链路Ps→P3、链路P3→P6和链路P6→P9还有剩余的链路牲畜量可供分配,将其归入链路非饱和集
Figure FDA0003946704560000103
中,即
Figure FDA0003946704560000104
步骤313,最大牲畜流的获取;执行步骤401;
标号过程结束,记录整个牲畜限流模型中的最大牲畜流MQ,所述MQ是指从Ps流出的牲畜量或者流入Pt的牲畜量。
3.根据权利要求1所述的基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法,其特征在于:载畜压力指数小于等于1。
4.根据权利要求1所述的基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法,其特征在于:游牧网络拓扑结构中包含有牧户及牧户养殖牲畜量、牧场及牧场的合理载畜量、牧场的NDVI指数的参数信息。
5.根据权利要求1所述的基于网络流的草畜平衡游牧路径规划方法,其特征在于:能够适用于畜牧业的草畜平衡游牧路径规划。
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