CN112257250B - 一种模拟基坑工程土方调度路径的方法、装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本说明书实施例提供一种模拟基坑工程土方调度路径的方法，通过构建施工场地模型，划分多个作业区，利用作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量，根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本，结合所述传送工程量和路径布置成本从所述多个调度路径中筛选调度路径。通过模拟出不同的调度路径，由于路径的布置影响成本和传送工程量，因此结合传送工程量和路径布置成本来筛选调度路径，利用优选的路径能够以更小的成本更小的土方调度工程量来完成整个场地的调度，从而提高路径布置的科学性。

Description

一种模拟基坑工程土方调度路径的方法、装置和电子设备
技术领域
本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种模拟基坑工程土方调度路径的方法、装置和电子设备。
背景技术
在土木工程中，涉及到土方的调配，目前，土方调配的目标多是区域内平衡，也就是尽量在区域内实现从一个地方挖取的土方量恰好能填充到另一个区域中，既不产生土方的垃圾废弃，也不需要购买额外的土方来进行填坑，在实际操作时，会利用表上作业法计算划分的挖取和填区是否满足区域内的土方平衡。
这种方式实际上是计算整个施工场地内部是否可以实现土方的平衡，然而，在实际进行施工(土方调度)时，依然是根据现场情况来进行，这种方式的调度效率较低。
对现有技术进行分析发现，现有技术在计算土方平衡后，直接进行施工，选择的调度过程多是人为主观的进行判断，调度路径的布置也较为主观，这种主观选择的调度路径往往会消耗大量的布置成本，并且产生较大的工程量，如果能够提供一种模拟调度路径的方式，则能够提高对调度路径进行布置的科学性。
发明内容
本说明书实施例提供一种模拟基坑工程土方调度路径的方法、装置和电子设备，用以提高路径布置的科学性。
本说明书实施例提供一种模拟基坑工程土方调度路径的方法，包括：
构建施工场地模型，对所述施工场地模型划分多个作业区，并为各作业区配置作业信息，包括：具有作业属性的作业量；
利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息；
根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量；
结合各调度路径的传送工程量从所述多个调度路径中筛选符合预设规则的调度路径，包括：
根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本；
结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径。
可选地，还包括：
构建基于传送工程量和路径布置成本的目标函数；
所述结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径，包括：
利用所述目标函数结合调度路径的传送工程量和路径布置成本计算目标函数值，筛选目标函数值最小的调度路径。
可选地，还包括：
根据各作业区之间的距离、作业区的作业量及所述作业量的作业属性计算作业区之间的路径权值；
根据作业区创建邻接矩阵，将作业区之间的路径权值配置到所述邻接矩阵中的对应位置中；
所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，包括：
利用所述邻接矩阵以权值由小到大的顺序对作业区进行遍历搜索，根据搜索到的作业区顺序生成记录有土方传送关系的最小生成树。
可选地，所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，包括：
设置主作业区，遍历与所述主作业区的作业属性相反的作业区，以广度优先的方式选取作业量之和大于所述主作业区的多个作业区，作为副作业区；
利用深度搜索算法确定各副作业区的联通路及联通路中的末端作业区，并计算各副作业区对应的末端作业区由所述联通路到达所述主作业区的距离，按照距离由短到长的顺序将所述副作业区的信息排序，生成调度路径信息；
遍历不同的初始主作业区，生成不同的调度路径信息，每个调度路径信息与每个初始主作业区一一对应。
可选地，还包括：
根据所述根据各作业区的现有土方量和目标土方量确定各作业区的作业属性和作业量。
可选地，还包括：
对筛选出的调度路径进行道路归并。
本说明书实施例还提供一种模拟基坑工程土方调度路径的装置，包括：
作业区模块，构建施工场地模型，对所述施工场地模型划分多个作业区，并为各作业区配置作业信息，包括：具有作业属性的作业量；
路径生成模块，利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息；
筛选模块，根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量；
结合各调度路径的传送工程量从所述多个调度路径中筛选符合预设规则的调度路径，包括：
根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本；
结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径。
本说明书实施例还提供一种电子设备，其中，该电子设备包括：
处理器；以及，
存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述任一项方法。
本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现上述任一项方法。
本说明书实施例提供的各种技术方案通过构建施工场地模型，划分多个作业区，利用作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量，根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本，结合所述传送工程量和路径布置成本从所述多个调度路径中筛选调度路径。通过模拟出不同的调度路径，由于路径的布置影响成本和传送工程量，因此结合传送工程量和路径布置成本来筛选调度路径，利用优选的路径能够以更小的成本更小的土方调度工程量来完成整个场地的调度，从而提高路径布置的科学性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本说明书实施例提供的一种模拟基坑工程土方调度路径的方法的原理示意图；
图2为本说明书实施例提供的一种模拟基坑工程土方调度路径的装置的结构示意图；
图3为本说明书实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图4为本说明书实施例提供的一种计算机可读介质的原理示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本发明的示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为本发明仅限于在此阐述的实施例。相反，提供这些示例性实施例能够使得本发明更加全面和完整，更加便于将发明构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的元件、组件或部分，因而将省略对它们的重复描述。
在符合本发明的技术构思的前提下，在某个特定的实施例中描述的特征、结构、特性或其他细节不排除可以以合适的方式结合在一个或更多其他的实施例中。
在对于具体实施例的描述中，本发明描述的特征、结构、特性或其他细节是为了使本领域的技术人员对实施例进行充分理解。但是，并不排除本领域技术人员可以实践本发明的技术方案而没有特定特征、结构、特性或其他细节的一个或更多。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
术语“和/或”或者“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个或多者的所有组合。
图1为本说明书实施例提供的一种模拟基坑工程土方调度路径的方法的原理示意图，该方法可以包括：
S101：构建施工场地模型，对所述施工场地模型划分多个作业区，并为各作业区配置作业信息，包括：具有作业属性的作业量。
在本说明书实施例中，可以对施工现场进行测绘，结合测绘得到的数据，利用三维建模软件构建施工场地模型。
通过构建施工场地模型，方便进行作业区的划分和土方量的计算，以及最终生成的路径的显示。
因此，该方法可以包括：
根据所述根据各作业区的现有土方量和目标土方量确定各作业区的作业属性和作业量。
其中，比如一个作业区需要深挖到负5米，现在的土方平面的相对高度是负1米，那么，根据负1米计算得到的土方量便是现有土方量，根据负5米计算得到的土方量便是目标土方量，而二者的差值便是作业量，在这个例子中，作业点的作业属性是挖出，与之相反的是填入。
应当说明的是，作业区的目标土方量和施工目标有关系，因为有的作业区的可能需要堆高，有的作业区可能需要挖深，在此不做具体阐述和限定。
其中，由于划分的作业区位于构建的施工场地模型中，因此，划分作业区后，该模型已经自动记录了作业区的位置关系，以及作业区的面积大小等信息。
具体实施时，可以使用3D建模软件构建模型并利用划分网格的功能划分作业区，对各作业区进行编号，并计算作业量，配置作业属性，分配点集。
当然，施工现场模型可以是将施工现场原状场地与设计场地叠加得到的，从而更真实的表现出现场情况。
S102：利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息。
在本说明书实施例中，还可以包括：
根据各作业区之间的距离、作业区的作业量及所述作业量的作业属性计算作业区之间的路径权值；
根据作业区创建邻接矩阵，将作业区之间的路径权值配置到所述邻接矩阵中的对应位置中；
所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，可以包括：
利用所述邻接矩阵以权值由小到大的顺序对作业区进行遍历搜索，根据搜索到的作业区顺序生成记录有土方传送关系的最小生成树。
其中，最小生成树记录有作业区之间的土方调度关系。
具体地，可以通过计算作业区和道路的重要程度，来配置路径权值。
道路重要度反映了挖填区域间道路的被需求程度，其值越大，表明该道路在土方工程中发挥的作用越大。
在一种实施方式中，作业区的挖填量越大，作业区之间的距离越小，路径权值越大。
具体地，在本说明书实施例中，道路的重要程度可以为：
Figure BDA0002730381170000071
其中，IMij——道路重要度
dij——挖填区域间的距离；
Xi,Xj——挖填区域的重要度，其中，挖填区域为相互之间进行土方传送的作业区。
这样，根据调度路径中每段道路的重要程度，与整个调度路径的重要程度之比，便计算路径权值。
而作业区的重要程度，则可以根据该作业区的作业量在整个场地的作业量中的占比计算。
在另一种实施例中，还可以结合各作业区的土质、地质、挖填单价与道路的类型进行计算作业区之间的权重占比。
在本说明书实施例中，对于生成记录有土方传送关系的最小生成树的过程，可以根据普里姆算法来实施上述方案。普里姆算法的本质是贪心算法，也叫最小生成树。对于带权无向图所有的生成树中，代价最小的生成树称为图的最小生成树，而普里姆算法计算的是一整棵树最小的权值总和，因而能够应用到土方调度中来，实际上，我们是把作业区之间的距离和土方传送量等因素作为权重，来生成最小生成树，这样，得到的路径便能够降低工程量。
如果两个作业区的作业属性相同，即便两个作业区相邻，也不应该将其认为土方调度意义上的相邻，因为，这两个作业区之间的作业属性并不互补，无法进行土方传送。
为了体现这种特殊性，我们对作业区之间的距离数据进行修改。
因此，在本说明书实施例中，该方法还可以包括：
将作业属性相同的作业区之间的距离设置为无穷大。
由于将作业属性相同的作业区之间的距离设置为无穷大，因而在搜索与某个作业区最临近的作业区时，由于与其相邻的作业区属性相同的作业区距离无穷大，排序靠后，因此不会被首先搜索到，从而可以实现土方调度场景下的就近搜索。
当然，我们这里只有挖出与填入这两种作业属性，因此，也可以将作业区根据作业属性划分为两组。
对实际的调度过程进行分析发现，如果目前的作业目标是目标1：将区域A的土方填入区域B和区域C(为了方便理解，可以将区域B看作西侧，将区域C看作东侧)，那么这种情况下，无论土方的传送工具是先向区域B调度，还是先向C调度，其总的移动距离在理论上应该相同。
然而，如果过作业目标是目标2:在目标1的基础上，还要对C区域附近的其他区域进行作业(比如区域C的东侧还有区域D、区域E，需要将区域D的土方填入区域E)。
由于实际情况是，并非任意的两个作业区域都会铺设供车辆同行的路段，因此，实际的调度过程往往是，先完成区域B的作业，返回作业区A，再进行作业区C的作业，再移动到区域D，进行区域D与区域E的作业，或者是，先完成作业区C的作业，在移动到区域D,进行区域D与区域E的作业，最后由区域D或E返回到区域A，继而进行区域A与区域B之间的作业。
现有技术的工程量的改进空间在于，虽然，对于只对区域B和区域C进行调度的过程而言，在完成对区域B和区域C的调度之际，先调度区域B还是先调度区域C，车辆的移动距离相同。但是，对于目标2，在完成对区域B和区域C的调度之际，车辆是停在区域B还是停在区域C，对后续的调度有影响，因为如果完成之际车辆停在区域B，那么车辆需要返回到区域A，再开到区域C，从而对区域C附近的区域D与区域E进行调度，而如果完成之际车辆停在区域C，则可以直接对区域C附近的区域D与区域E进行调度，不需要返回的这个过程，这能够缩短车辆的整体移动距离，减小工程量。
具体的，所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，可以包括：
设置主作业区，遍历与所述主作业区的作业属性相反的作业区，以广度优先的方式选取作业量之和大于所述主作业区的多个作业区，作为副作业区；
利用深度搜索算法确定各副作业区的联通路及联通路中的末端作业区，并计算各副作业区对应的末端作业区由所述联通路到达所述主作业区的距离，按照距离由短到长的顺序将所述副作业区的信息排序，生成调度路径信息；
遍历不同的初始主作业区，生成不同的调度路径信息，每个调度路径信息与每个初始主作业区一一对应。
通过设置主作业区，遍历作业属性相反的作业区，以广度优先的方式选取作业量之和大于所述主作业区的多个作业区，作为副作业区，使得副作业区足够完成对主作业区的调度，利用深度搜索算法确定各副作业区的联通路及联通路中的末端作业区，并计算副作业区对应的末端作业区由联通路到达主作业区的距离，按照距离由短到长的顺序将副作业区的信息排序，生成调度路径信息。按照调度路径信息中的顺序进行调度，完成排序靠后的副作业区一侧的末端作业区的调度之际，整个调度已完成，不需要由距离远的末端作业区返回到主作业区，缩短了移动距离，从而减小了工程量，提高了调度效率。
其中，一个作业区的作业可能涉及多个其他的作业区，或者说，主作业区是我们当前的作业目标，而其他作业区可以看作被利用的对象，为了区分作业区我们抽象出主作业区和副作业区的概念，其本质是，主作业区是当前的目标作业对象，主作业区的作业量用于选取副作业区。
在完成对当前的这个主作业区进行副作业区排序后，相当于完成了对这个主作业区的土方调度，后续不再涉及对这个主作业区的土方调度，因而，我们可以在模拟土方调度过程中，我们可以模拟主作业区的切换，也就是从刚才几个副作业区中选取新的主作业区，作为土方调度的主要对象。
因此，在本说明书实施例中，该方法还可以包括：
通过对各副作业区的作业量求和减去所述主作业区的作业量，来计算排序后顺序位于末端的副作业区剩余的作业量；
将顺序位于末端的所述副作业区切换成主作业区，继续遍历与其作业属性相反的作业区并更新调度路径信息。
这样，来模拟整个调度过程。
在本说明书实施例中，所述以广度优先的方式选取作业量之和大于所述主作业区的多个作业区，作为副作业区，具体可以包括：
以广度优先的方式逐个选取作业区，并计算选取的多个作业区的作业量之和，若选取的多个作业区的作业量之和大于主作业区的作业量，则选取的所述多个作业区作为所述主作业区的副作业区。
通过逐个选取作业区，使得选取的这些副作业区都能被利用到，不至于这种情况的发生：由于副作业区选取过多，最后对该主作业区进行作业时，有些副作业区没利用到。
其中，副作业区的联通路为由所述主作业区经过所述副作业区到达末端作业区的路径，不同的副作业区，其联通路不同，这一方面是因为不同的副作业区，其末端作业区可能不同，另一方面是因为，副作业区也在联通路中。
在本说明书实施例中，所述利用深度搜索算法确定各副作业区的联通路，包括：
在联通路模型中，按照节点的层级由高到底的顺序进行查询直至查询到末端节点，记录个层级的节点形成副作业区的联通路；
其中，所述联通路模型预先配置有多层节点，不同节点对应不同的作业区，主作业区的层级最高，相邻层级的节点对应的作业区的作业属性相反。
在本说明书实施例中，所述计算各副作业区对应的末端作业区由所述联通路到达所述主作业区的距离，包括：
将所述联通路中相邻层级的节点对应的作业区距离进行求和，得到所述副作业区由联通路到达联通路中末端作业区的距离。
其中，联通路模型可以是树状图，树状图中的根节点对应起始作业区，无子节点的节点对应末端作业区。
在本说明书实施例中，还可以计算曼哈顿距离，进行避障，通过将两个作业区之间的直线距离分解为垂直距离与水平距离之和，来进行避障。
S103：根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量。
在本说明书实施例中，可以构建基于传送工程量的目标函数，在本说明书实施例中，目标函数值
Figure BDA0002730381170000111
其中，约束条件为
Figure BDA0002730381170000112
其中，C为相互之间进行土方传送的作业区的距离；X为相互之间进行土方传送的作业区的土方量；这样，C乘X就表示传送工程量。
通过对所有相互之间进行土方传送的作业区计算传送工程量并求和，得到整个施工场地进行土方调度的工程量。
S104：结合各调度路径的传送工程量从所述多个调度路径中筛选符合预设规则的调度路径，包括：
根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本；
结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径。
通过构建施工场地模型，划分多个作业区，利用作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量，根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本，结合所述传送工程量和路径布置成本从所述多个调度路径中筛选调度路径。通过模拟出不同的调度路径，由于路径的布置影响成本和传送工程量，因此结合传送工程量和路径布置成本来筛选调度路径，利用优选的路径能够以更小的成本更小的土方调度工程量来完成整个场地的调度，从而提高路径布置的科学性。
在本说明书实施例中，也可以包括：
构建基于传送工程量和路径布置成本的目标函数；
所述结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径，可以包括：
利用所述目标函数结合调度路径的传送工程量和路径布置成本计算目标函数值，筛选目标函数值最小的调度路径。
在本说明书实施例中，布置路径可以考虑三种路径类型：主要调度便道、次要调度便道和永临结合道路。主要施工便道的布置与区块间用土方运输量有关。根据就近原则生成的路径可以用来布置主要调度便道。此外，可以根据便道成本要求管控作业区的大小。次要调度便道是作业区内的便道，可以根据作业区的长度宽度和挖掘机臂长进行布置，减少重复布置。永临结合道路是指兼可作为永久性道路和临时性道路的路，通过这种复合式道路，可以降低整体的路径布置成本。
当然，目标函数中还可以具有其他变量，比如，购土成本(结合土质、土源位置、土方量等因素计算)，开挖成本(结合土质、土方量、开挖机械类型等因素计算)，填筑成本(结合土质、土方量、夯实度等因素计算)。
因此，这里的道路宽度与道路长度所指的道路，可以包括：主要调度便道、次要调度便道和永临结合道路的道路长度和宽度。
本例中，目标函数值
Figure BDA0002730381170000131
C：距离，单位：m；
X：土方量，单位：m3；
α：运输价格系数，单位：元/m4；
γ：不同便道价格系数，单位：元/m3；
B：道路宽度，单位：m；
L：道路长度，单位：m；
R：桥梁总价，单位：元。
考虑到实际进行土方调度时，需要利用多种类型的作业机械，比如推土机、挖土机、铲运机和运输车辆，为了提高作业机械的利用效率，我们在计算目标函数值时，可以兼顾作业机械的作业效率。
因此，在本例中，目标函数值
Figure BDA0002730381170000132
K＝Q/η；
Q：单价；η为土方机械的生产效率；
X：土方量，单位：m3；
K：台，单位：h/m3；
γ：不同便道价格系数，单位：元/m3；
B：道路宽度，单位：m；
L：道路长度，单位：m；
R：桥梁总价，单位：元。
其中，
Figure BDA0002730381170000133
(∑Xit3+2/V平均∑XiCi)；
其中，X：土方量，单位：m3；
K：台，单位：h/m3；
q：每次装土容量，单位：m3；
KB：时间利用系数；
KH：充盈系数；
KP：土壤可松系数；
Figure BDA0002730381170000134
t3＝t装+t卸+t它，为恒量；
C：距离，单位：m。
在本说明书实施例中，还可以包括：
对筛选出的调度路径进行道路归并。
具体的，可以利用羊毛算法，聚类算法和面积迭代算法中的至少一个进行道路归并，在此不做具体阐述。
图2为本说明书实施例提供的一种模拟基坑工程土方调度路径的装置的结构示意图，该装置可以包括：
作业区模块201，构建施工场地模型，对所述施工场地模型划分多个作业区，并为各作业区配置作业信息，包括：具有作业属性的作业量；
路径生成模块202，利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息；
筛选模块203，根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量；
结合各调度路径的传送工程量从所述多个调度路径中筛选符合预设规则的调度路径，包括：
根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本；
结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径。
在本说明书实施例中，筛选模块203，还可以用于：
构建基于传送工程量和路径布置成本的目标函数；
所述结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径，可以包括：
利用所述目标函数结合调度路径的传送工程量和路径布置成本计算目标函数值，筛选目标函数值最小的调度路径。
在本说明书实施例中，路径生成模块202，还可以用于：
根据各作业区之间的距离、作业区的作业量及所述作业量的作业属性计算作业区之间的路径权值；
根据作业区创建邻接矩阵，将作业区之间的路径权值配置到所述邻接矩阵中的对应位置中；
所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，可以包括：
利用所述邻接矩阵以权值由小到大的顺序对作业区进行遍历搜索，根据搜索到的作业区顺序生成记录有土方传送关系的最小生成树。
在本说明书实施例中，所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，可以包括：
设置主作业区，遍历与所述主作业区的作业属性相反的作业区，以广度优先的方式选取作业量之和大于所述主作业区的多个作业区，作为副作业区；
利用深度搜索算法确定各副作业区的联通路及联通路中的末端作业区，并计算各副作业区对应的末端作业区由所述联通路到达所述主作业区的距离，按照距离由短到长的顺序将所述副作业区的信息排序，生成调度路径信息；
遍历不同的初始主作业区，生成不同的调度路径信息，每个调度路径信息与每个初始主作业区一一对应。
在本说明书实施例中，作业区模块201，还可以用于：
根据所述根据各作业区的现有土方量和目标土方量确定各作业区的作业属性和作业量。
在本说明书实施例中，筛选模块203，还可以用于：
对筛选出的调度路径进行道路归并。
该装置通过模拟出不同的调度路径，根据相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量，以传送工程量的维度来来筛选调度路径，利用优选的路径能够减小土方调度时的工程量，从而提高调度效率。
基于同一发明构思，本说明书实施例还提供一种电子设备。
下面描述本发明的电子设备实施例，该电子设备可以视为对于上述本发明的方法和装置实施例的具体实体实施方式。对于本发明电子设备实施例中描述的细节，应视为对于上述方法或装置实施例的补充；对于在本发明电子设备实施例中未披露的细节，可以参照上述方法或装置实施例来实现。
图3为本说明书实施例提供的一种电子设备的结构示意图。下面参照图3来描述根据本发明该实施例的电子设备300。图3显示的电子设备300仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图3所示，电子设备300以通用计算设备的形式表现。电子设备300的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元310、至少一个存储单元320、连接不同系统组件(包括存储单元320和处理单元310)的总线330、显示单元340等。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元310执行，使得所述处理单元310执行本说明书上述处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元310可以执行如图1所示的步骤。
所述存储单元320可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)3201和/或高速缓存存储单元3202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)3203。
所述存储单元320还可以包括具有一组(至少一个)程序模块3205的程序/实用工具3204，这样的程序模块3205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线330可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备300也可以与一个或多个外部设备400(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备300交互的设备通信，和/或与使得该电子设备300能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口350进行。并且，电子设备300还可以通过网络适配器360与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器360可以通过总线330与电子设备300的其它模块通信。应当明白，尽管图3中未示出，可以结合电子设备300使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，本发明描述的示例性实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个计算机可读的存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本发明的上述方法。当所述计算机程序被一个数据处理设备执行时，使得该计算机可读介质能够实现本发明的上述方法，即：如图1所示的方法。
图4为本说明书实施例提供的一种计算机可读介质的原理示意图。
实现图1所示方法的计算机程序可以存储于一个或多个计算机可读介质上。计算机可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
综上所述，本发明可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)等通用数据处理设备来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，本发明不与任何特定计算机、虚拟装置或者电子设备固有相关，各种通用装置也可以实现本发明。以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种模拟基坑工程土方调度路径的方法，其特征在于，包括：
构建施工场地模型，对所述施工场地模型划分多个作业区，并为各作业区配置作业信息，包括：具有作业属性的作业量；
利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息；
根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量；
结合各调度路径的传送工程量从所述多个调度路径中筛选符合预设规则的调度路径，包括：
根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本；
结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径；
其中，所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，包括：
设置主作业区，遍历与所述主作业区的作业属性相反的作业区，以广度优先的方式选取作业量之和大于所述主作业区的多个作业区，作为副作业区；
利用深度搜索算法确定各副作业区的联通路及联通路中的末端作业区，并计算各副作业区对应的末端作业区由所述联通路到达所述主作业区的距离，按照距离由短到长的顺序将所述副作业区的信息排序，生成调度路径信息；
遍历不同的初始主作业区，生成不同的调度路径信息，每个调度路径信息与每个初始主作业区一一对应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
构建基于传送工程量和路径布置成本的目标函数；
所述结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径，包括：
利用所述目标函数结合调度路径的传送工程量和路径布置成本计算目标函数值，筛选目标函数值最小的调度路径。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据各作业区之间的距离、作业区的作业量及所述作业量的作业属性计算作业区之间的路径权值；
根据作业区创建邻接矩阵，将作业区之间的路径权值配置到所述邻接矩阵中的对应位置中；
所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，包括：
利用所述邻接矩阵以权值由小到大的顺序对作业区进行遍历搜索，根据搜索到的作业区顺序生成记录有土方传送关系的最小生成树。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述根据各作业区的现有土方量和目标土方量确定各作业区的作业属性和作业量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
对筛选出的调度路径进行道路归并。
6.一种模拟基坑工程土方调度路径的装置，其特征在于，包括：
作业区模块，构建施工场地模型，对所述施工场地模型划分多个作业区，并为各作业区配置作业信息，包括：具有作业属性的作业量；
路径生成模块，利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息；
筛选模块，根据各调度路径中相互之间进行土方传送的作业区的距离和土方量计算所述调度路径的传送工程量；
结合各调度路径的传送工程量从所述多个调度路径中筛选符合预设规则的调度路径，包括：
根据所述调度路径计算各调度路径的路径布置成本；
结合所述传送工程量和路径布置成本筛选预设规则的调度路径；
其中，所述利用所述作业区的作业信息按照不同的模拟方式模拟作业区之间的土方传送生成不同的调度路径信息，包括：
设置主作业区，遍历与所述主作业区的作业属性相反的作业区，以广度优先的方式选取作业量之和大于所述主作业区的多个作业区，作为副作业区；
利用深度搜索算法确定各副作业区的联通路及联通路中的末端作业区，并计算各副作业区对应的末端作业区由所述联通路到达所述主作业区的距离，按照距离由短到长的顺序将所述副作业区的信息排序，生成调度路径信息；
遍历不同的初始主作业区，生成不同的调度路径信息，每个调度路径信息与每个初始主作业区一一对应。
7.一种电子设备，其中，该电子设备包括：
处理器；以及，
存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现权利要求1-5中任一项所述的方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102436514A (zh) * 2011-08-25 2012-05-02 上海现代建筑设计(集团)有限公司 一种流固耦合网格更新的方法
CN107885960A (zh) * 2017-12-07 2018-04-06 北京天润新能投资有限公司 一种基于风电场场内施工道路自动选线的土方量估算系统及估算方法
CN107908899A (zh) * 2017-12-07 2018-04-13 北京天润新能投资有限公司 一种用于风电场建设施工道路的选线系统及选线方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104933490B (zh) * 2015-07-03 2018-09-07 浙江大学 一种考虑社会车辆的土石坝工程的土石方调配优化方法
CN109034499A (zh) * 2018-09-01 2018-12-18 四川省场道工程有限公司 机场场区土石方平衡调配优化方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102436514A (zh) * 2011-08-25 2012-05-02 上海现代建筑设计(集团)有限公司 一种流固耦合网格更新的方法
CN107885960A (zh) * 2017-12-07 2018-04-06 北京天润新能投资有限公司 一种基于风电场场内施工道路自动选线的土方量估算系统及估算方法
CN107908899A (zh) * 2017-12-07 2018-04-13 北京天润新能投资有限公司 一种用于风电场建设施工道路的选线系统及选线方法

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