CN112396371B - 一种基于gis的多目标物资调拨方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GIS的多目标物资调拨方法及装置，该方法包括获取多个受灾点的位置信息、物资需求和调拨优先级，根据多个受灾点的位置信息各物资仓库的位置信息确定各物资仓库到各受灾点的路网距离，根据所述各物资仓库到受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量并将物资调拨方案显示在GIS显示界面上。通过计算各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，来得到调拨的物资数量，能够及时指引救援人员按照调拨方案快速有效地选取救援物资解决问题，避免突发事件扩大影响范围。

Description

一种基于GIS的多目标物资调拨方法及装置

技术领域

本发明涉及交通技术领域，尤其涉及一种基于GIS的多目标物资调拨方法及装置。

背景技术

突发事件发生后影响范围大，如果不进行及时处置可能会造成次生衍生灾害，而处置过程中一个重要的事情就是调用救援物资解决问题。当前应急救援调用应急物资时一般从提前设定好的物资调拨库抽取物资，如果多个受灾点同时需要物资，会造成调拨物资冲突的问题，另外大多数调拨完毕后并没有及时的调整物资的数据，可能会影响下次调拨物资的选取，且物资较多，分布分散，对于指挥人员来说并不能很快地决定出调用哪些距离事件地最近的物资，并且不清楚调用的物资是否数量上满足于要求。因此，需要设计一个从推荐受灾物资开始，生成调拨方案并反映到GIS地图上，指引救援人员到最后反馈仓库补充物资一整个流程的调拨系统，用于在时间发生后能够快速有效地选取救援物资解决问题，避免突发事件扩大影响范围。

发明内容

本发明实施例提供一种基于GIS的多目标物资调拨方法及装置，用以实现受灾后物资调拨方案在GIS系统上的生成，提高受灾后救援物资的分配效率，避免突发事件扩大影响范围。

第一方面，本发明实施例提供一种基于GIS的多目标物资调拨方法，包括：

获取多个受灾点的位置信息、物资需求量和调拨优先级；

根据所述多个受灾点的位置信息和各物资仓库的位置信息确定各物资仓库到各受灾点的路网距离；

根据所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量；

将所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资方案显示在GIS显示界面上。

上述技术方案中，通过计算各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，来得到调拨的物资数量，能够及时指引救援人员按照调拨方案快速有效地选取救援物资解决问题，避免突发事件扩大影响范围。

可选的，所述根据所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量，还包括：

将所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级输入到预设的物资计算引擎中，得到所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量。

可选的，所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后还包括：

确定调拨物资的物资仓库到各受灾点的导航路线，并将所述导航路线显示在所述GIS的显示界面上。

可选的，所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，还包括：

统计调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量，若所述调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量低于阈值，则发出物资告警提示并显示低于阈值的物资的当前储备量以及需要补充的数量。

第二方面，本发明实施例提供一种基于GIS的多目标物资调拨装置，包括：

获取单元，获取多个受灾点的位置信息、物资需求量和调拨优先级；

处理单元，用于根据所述多个受灾点的位置信息和各物资仓库的位置信息确定各物资仓库到各受灾点的路网距离；根据所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量；将所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资方案显示在GIS显示界面上。

可选的，所述处理单元还包括：

将所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级输入到预设的物资计算引擎中，得到所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量。

可选的，所述处理单元还包括：

所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，确定调拨物资的物资仓库到各受灾点的导航路线，并将所述导航路线显示在所述GIS的显示界面上。

可选的，所述处理单元还包括：

所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，统计调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量，若所述调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量低于阈值，则发出物资告警提示并显示低于阈值的物资的当前储备量以及需要补充的数量。

第三方面，本发明实施例还提供一种计算设备，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行上述基于GIS的多目标物资调拨方法。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读非易失性存储介质，包括：

计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行上述基于GIS的多目标物资调拨方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种系统架构的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于GIS的多目标物资调拨方法的流程图；

图3和图4为本发明实施例提供的一种物资调配的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于GIS的多目标物资调拨方法的GIS显示图；

图6和图7为本发明实施例提供的一种物资补充的示意图；

图8为本发明实施例提供的一种基于GIS的多目标物资调拨装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种系统架构。如图1所示，该系统架构可以为服务器100，该服务器100可以包括处理器110、通信接口120和存储器130。

其中，通信接口120用于与终端设备进行通信，收发该终端设备传输的信息，实现通信。

处理器110是服务器100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个服务器100的各个部分，通过运行或执行存储在存储器130内的软件程序/或模块，以及调用存储在存储器130内的数据，执行服务器100的各种功能和处理数据。可选地，处理器110可以包括一个或多个处理单元。

存储器130可用于存储软件程序以及模块，处理器110通过运行存储在存储器130的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器130可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据业务处理所创建的数据等。此外，存储器130可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

需要说明的是，上述图1所示的结构仅是一种示例，本发明实施例对此不做限定。

基于上述描述，图2详细的示出了本发明实施例提供的一种基于GIS的多目标物资调拨方法的流程，该流程可以基于GIS的多目标物资调拨装置执行，该装置可以为上述服务器或位于上述服务器内。

如图2所示，该流程具体包括：

步骤201，获取多个受灾点的位置信息、物资需求量和调拨优先级。

在本发明实施例中，该受灾点的位置信息是在突发事件发生确定的，物资需求量和调拨优先级是在突发事件发生后救援人员根据受灾现场的情况确定的，由救援人员输入后获取的。

具体的，如图3所示，例如北岭山为受灾较为严重的区域，其需求的物资为沙袋，需求量为3000袋，因此将物资的优先级即最小保障率为100％，即需要完全满足北岭山受灾点的物资需求量；崂山路附近受灾点为优先级比较低的受灾点，物资需求量为900袋，物资优先级即最小保障率为50％，即至少满足450袋物资需求即可，优先级的分配可以有效解决物资量有限的情况下最优分配的问题。

步骤202，根据所述多个受灾点的位置信息和各物资仓库的位置信息确定各物资仓库到各受灾点的路网距离。

当得到救援人员输入的受灾点的位置信息之后，就可以根据已有的各物资仓库的位置信息计算出各物资仓库到各受灾点的路网距离。其中物资仓库是预先建立好的，为了预防受灾建立的存储物资的仓库。

当存储物资的仓库建立好后，需要对物资仓库进行实时管理。因此，首先建立仓储管理平台，用于规范和存储接入的仓库和物资数据，同时设置和预案关联；仓储数据平台包括数据接入、数据存储、数据接口等服务。数据存储定义数据标准，对接入数据进行规范化处理，存储介质如Oracle、Kafka，数据接入协议支持socket、http、ftp。另外支持数据通过表单和Excel的方式上传到系统中，实现数据接入。对数据进行目录化管理并提供统一风格的数据调用接口。

仓储平台建立好后，需要根据预设的救灾预案将救援物资与救灾预案绑定，这样调拨时即使救援人员不能完全清楚需要哪些救援物资，系统也会自动推荐可能需要的物资。

在获取到救援人员输入的受灾点的位置之后，就可以计算出各物资仓库到各受灾点的路网距离，具体如下：

1、计算受灾点的逻辑中心点。

计算多个受灾点之间的逻辑中心点(根据每个受灾点的经纬度计算平均值，

作为逻辑中心点)。

2、物资仓库排序。

把计算出的每个物资仓库到逻辑中心点的路网距离，根据距离由近及远进行排序。

步骤203，根据所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量。

在确定需要调拨的物资数量时，需要将各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级输入到预设的物资计算引擎中，来得到从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量。

其中，该预设的物资计算引擎可以由下述方式来创建：

首先需要进行物资仓库筛选。

由近及远对物资仓库进行筛选，知道筛选的物资仓库中的种类和数量满足受灾点的全部需求，得到物资仓库的组合。

然后计算单一物资调拨最优结果。

具体的，将需要的路网距离、仓库储备量、物资需求量及优先级输入计算引擎，如表1所示：

表1

需要说明的是，当受灾点优先级为1时表示该优先级为重要救援对象，物资需求必须全部满足。当受灾点优先级小于1时表示该灾难点至少要满足设定的优先级数量。整体物资调拨时间最小；

上述表1中的优先级需要受以下条件来约束：

表1中的路网距离可以如表2所示：

表2

1	1	1	0	0	0
						0	0	0	1	1	1
1	0	0	1	0	0
						0	1	0	0	1	0
0	0	1	0	0	1
						1	0	0	1	0	0
0	1	0	0	1	0
						0	0	1	0	0	1
dist<sub>11</sub>	dist<sub>12</sub>	dist<sub>13</sub>	dist<sub>21</sub>	dist<sub>22</sub>	dist<sub>23</sub>

矩阵2所示为受灾点物资需求量的计算过程。

根据右边约束条件形成矩阵，如表3所示：

表3

a

b

c

d

e

c

p<sub>2</sub>×d

p<sub>3</sub>×e

M

其中，约束条件M计算过程如表4所示：

表4

假设有一个虚拟的物资仓库3，离各个受灾点距离均为0，其物资储备量为(c+d+e-a-b)，通过线性规划计算得出结果。

M：根据线性规划得出的结果，用路网距离*物资数量，计算范围包括物资仓库1和物资仓库2得出的结果。

根据矩阵3设置物资优先级：

根据上面9个公式，设置目标优先级，1最重要，2其次，以此递减，其中物资设置的优先级是1则目标优先级为1，物资设置的优先级小于1则目标优先级为2，如表5所示：

表5

1

1

1

1

1

2

2

2

3

矩阵4和矩阵5为根据目标规划和目标函数进行调拨方案的计算。

目标规划的目标函数(准则函数)是按各目标约束的正、负偏差变量和赋予相应的优先因子及权系数而构造的。当每一目标值确定后，决策者的要求是尽可能缩小偏离目标值。因此目标规划的目标函数只能是min_z＝f(d⁺+d^-)。其基本形式有三种：

①要求恰好达到目标值，即正、负偏差变量都要尽可能的小，这时min_z＝f(d⁺+d^-)；

②要求不超过目标值，即允许达不到目标值，就是正偏差变量要尽可能的小，这时min_z＝f(d⁺)；

③要求超过目标值，即超过量不限，但必须是负偏差变量要尽可能的小，这时min_z＝f(d^-)；

I先构建目标矩阵：

II根据d⁺构建矩阵：

1

1

1

1

1

1

0

0

1

III根据d^-构建矩阵：

0

0

0

0

0

1

1

1

0

将上述5个矩阵作为输入值用R语言计算，得到单一物资的调拨方案。

路网距离	受灾点1	受灾点2	受灾点3
				物资仓库1	x<sub>11</sub>	x<sub>12</sub>	x<sub>13</sub>
物资仓库2	x<sub>21</sub>	x<sub>22</sub>	x<sub>23</sub>

x₁₁表示从物资仓库1到受灾点1的物资调拨数量；

x₁₂代表从物资仓库1到受灾点2的物资调拨数量，以此类推。

此外，在确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，可以确定出各物资仓库的当前储备量进行显示。具体的，可以统计调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量，若调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量低于阈值，则发出物资告警提示并显示低于阈值的物资的当前储备量以及需要补充的数量。该阈值可以依据经验设置。

步骤204，将所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资方案显示在GIS显示界面上。

需要说明的是在确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，还可以确定调拨物资的物资仓库到各受灾点的导航路线，并将导航路线显示在GIS的显示界面上，从而可以使得救援人员可以实时的查看调拨的物资当前位置。

图4所示为在地图上选取全部仓库并计算每个仓库到受灾点中心点的路网距离并把物资数据一起输入调拨计算引擎，得出调拨数据并在GIS地图上显示仓库到各个受灾点的路线。

生成调拨方案后，下发给相关仓库，根据指引路线运送物资，可以对灾害起到降低损失的作用，同时使减灾效果更佳的直观真实，图5所示。

物资调拨前存储在不同仓库里的同一种物资记录情况如下，可以看出仓库里总共3500个物资，而需求量是3900个，仓储量不满足需求量，但是设置优先级后，优先提供重要的灾难点，次要灾难点根据设置的保障率获取物资，从而使得所有灾难点都可以获取物资，如图6所示。

调拨后从仓库里选取里物资，经现场人员确认使用后，系统会自动提示仓库物资的数量已减少，需要补充物资，如图7所示。

基于相同的技术构思，图8示例性的示出了本发明实施例提供的一种基于GIS的多目标物资调拨装置，可以执行基于GIS的多目标物资调拨的流程。

如图8所示，该装置具体包括：

获取单元801，用于获取多个受灾点的位置信息、物资需求量和调拨优先级；

处理单元802，用于根据所述多个受灾点的位置信息和各物资仓库的位置信息确定各物资仓库到各受灾点的路网距离；根据所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量；将所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资方案显示在GIS显示界面上。

可选的，所述处理单元802具体用于：

将所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级输入到预设的物资计算引擎中，得到所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量。

可选的，所述处理单元802还用于：

所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，确定调拨物资的物资仓库到各受灾点的导航路线，并将所述导航路线显示在所述GIS的显示界面上。

可选的，所述处理单元802还用于：

所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，统计调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量，若所述调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量低于阈值，则发出物资告警提示并显示低于阈值的物资的当前储备量以及需要补充的数量。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括：

存储单元，用于存储程序指令；

处理单元，用于调用存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行上述基于GIS的多目标物资调拨方法。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读非易失性存储介质，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行计算机可读指令时，使得计算机执行上述基于GIS的多目标物资调拨方法。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于GIS的多目标物资调拨方法，其特征在于，包括：

获取多个受灾点的位置信息、物资需求量和调拨优先级；

根据所述多个受灾点的位置信息和各物资仓库的位置信息确定各物资仓库到各受灾点的路网距离；

将所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级输入到预设的物资计算引擎中，得到所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量；

将所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资方案显示在GIS显示界面上；

所述物资计算引擎通过以下方式确定从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量：

基于各物资仓库到各受灾点的路网距离构建路网距离矩阵；基于线性规划得出的约束条件、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，构建受灾点物资需求量矩阵；根据各受灾点的调拨优先级构建物资优先级矩阵；根据目标约束的正负偏差变量、相应的优先因子及权系数构造目标函数，根据目标规划和所述目标函数构建调拨方案矩阵；将路网距离矩阵、受灾点物资需求量矩阵、物资优先级矩阵、调拨方案矩阵，作为输入值用R语言计算，得到每个物资仓库的调拨方案，其中，每个物资仓库的调拨方案包括从每个物资调拨到各受灾点的物资数量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，还包括：

确定调拨物资的物资仓库到各受灾点的导航路线，并将所述导航路线显示在所述GIS的显示界面上。

3.如权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，还包括：

统计调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量，若所述调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量低于阈值，则发出物资告警提示并显示低于阈值的物资的当前储备量以及需要补充的数量。

4.一种基于GIS的多目标物资调拨装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取多个受灾点的位置信息、物资需求量和调拨优先级；

处理单元，用于根据所述多个受灾点的位置信息和各物资仓库的位置信息确定各物资仓库到各受灾点的路网距离；将所述各物资仓库到各受灾点的路网距离、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级输入到预设的物资计算引擎中，得到所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量；将所述从各物资仓库调拨到各受灾点的物资方案显示在GIS显示界面上；所述物资计算引擎通过以下方式确定从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量：

基于各物资仓库到各受灾点的路网距离构建路网距离矩阵；基于线性规划得出的约束条件、各物资仓库的各物资的储备量、各受灾点的物资需求量和调拨优先级，构建受灾点物资需求量矩阵；根据各受灾点的调拨优先级构建物资优先级矩阵；根据目标约束的正负偏差变量、相应的优先因子及权系数构造目标函数，根据目标规划和所述目标函数构建调拨方案矩阵；将路网距离矩阵、受灾点物资需求量矩阵、物资优先级矩阵、调拨方案矩阵，作为输入值用R语言计算，得到每个物资仓库的调拨方案，其中，每个物资仓库的调拨方案包括从每个物资调拨到各受灾点的物资数量。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，确定调拨物资的物资仓库到各受灾点的导航路线，并将所述导航路线显示在所述GIS的显示界面上。

6.如权利要求4至5任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

所述确定出从各物资仓库调拨到各受灾点的物资数量之后，统计调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量，若所述调拨物资的物资仓库的各物资的当前储备量低于阈值，则发出物资告警提示并显示低于阈值的物资的当前储备量以及需要补充的数量。

7.一种计算设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行权利要求1至3任一项所述的方法。

8.一种计算机可读非易失性存储介质，其特征在于，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行如权利要求1至3任一项所述的方法。

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