CN114254832A - 一种最优巡查路径的选择方法与终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种最优巡查路径的选择方法与终端；获取各个水库巡查点的巡查点信息以及各个所述水库巡查点之间的道路信息，所述巡查点信息包括所述水库巡查点的位置信息以及区划信息；基于所述区划信息和所述道路信息，将各个所述水库巡查点作为节点进行划分，生成一个或一个以上的加权无向图；根据对应区划内预设的巡查人员的定位信息以及所述水库存查点的位置信息确定巡查起始点；基于所述加权无向图和所述巡查起始点，通过Dijkstra算法选择计算得到最优路径；能够根据水库巡查点的位置、道路状况、区划状况以及巡查人员的位置，规划出最优的巡查路径，从而提高巡查人员的巡查效率。

Description

一种最优巡查路径的选择方法与终端

技术领域

本发明涉及水库巡查技术领域，特别涉及一种最优巡查路径的选择方法与终端。

背景技术

小型水库巡查管护人员仔细巡查水库，及时发现可能存在的安全隐患，以便实施水库抢险或其他应急预案，对保护下游群众的生命财产安全，意义重大。

但是由于小型水库分布在各个山间林区，需要巡查管护人员在有限的时间内遍历所有的水库点，导致水库安全巡检存在诸多问题。因此对于巡查路径的规划就极为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种最优巡查路径的选择方法与终端，能够自动生成最优的巡查路径，提高巡查效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种最优巡查路径的选择方法，包括步骤：

S1、获取各个水库巡查点的巡查点信息以及各个所述水库巡查点之间的道路信息，所述巡查点信息包括所述水库巡查点的位置信息以及区划信息；

S2、基于所述区划信息和所述道路信息，将各个所述水库巡查点作为节点进行划分，生成一个或一个以上的加权无向图；

S3、根据对应区划内预设的巡查人员的定位信息以及所述水库存查点的位置信息确定巡查起始点；

S4、基于所述加权无向图和所述巡查起始点，通过Dijkstra算法选择计算得到最优路径。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种最优巡查路径的选择终端，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、获取各个水库巡查点的巡查点信息以及各个所述水库巡查点之间的道路信息，所述巡查点信息包括所述水库巡查点的位置信息以及区划信息；

S2、基于所述区划信息和所述道路信息，将各个所述水库巡查点作为节点进行划分，生成一个或一个以上的加权无向图；

S3、根据对应区划内预设的巡查人员的定位信息以及所述水库存查点的位置信息确定巡查起始点；

S4、基于所述加权无向图和所述巡查起始点，通过Dijkstra算法选择计算得到最优路径。

本发明的有益效果在于：本发明的一种最优巡查路径的选择方法，能够根据水库巡查点的位置、道路状况、区划状况以及巡查人员的位置，规划出最优的巡查路径，从而提高巡查人员的巡查效率。

附图说明

图1为本发明实施例的一种最优巡查路径的选择方法的流程图；

图2为本发明实施例的一种最优巡查路径的选择终端的结构图；

图3为本发明实施例的一种最优巡查路径的选择方法的一个加权有向图的示意图；

图4为本发明实施例的一种最优巡查路径的选择方法的路径选择步骤数据示意图1；

图5为本发明实施例的一种最优巡查路径的选择方法的路径选择步骤数据示意图2；

图6为本发明实施例的一种最优巡查路径的选择方法的路径选择步骤数据示意图3；

图7为本发明实施例的一种最优巡查路径的选择方法的路径选择步骤数据示意图4；

图8为本发明实施例的一种最优巡查路径的选择方法的路径选择步骤数据示意图5；

标号说明：

1、一种最优巡查路径的选择终端；2、处理器；3、存储器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种最优巡查路径的选择方法，包括步骤：

S1、获取各个水库巡查点的巡查点信息以及各个所述水库巡查点之间的道路信息，所述巡查点信息包括所述水库巡查点的位置信息以及区划信息；

S2、基于所述区划信息和所述道路信息，将各个所述水库巡查点作为节点进行划分，生成一个或一个以上的加权无向图；

S3、根据对应区划内预设的巡查人员的定位信息以及所述水库存查点的位置信息确定巡查起始点；

S4、基于所述加权无向图和所述巡查起始点，通过Dijkstra算法选择计算得到最优路径。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明的一种最优巡查路径的选择方法，能够根据水库巡查点的位置、道路状况、区划状况以及巡查人员的位置，规划出最优的巡查路径，从而提高巡查人员的巡查效率。

进一步地，所述步骤S2具体为：

S21、根据所述区划信息，将相邻且允许跨区的所述区划内的所述水库巡查点记录至同一巡查点数据集，得到一个或一个以上的所述巡查点数据集；

S22、根据所述道路信息为每个所述巡查点数据集中各个所述水库巡查点之间的道路计算道路权重；

S23、根据所述道路权重以及所述巡查点数据集为每个所述巡查点数据集生成对应的加权无向图。

由上述描述可知，对水库巡查点进行划分，将在同一区划或相邻且允许跨区内的所述水库巡查点归于同一巡查点数据集，从而根据巡查数据集以及道路信息建立对应的加权无向图，保证后续得到的最优路径不存在因无法跨区而导致路径无效的状况。

进一步地，所述道路权重等于山路距离除以公路距离。

由上述描述可知，由于水库巡查存在需要翻越山区的情况，但山路通行困难，交通工具将可能无法使用，道路权重的计算为山路距离和公路距离的比值，使得公路距离占比更大的情况下道路权重更小，使得公路占比更高的道路将作为更优先的选择。

进一步地，所述步骤S3具体为：

获取每个所述加权无向图内对应区划的一个预设的巡查人员的定位信息，选择所述加权无向图内对应的所述水库巡查点中距离所述巡查人员位置最近的作为巡查起始点，并在对应的所述加权无向图内进行标记。

由上述描述可知，根据每个加权无向图对应区划内的预设的巡查人员的位置来确定起始点，避免了巡查人员为了到达起始点错过就近的巡查点，路线更加合理。

进一步地，所述步骤S4具体为：

针对每个所述加权无向图，建立对应的路径队列，并将所述Dijkstra算法顺序选择的所述节点有序地存入所述路径队列中，并在所述节点均存入所述路径队列时，将各所述节点对照所述水库巡查点并按顺序连接，得到所述最优路径。

由上述描述可知，通过Dijkstra算法进行节点的有序选择，能够得到最优的节点巡查顺序，将节点对照水库巡查点并按照顺序连接，即可得到最优路径，实现了最优路径的选择。

请参照图2，一种最优巡查路径的选择终端，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、获取各个水库巡查点的巡查点信息以及各个所述水库巡查点之间的道路信息，所述巡查点信息包括所述水库巡查点的位置信息以及区划信息；

S2、基于所述区划信息和所述道路信息，将各个所述水库巡查点作为节点进行划分，生成一个或一个以上的加权无向图；

S3、根据对应区划内预设的巡查人员的定位信息以及所述水库存查点的位置信息确定巡查起始点；

S4、基于所述加权无向图和所述巡查起始点，通过Dijkstra算法选择计算得到最优路径。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明的一种最优巡查路径的选择方法，能够根据水库巡查点的位置、道路状况、区划状况以及巡查人员的位置，规划出最优的巡查路径，从而提高巡查人员的巡查效率。

进一步地，所述步骤S2具体为：

S21、根据所述区划信息，将相邻且允许跨区的所述区划内的所述水库巡查点记录至同一巡查点数据集，得到一个或一个以上的所述巡查点数据集；

S22、根据所述道路信息为每个所述巡查点数据集中各个所述水库巡查点之间的道路计算道路权重；

S23、根据所述道路权重以及所述巡查点数据集为每个所述巡查点数据集生成对应的加权无向图。

由上述描述可知，对水库巡查点进行划分，将在同一区划或相邻且允许跨区内的所述水库巡查点归于同一巡查点数据集，从而根据巡查数据集以及道路信息建立对应的加权无向图，保证后续得到的最优路径不存在因无法跨区而导致路径无效的状况。

进一步地，所述道路权重等于山路距离除以公路距离。

由上述描述可知，由于水库巡查存在需要翻越山区的情况，但山路通行困难，交通工具将可能无法使用，道路权重的计算为山路距离和公路距离的比值，使得公路距离占比更大的情况下道路权重更小，使得公路占比更高的道路将作为更优先的选择。

进一步地，所述步骤S3具体为：

获取每个所述加权无向图内对应区划的一个预设的巡查人员的定位信息，选择所述加权无向图内对应的所述水库巡查点中距离所述巡查人员位置最近的作为巡查起始点，并在对应的所述加权无向图内进行标记。

由上述描述可知，根据每个加权无向图对应区划内的预设的巡查人员的位置来确定起始点，避免了巡查人员为了到达起始点错过就近的巡查点，路线更加合理。

进一步地，所述步骤S4具体为：

针对每个所述加权无向图，建立对应的路径队列，并将所述Dijkstra算法顺序选择的所述节点有序地存入所述路径队列中，并在所述节点均存入所述路径队列时，将各所述节点对照所述水库巡查点并按顺序连接，得到所述最优路径。

由上述描述可知，通过Dijkstra算法进行节点的有序选择，能够得到最优的节点巡查顺序，将节点对照水库巡查点并按照顺序连接，即可得到最优路径，实现了最优路径的选择。

本发明的一种最优巡查路径的选择方法与终端，适用于巡查人员对水库巡查点进行巡查的路径规划。

请参照图1、图3至图7，本发明的实施例一为：

一种最优巡查路径的选择方法，包括步骤：

S1、获取各个水库巡查点的巡查点信息以及各个所述水库巡查点之间的道路信息，所述巡查点信息包括所述水库巡查点的位置信息以及区划信息；

S2、基于所述区划信息和所述道路信息，将各个所述水库巡查点作为节点进行划分，生成一个或一个以上的加权无向图；

所述步骤S2具体为：

S21、根据所述区划信息，将相邻且允许跨区的所述区划内的所述水库巡查点记录至同一巡查点数据集，得到一个或一个以上的所述巡查点数据集；

S22、根据所述道路信息为每个所述巡查点数据集中各个所述水库巡查点之间的道路计算道路权重；

所述道路权重等于山路距离除以公路距离；

S23、根据所述道路权重以及所述巡查点数据集为每个所述巡查点数据集生成对应的加权无向图。

S3、根据对应区划内预设的巡查人员的定位信息以及所述水库存查点的位置信息确定巡查起始点；

所述步骤S3具体为：

获取每个所述加权无向图内对应区划的一个预设的巡查人员的定位信息，选择所述加权无向图内对应的所述水库巡查点中距离所述巡查人员位置最近的作为巡查起始点，并在对应的所述加权无向图内进行标记。

本实施例中，如图3所示，将作为巡查起始点的水库巡查点对应的节点标记为0号节点。

S4、基于所述加权无向图和所述巡查起始点，通过Dijkstra算法选择计算得到最优路径；

所述步骤S4具体为：

针对每个所述加权无向图，建立对应的路径队列，并将所述Dijkstra算法顺序选择的所述节点有序地存入所述路径队列中，并在所述节点均存入所述路径队列时，将各所述节点对照所述水库巡查点并按顺序连接，得到所述最优路径。

本实施例中，如图3所示，以某一区划的加权无向图为例，我们通过Dijkstra 算法选择计算最优路径的步骤如下：

首先我们需要定义一个数据结构来记录起点(Starting Node)到其它所有 Node的最短距离(此处的距离所经过的道路的道路权重之和，同后文的 distance)，并将所有最短距离的值初始化为正的无穷大，表示各个节点(Node) 均不可达。所述数据结构如下：

dist＝[infinity,infinity,...,infinity]

其中的数据依次分别表示起点到节点0-4的距离。

然后，需要定义一个(index,distance)的Pair对象来存储起点(Starting Node)到index Node的当前最短距离，其中index为顶点的索引，distance为index Node 到Starting Node(起始节点)的最短距离。在开始进行路径搜索前，所有Node 对应的最短距离都初始化为正的无穷大。

在图的路径搜索过程中，我们需要先搜索距离最近的节点，所以我们需要使用优先级队列(Priority Queue)或者小顶堆(Min Heap)的数据结构来存储(index, distance)的Pair，保证每次取出的待访问Node都是距离起点(Starting Node)最近的Node。

准备好数据结构之后，开始算法执行过程：

如图4所示，首先将起点(Starting Node)＝(0,0)放入优先级队列(PriorityQueue)，表明我们从index＝0的节点开始查找，该节点距离起点(Starting Node) 的distance＝0。从优先级队列(Priority Queue)中取出distance最小的Node(此时 index＝0的Node的distance最小)，遍历它所有未存入路径队列的Neighbor节点 (相邻节点)。

如图5所示，首先遍历index＝1的Node，该Node未被访问过，所以直接更新起点(Starting Node)到index＝1的Node的最短距离为4，并且放入到优先级队列中(PriorityQueue)中；然后遍历index＝2的Node，该Node未被访问过，所以直接更新Starting Node到index＝2的最短距离为1，并且放入到优先级队列中 (Priority Queue)中；

从优先级队列(Priority Queue)中取出distance最小的Node(此时index＝2的Node的distance最小)，存入路径队列中，并遍历它的所有未存入路径队列的 Neighbor节点。

如图6所示，首先遍历index＝1的Node，由于index＝1的Node已经被访问过，此时需要比较当前的距离是否小于已有的距离。起点(Starting Node)到index ＝1的distance为1+2＝3，小于已有的起点(Starting Node)直接到index＝1的Node 的distance＝4，因此更新起点(Starting Node)到index＝1的distance为3。然后遍历index＝3的Node，该Node未被访问过，所以直接更新其到起点(Starting Node) 的distance为1+5＝6。

从优先级队列(Priority Queue)中取出距离最小的Node(此时index＝1的Node的distance最小)，存入路径队列，并遍历它的所有未存入路径队列的Neighbor 节点。

如图7所示，遍历index＝3的Node，起点(Starting Node)到index＝3的Node 距离为3+1＝4，小于原有起点(Starting Node)经由index＝2的到达index＝3的 Node的距离6，所以从更新起点(Starting Node)到index＝3的Node的最短距离为4。

从优先级队列(Priority Queue)中取出距离最小的Node(此时index＝3的Node的distance最小)，遍历它的所有未存入路径队列的Neighbor节点。

如图8所示，遍历到index＝4的Node，该Node尚未被遍历过，起点(Starting Node)到index＝4的Node最短距离为4+3＝7。

至此，所述路径队列中的节点依次为0、2、1、3、4，将其对照水库巡查点并连接，即可得到最优的巡查顺序，即巡查的最优路径。

请参照图2，本发明的实施例二为：

一种最优巡查路径的选择终端1，包括处理器2、存储器3以及存储在所述存储器3中并可在所述处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以上实施例一中的步骤。

本发明的主要发明点在于，将水库存查点根据区划信息划分，并根据道路类型计算道路权重，从而将最优巡查路径的规划转化为加权无向图的最短路径选择问题，通过Dijkstra算法进行处理，实现了最优路径规划，提高巡查人员的巡查效率。

综上所述，本发明提供的一种最优巡查路径的选择方法与终端，能够根据水库巡查点的位置、道路状况、区划状况以及巡查人员的位置，规划出最优的巡查路径，从而提高巡查人员的巡查效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种最优巡查路径的选择方法，其特征在于，包括步骤：

S1、获取各个水库巡查点的巡查点信息以及各个所述水库巡查点之间的道路信息，所述巡查点信息包括所述水库巡查点的位置信息以及区划信息；

S2、基于所述区划信息和所述道路信息，将各个所述水库巡查点作为节点进行划分，生成一个或一个以上的加权无向图；

S3、根据对应区划内预设的巡查人员的定位信息以及所述水库存查点的位置信息确定巡查起始点；

S4、基于所述加权无向图和所述巡查起始点，通过Dijkstra算法选择计算得到最优路径。

2.根据权利要求1所述的一种最优巡查路径的选择方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21、根据所述区划信息，将相邻且允许跨区的所述区划内的所述水库巡查点记录至同一巡查点数据集，得到一个或一个以上的所述巡查点数据集；

S22、根据所述道路信息为每个所述巡查点数据集中各个所述水库巡查点之间的道路计算道路权重；

S23、根据所述道路权重以及所述巡查点数据集为每个所述巡查点数据集生成对应的加权无向图。

3.根据权利要求2所述的一种最优巡查路径的选择方法，其特征在于，所述道路权重等于山路距离除以公路距离。

4.根据权利要求1所述的一种最优巡查路径的选择方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

获取每个所述加权无向图内对应区划的一个预设的巡查人员的定位信息，选择所述加权无向图内对应的所述水库巡查点中距离所述巡查人员位置最近的作为巡查起始点，并在对应的所述加权无向图内进行标记。

5.根据权利要求1所述的一种最优巡查路径的选择方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

针对每个所述加权无向图，建立对应的路径队列，并将所述Dijkstra算法顺序选择的所述节点有序地存入所述路径队列中，并在所述节点均存入所述路径队列时，将各所述节点对照所述水库巡查点并按顺序连接，得到所述最优路径。

6.一种最优巡查路径的选择终端，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、获取各个水库巡查点的巡查点信息以及各个所述水库巡查点之间的道路信息，所述巡查点信息包括所述水库巡查点的位置信息以及区划信息；

S2、基于所述区划信息和所述道路信息，将各个所述水库巡查点作为节点进行划分，生成一个或一个以上的加权无向图；

S3、根据对应区划内预设的巡查人员的定位信息以及所述水库存查点的位置信息确定巡查起始点；

S4、基于所述加权无向图和所述巡查起始点，通过Dijkstra算法选择计算得到最优路径。

7.根据权利要求6所述的一种最优巡查路径的选择终端，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21、根据所述区划信息，将相邻且允许跨区的所述区划内的所述水库巡查点记录至同一巡查点数据集，得到一个或一个以上的所述巡查点数据集；

S22、根据所述道路信息为每个所述巡查点数据集中各个所述水库巡查点之间的道路计算道路权重；

S23、根据所述道路权重以及所述巡查点数据集为每个所述巡查点数据集生成对应的加权无向图。

8.根据权利要求7所述的一种最优巡查路径的选择终端，其特征在于，所述道路权重等于山路距离除以公路距离。

9.根据权利要求6所述的一种最优巡查路径的选择终端，其特征在于，所述步骤S3具体为：

获取每个所述加权无向图内对应区划的一个预设的巡查人员的定位信息，选择所述加权无向图内对应的所述水库巡查点中距离所述巡查人员位置最近的作为巡查起始点，并在对应的所述加权无向图内进行标记。

10.根据权利要求6所述的一种最优巡查路径的选择终端，其特征在于，所述步骤S4具体为：

针对每个所述加权无向图，建立对应的路径队列，并将所述Dijkstra算法顺序选择的所述节点有序地存入所述路径队列中，并在所述节点均存入所述路径队列时，将各所述节点对照所述水库巡查点并按顺序连接，得到所述最优路径。

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