CN116996829A - 一种安全风险电子围栏的设置方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安全风险电子围栏的设置方法及系统，其方法用于划定港区的特定区域，包括：围绕所述特定区域，设置多个电子围栏顶点，组成电子围栏点集，获取每个所述电子围栏顶点的坐标；设置最小电子围栏区域模型，计算相邻的所述电子围栏顶点的距离和斜率，并设置最小电子围栏区域模型的约束，确定划定所述特定区域的最小电子围栏的面积；设置电子围栏动态调整函数和动态调整约束条件，并随着时间的变化，动态调整电子围栏的围栏长度和目标覆盖率，以完成电子围栏的设置。

Description

一种安全风险电子围栏的设置方法及系统

技术领域

本发明属于划定港区的特定区域技术领域，更具体地，涉及一种安全风险电子围栏的设置方法及系统。

背景技术

安全风险电子围栏（或称虚拟围栏）是一种利用技术手段限制或警示特定区域的方法，以确保人员、设备或资产的安全，以下是设置电子围栏的一般方法：

明确需要设置电子围栏的原因和目的，确定围栏的范围和形状。这可能涉及到保护特定区域、防止未经授权的进入，或者监控某些活动。

根据需求，选择适合的电子围栏技术。常见的技术包括全球定位系统（GPS）、无线通信技术（如蓝牙、Wi-Fi、射频识别）、红外线、激光、雷达等。每种技术都有其特定的优势和限制，因此根据实际情况选择合适的技术。

根据选择的技术，配置相应的设备和传感器。例如，如果使用GPS技术，需要安装GPS接收器；如果使用无线通信技术，需要配置无线通信设备。

根据围栏的范围和目的，设置围栏的参数。这可能包括围栏的形状、尺寸、高度、警示触发条件等。

但是现有技术中并没有一种技术方案，能够动态的设置电子围栏，同时使电子围栏的范围最小化。

发明内容

为解决以上技术特征，本发明提出一种安全风险电子围栏的设置方法，用于划定港区的特定区域，包括：

围绕所述特定区域，设置多个电子围栏顶点，组成电子围栏点集，获取每个所述电子围栏顶点的坐标；

设置最小电子围栏区域模型，计算相邻的所述电子围栏顶点的距离和斜率，并设置最小电子围栏区域模型的约束，确定划定所述特定区域的最小电子围栏的面积；

设置电子围栏动态调整函数和动态调整约束条件，并随着时间的变化，动态调整电子围栏的围栏长度和目标覆盖率，以完成电子围栏的设置。

进一步的，所述最小电子围栏区域模型为：

，

，

其中，为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的距离，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的斜率。

进一步的，所述电子围栏动态调整函数为：

，

，

其中，为时间/>时电子围栏的围栏长度，a、b和d为围栏长度的调整因子，c为围栏长度随时间t衰减的衰减权重，/>为时间t时电子围栏的目标覆盖率，p、q和s为目标覆盖率的调整因子，r为目标覆盖率随时间t衰减的衰减权重。

进一步的，所述动态调整约束条件包括：

电子围栏的围栏总长度小于等于时间t时电子围栏的围栏长度；

所述特定区域的面积小于等于时间t时电子围栏的目标覆盖率乘以最小电子围栏的面积。

进一步的，所述最小电子围栏区域模型的约束包括：

所述特定区域留有至少一个安全通道；

将所述特定区域划分成多个区域，为每个区域设置优先级，根据优先级，优先级越高，最小电子围栏的面积越大；

电子围栏顶点避开障碍物。

本发明还提出一种安全风险电子围栏的设置系统，用于划定港区的特定区域，包括：

获取点集模块，用于围绕所述特定区域，设置多个电子围栏顶点，组成电子围栏点集，获取每个所述电子围栏顶点的坐标；

设置模型模块，用于设置最小电子围栏区域模型，计算相邻的所述电子围栏顶点的距离和斜率，并设置最小电子围栏区域模型的约束，确定划定所述特定区域的最小电子围栏的面积；

设置电子围栏模块，用于设置电子围栏动态调整函数和动态调整约束条件，并随着时间的变化，动态调整电子围栏的围栏长度和目标覆盖率，以完成电子围栏的设置。

进一步的，所述最小电子围栏区域模型为：

，

，

其中，为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的距离，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的斜率。

进一步的，所述电子围栏动态调整函数为：

，

，

其中，为时间t时电子围栏的围栏长度，a、b和d为围栏长度的调整因子，c为围栏长度随时间t衰减的衰减权重，/>为时间t时电子围栏的目标覆盖率，p、q和s为目标覆盖率的调整因子，r为目标覆盖率随时间t衰减的衰减权重。

进一步的，所述动态调整约束条件包括：

电子围栏的围栏总长度小于等于时间t时电子围栏的围栏长度；

所述特定区域的面积小于等于时间t时电子围栏的目标覆盖率乘以最小电子围栏的面积。

进一步的，所述最小电子围栏区域模型的约束包括：

所述特定区域留有至少一个安全通道；

将所述特定区域划分成多个区域，为每个区域设置优先级，根据优先级，优先级越高，最小电子围栏的面积越大；

电子围栏顶点避开障碍物。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明围绕所述特定区域，设置多个电子围栏顶点，组成电子围栏点集，获取每个所述电子围栏顶点的坐标；设置最小电子围栏区域模型，计算相邻的所述电子围栏顶点的距离和斜率，并设置最小电子围栏区域模型的约束，确定划定所述特定区域的最小电子围栏的面积；设置电子围栏动态调整函数和动态调整约束条件，并随着时间的变化，动态调整电子围栏的围栏长度和目标覆盖率，以完成电子围栏的设置。本发明通过以上技术特征，能够动态设置电子围栏的范围，而且最小化电子围栏的面积。

附图说明

图1是本发明实施例1的方法的流程图；

图2是本发明实施例2的系统的结构图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

本发明提供的方法可以在如下的终端环境中实施，所述终端可以包括一个或多个如下部件：处理器、存储介质和显示屏。其中，存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现下述实施例所述的方法。

处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器利用各种接口和线路连接整个终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储介质内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储介质内的数据，执行终端的各种功能和处理数据。

存储介质可以包括随机存储介质(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储介质(Read-Only Memory，ROM)。存储介质可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令。

显示屏用于显示各个应用程序的用户界面。

本发明公式中所有下角标只为了区分个参数，并没有实际含义。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是建筑学、工程学及土木工程的新工具。

除此之外，本领域技术人员可以理解，上述终端的结构并不构成对终端的限定，终端可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。比如，终端中还包括射频电路、输入单元、传感器、音频电路、电源等部件，在此不再赘述。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供一种安全风险电子围栏的设置方法，用于划定港区的特定区域，包括：

步骤101，围绕所述特定区域，设置多个电子围栏顶点，组成电子围栏点集，获取每个所述电子围栏顶点的坐标；

步骤102，设置最小电子围栏区域模型，计算相邻的所述电子围栏顶点的距离和斜率，并设置最小电子围栏区域模型的约束，确定划定所述特定区域的最小电子围栏的面积；

具体的，所述最小电子围栏区域模型为：

，

，

其中，为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的距离，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的斜率。

具体的，所述最小电子围栏区域模型的约束包括：

所述特定区域留有至少一个安全通道，本实施例一示例为：在围栏中有一个安全通道，宽度为W，位置由(x_c, y_c)表示，定义一个辅助变量d_c(I’)，表示点i’到安全通道中心点的距离，然后添加以下约束条件：d_c(i’) ≥ W，其中i’为围栏中的点，且不在安全通道上， 这样的约束条件将确保围栏中有一个宽度为W的安全通道；

将所述特定区域划分成多个区域，为每个区域设置优先级，根据优先级，优先级越高，最小电子围栏的面积越大，本实施例一示例为：假设有M个不同区域，每个区域的优先级用权重w_m表示（m = 1, 2, ..., M），定义一个辅助变量area_m，表示围住第m个区域的面积，然后添加以下约束条件：根据w_m * area_m的值，设置每个区域的电子围栏的面积，这样的约束条件将根据区域的优先级，优化围栏的设计方案；

电子围栏顶点避开障碍物，本实施例一示例为：假设有K个障碍物，每个障碍物的位置和形状由(x_k, y_k)表示，定义一个辅助变量d_k(j)，表示点j到障碍物K的最短距离,添加以下约束条件：d_k(j) ≥ D，其中j为围栏中的点, D为电子围栏与障碍物之间的安全距离，且不在障碍物K上,这样的约束条件将确保围栏避开已有的障碍物。

步骤103，设置电子围栏动态调整函数和动态调整约束条件，并随着时间的变化，动态调整电子围栏的围栏长度和目标覆盖率，以完成电子围栏的设置。

具体的，将围栏的总长度L、目标覆盖率R等作为时间的函数，从而在不同时间下进行不同的围栏设计，所述电子围栏动态调整函数为：

，

，

其中，为时间t时电子围栏的围栏长度，a、b和d为围栏长度的调整因子，c为围栏长度随时间t衰减的衰减权重，/>为时间t时电子围栏的目标覆盖率，p、q和s为目标覆盖率的调整因子，r为目标覆盖率随时间t衰减的衰减权重。

具体的，所述动态调整约束条件包括：

电子围栏的围栏总长度小于等于时间t时电子围栏的围栏长度；

所述特定区域的面积小于等于时间t时电子围栏的目标覆盖率乘以最小电子围栏的面积。

实施例2

如图2所示，本发明实施例还提供一种安全风险电子围栏的设置系统，用于划定港区的特定区域，包括：

获取点集模块，用于围绕所述特定区域，设置多个电子围栏顶点，组成电子围栏点集，获取每个所述电子围栏顶点的坐标；

设置模型模块，用于设置最小电子围栏区域模型，计算相邻的所述电子围栏顶点的距离和斜率，并设置最小电子围栏区域模型的约束，确定划定所述特定区域的最小电子围栏的面积；

具体的，所述最小电子围栏区域模型为：

，

，

其中，为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的距离，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的斜率。

具体的，所述最小电子围栏区域模型的约束包括：

所述特定区域留有至少一个安全通道，本实施例一示例为：在围栏中有一个安全通道，宽度为W，位置由(x_c,y_c)表示，定义一个辅助变量d_c(I’)，表示点i’到安全通道中心点的距离，然后添加以下约束条件：d_c(i’) ≥ W，其中i’为围栏中的点，且不在安全通道上， 这样的约束条件将确保围栏中有一个宽度为W的安全通道；

将所述特定区域划分成多个区域，为每个区域设置优先级，根据优先级，优先级越高，最小电子围栏的面积越大，本实施例一示例为：假设有M个不同区域，每个区域的优先级用权重w_m表示（m = 1, 2, ..., M），定义一个辅助变量area_m，表示围住第m个区域的面积，然后添加以下约束条件：根据w_m * area_m的值，设置每个区域的电子围栏的面积，这样的约束条件将根据区域的优先级，优化围栏的设计方案；

电子围栏顶点避开障碍物，本实施例一示例为：假设有K个障碍物，每个障碍物的位置和形状由(x_k, y_k)表示，定义一个辅助变量d_k(j)，表示点j到障碍物K的最短距离,添加以下约束条件：d_k(j) ≥ D，其中j为围栏中的点, D为电子围栏与障碍物之间的安全距离，且不在障碍物K上,这样的约束条件将确保围栏避开已有的障碍物。

设置电子围栏模块，用于设置电子围栏动态调整函数和动态调整约束条件，并随着时间的变化，动态调整电子围栏的围栏长度和目标覆盖率，以完成电子围栏的设置。

具体的，将围栏的总长度L、目标覆盖率R等作为时间的函数，从而在不同时间下进行不同的围栏设计，所述电子围栏动态调整函数为：

，

，

其中，为时间t时电子围栏的围栏长度，a、b和d为围栏长度的调整因子，c为围栏长度随时间t衰减的衰减权重，/>为时间t时电子围栏的目标覆盖率，p、q和s为目标覆盖率的调整因子，r为目标覆盖率随时间t衰减的衰减权重。

具体的，所述动态调整约束条件包括：

电子围栏的围栏总长度小于等于时间t时电子围栏的围栏长度；

所述特定区域的面积小于等于时间t时电子围栏的目标覆盖率乘以最小电子围栏的面积。

实施例3

本发明实施例还提出一种存储介质，存储有多条指令，所述指令用于实现所述的一种安全风险电子围栏的设置方法。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。

可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行实施例1方法的程序代码。

实施例4

本发明实施例还提出一种电子设备，包括处理器和与所述处理器连接的存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令可被所述处理器加载并执行，以使所述处理器能够执行一种安全风险电子围栏的设置方法。

具体的，本实施例的电子设备可以是计算机终端，所述计算机终端可以包括：一个或多个处理器、以及存储介质。

其中，存储介质可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的一种安全风险电子围栏的设置方法，对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储介质内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，即实现上述的一种安全风险电子围栏的设置方法。存储介质可包括高速随机存储介质，还可以包括非易失性存储介质，如一个或者多个磁性存储系统、闪存、或者其他非易失性固态存储介质。在一些实例中，存储介质可进一步包括相对于处理器远程设置的存储介质，这些远程存储介质可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

处理器可以通过传输系统调用存储介质存储的信息及应用程序，以执行实施例1方法步骤；

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储介质(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储介质(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种安全风险电子围栏的设置方法，用于划定港区的特定区域，其特征在于，包括：

围绕所述特定区域，设置多个电子围栏顶点，组成电子围栏点集，获取每个所述电子围栏顶点的坐标；

设置最小电子围栏区域模型，计算相邻的所述电子围栏顶点的距离和斜率，并设置最小电子围栏区域模型的约束，确定划定所述特定区域的最小电子围栏的面积；

设置电子围栏动态调整函数和动态调整约束条件，并随着时间的变化，动态调整电子围栏的围栏长度和目标覆盖率，以完成电子围栏的设置。

2.如权利要求1所述的一种安全风险电子围栏的设置方法，其特征在于，所述最小电子围栏区域模型为：

，

，

其中，为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的距离，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的斜率。

3.如权利要求2所述的一种安全风险电子围栏的设置方法，其特征在于，所述电子围栏动态调整函数为：

，

，

其中，为时间t时电子围栏的围栏长度，a、b和d为围栏长度的调整因子，c为围栏长度随时间t衰减的衰减权重，/>为时间t时电子围栏的目标覆盖率，p、q和s为目标覆盖率的调整因子，r为目标覆盖率随时间t衰减的衰减权重。

4.如权利要求3所述的一种安全风险电子围栏的设置方法，其特征在于，所述动态调整约束条件包括：

电子围栏的围栏总长度小于等于时间t时电子围栏的围栏长度；

所述特定区域的面积小于等于时间t时电子围栏的目标覆盖率乘以最小电子围栏的面积。

5.如权利要求2所述的一种安全风险电子围栏的设置方法，其特征在于，所述最小电子围栏区域模型的约束包括：

所述特定区域留有至少一个安全通道；

将所述特定区域划分成多个区域，为每个区域设置优先级，根据优先级，优先级越高，最小电子围栏的面积越大；

电子围栏顶点避开障碍物。

6.一种安全风险电子围栏的设置系统，用于划定港区的特定区域，其特征在于，包括：

获取点集模块，用于围绕所述特定区域，设置多个电子围栏顶点，组成电子围栏点集，获取每个所述电子围栏顶点的坐标；

设置模型模块，用于设置最小电子围栏区域模型，计算相邻的所述电子围栏顶点的距离和斜率，并设置最小电子围栏区域模型的约束，确定划定所述特定区域的最小电子围栏的面积；

设置电子围栏模块，用于设置电子围栏动态调整函数和动态调整约束条件，并随着时间的变化，动态调整电子围栏的围栏长度和目标覆盖率，以完成电子围栏的设置。

7.如权利要求6所述的一种安全风险电子围栏的设置系统，其特征在于，所述最小电子围栏区域模型为：

，

，

其中，为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的距离，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点的坐标，/>为第/>个电子围栏顶点和第/>个电子围栏顶点的斜率。

8.如权利要求7所述的一种安全风险电子围栏的设置系统，其特征在于，所述电子围栏动态调整函数为：

，

，

其中，为时间t时电子围栏的围栏长度，a、b和d为围栏长度的调整因子，c为围栏长度随时间t衰减的衰减权重，/>为时间t时电子围栏的目标覆盖率，p、q和s为目标覆盖率的调整因子，r为目标覆盖率随时间t衰减的衰减权重。

9.如权利要求8所述的一种安全风险电子围栏的设置系统，其特征在于，所述动态调整约束条件包括：

电子围栏的围栏总长度小于等于时间t时电子围栏的围栏长度；

所述特定区域的面积小于等于时间t时电子围栏的目标覆盖率乘以最小电子围栏的面积。

10.如权利要求7所述的一种安全风险电子围栏的设置系统，其特征在于，所述最小电子围栏区域模型的约束包括：

所述特定区域留有至少一个安全通道；

将所述特定区域划分成多个区域，为每个区域设置优先级，根据优先级，优先级越高，最小电子围栏的面积越大；

电子围栏顶点避开障碍物。