專利名稱：一種應急救援物資的優化調度系統及調度算法的制作方法
一種應急救援物資的優化調度系統及調度算法
本發明屬于優化調度技術領域，尤其是一種應急救援物資的優化調度系統及調度
算法，特別適用于經常發生的突發事件，如火災、病人救護等方面。 目前，針對于這種城市內的多發的突發事件，應對措施的采取通常是靠拍腦袋的
形式進行決策的，沒有一個科學和系統化的決策過程給決策者提供幫助。對于某些簡單或
者突發事件僅為少數同時發生的情況下，決策者仍可以憑借自身的經驗做出準確的判斷和
決策，但是一旦情況發生惡化，情形變得復雜，突發事件爆發點增多，潛在爆發點仍然存在，
針對于這些種種復雜的情況，單憑決策者的經驗將無法做出準確而及時的判斷和決策，這
時候客觀上就要求有這樣一套決策輔助系統來幫助決策者做出最終的判斷。 為解決上述問題，本發明的目的是提供一種應急救援物資的優化調度系統及調度
算法，為給決策者提供一套決策輔助系統和方法。 為了實現上述目的，本發明采用的整體方案如下一種應急救援物資的優化調度系統及調度算法，包括中央處理裝置、信息存儲裝置、應急救援裝置、城市電子地圖模塊、應急救援服務設施信息數據模塊、優化調度模塊，城市電子地圖模塊用于向信息存儲裝置輸入城市電子地圖信息數據，應急救援服務設施信息數據模塊用于向信息存儲裝置輸入應急救援服務設施信息，突發事件信息數據模塊用于輸出突發事件的有關信息，優化調度模塊用于將突發事件信息數據和城市電子地圖信息數據進行處理并向應急救援裝置發送應急救援命令。 所述突發事件信息數據模塊能夠實現信息數據錄入、存儲、更新維護等功能。 所述優化調度模塊主要包括集成了數學模型模塊和求解算法。 —種應急救援物資的優化調度系統及調度算法，包括以下步驟 步驟1、向信息處理裝置輸入某城市的電子地圖信息、城市中應急救援服務裝置的
位置信息、應急救援物資數量信息； 步驟2、中央計算機處理器巡查城市中是否發生突發事件； 步驟3、如果發生突發事件，則估算突發事件發生地點所需要的應急救援物資的估計數量，否則轉步驟2 ; 步驟4、中央計算機處理器比較通過優化模型算法所需物資數量能否滿足處理突發事件的需要； 步驟5、如果能夠滿足需要，中央計算機處理器則向應急救援服務裝置發出指令，實施應急救援，否則優先救助重要的突發事件爆發地點，在模型輸入時，舍棄掉某些次要的突發事件爆發點。 所述城市的電子地圖信息是指包括城市內各個建筑的規模、材質，各個建筑的地理位置以及建筑物實現的功能等信息。 所述城市中應急救援服務裝置的位置信息是指處理突發事件的應急救援服務設
施所處位置，以及與城市中各建筑物之間各條路程的時間信息。 所述某應急救援物資數量信息是指需要的應急資源的種類和數量信息。 所述優化模型算法是指第杰斯特拉算法和貪婪算法。
為了進一步說明本發明的結構和特征，下面將結合附圖
對本發明做進一步的說明。其中，圖l為系統模塊構成圖；圖2為本發明的主流程圖。 如圖所示，本發明的應急救援物資的優化調度系統及調度算法主要包括四個信息數據模塊，依次為城市電子地圖信息數據模塊、應急救援服務設施信息數據模塊、突發事件信息數據模塊和優化調度模型模塊。前三者信息數據模塊為優化調度模型模塊提供數據
^石出。 如圖2所示，首先對基礎數據進行設定，包括城市電子地圖信息數據模塊、應急救援服務設施信息數據模塊；其次，將突發事件的信息錄入到突發事件信息數據模塊，并進行實時的更新維護；再次，經過應急資源的判斷輸入到優化調度模型，其模型具體如下
aij :按照一定的標準，突發事件爆發點i是否被應急救援服務設施點j所覆蓋，如被覆蓋其值為1，否則為0; s(i， j):表示突發事件爆發點i與應急救援服務設施點j之間有多少條不同的路徑，令Kij = {1，2， ， s(i， j)}; t k(i， j):為突發事件爆發點i與應急救援服務設施點j之間估計所需要的時間；
qk(i， j):表示供應點j通過路徑k到需求點i的時間不超過t k(i， j)內的概率；
x (j):供應點j所擁有的應急資源；
d(i):需求點所需要的應急資源； A i :表示qk(i， j)是否不小于某一水平a ，如不小于a ， A ; = l，否則為0 ;
|3 :表示從所用供應點j在t k(i， j)內運輸到需求點i的應急資源量要不小于此需求點需求量的P水平；
模型變量
xk(i， j):從應急資源供應點j通過路徑k運輸到需求點i的應急資源量；yk(i， j):如果從應急資源供應點j通過路徑k運輸資源到需求點i，其值為l，否則為O;
其調度優化模型為
min max^. (/, (/,川V/ ￡ // e J A; e K
約束為
"k(i， j)《xk(i， j)《Myk(i， j) V/e」xk(i， j) > 0 V/e/ j G J k Gyk(i， j) G {0，1} zk(i， j) G {0，1} V/M為一足夠大的正數
e為一足夠小的正數
P介于0和l之間
j k g &
/ j e J k
5CN 101782977 A
其中I為突發事件爆發點集合，J為應急救援服務設施點。 通過優化調度模型運算，計算出調度的優化結果；然后，將指令向應急救援服務設施發出指令，進行救援；最后，又重新對城市是否有應急突發事件進行搜尋，開始一個新的循環。 將此應急救援物資的優化調度系統及調度算法應用在某一城市中，如北京，則首
先將北京市的電子地圖信息數據輸入到城市電子地圖信息數據模塊中，標示各個地點之間
的相對位置，其坐標精確越細則電子地圖的信息就越準確和豐富；然后，根據北京市的應急
救援服務設施點實際位置，將此信息輸入到應急救援服務設施信息數據模塊中，此模塊與
城市電子地圖信息數據模塊是有聯系的，當然這里的應急救援服務設施是針對于應對某種
突發事件的，而不是應對所有突發事件的。在此模塊的基礎上可以繼續開發生成應對各種
不同應急救援服務設施信息數據模塊，應對多種突發事件；這兩塊的信息數據模塊是在突
發事件發生之間所要確定好的，而第三個信息數據模塊，也就是突發事件信息數據模塊是
實時的一個數據模塊，需要工作人員根據實際情況不斷調整，也就是說，某一個突發事件發
生，工作人員將此信息，如發生的地點，嚴重程度(用應急救援物資表示)輸入到突發事件
信息數據模塊中，為后面的優化調度模型模塊的計算提供基礎。最后，在上述信息數據模塊
的數據輸入完畢后，則根據優化調度模型模塊進行計算，根據計算結果給應急救援服務設
施發出指令，待處理完畢后，要重新對應急救援服務設施信息數據模塊、突發事件信息數據
模塊的信息進行更新和維護，如，應急救援服務設施信息數據模型中的應急救援物資需要
更新，突發事件信息數據模塊中，突發事件處理完畢后需要標示處理完畢，等等。 本發明的應急救援物資的優化調度系統，可以用編程語言撰寫后載入一電腦可讀
取記錄媒體中，記錄媒體可以是硬盤、光盤等等。由于本發明的思想、系統架構以及后臺的
數學模型均已詳述，熟知電腦語言以及系統架構的人均可憑本說明撰寫軟體程式，故有關
軟體程式不在此贅述。 最后所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
一種應急救援物資的優化調度系統及調度算法，包括中央處理裝置、信息存儲裝置，應急救援裝置，其特征在于，該系統還包括以下裝置城市電子地圖模塊，用于向信息存儲裝置輸入城市電子地圖信息數據；應急救援服務設施信息數據模塊，用于向信息存儲裝置輸入應急救援服務設施信息；突發事件信息數據模塊，用于輸出突發事件的有關信息；優化調度模塊，用于將突發事件信息數據和城市電子地圖信息數據進行處理并向應急救援裝置發送應急救援命令。
2. 如權利要求1所述的應急救援物資的優化調度系統及調度算法，其特征在于，所述 突發事件信息數據模塊能夠實現信息數據錄入、存儲、更新維護等功能。
3. 如權利要求1所述的應急救援物資的優化調度系統及調度算法，其特征在于，所述 優化調度模塊主要集成了數學模型和求解算法。
4. 一種應急救援物資的優化調度系統及調度算法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟1、向信息處理裝置輸入某城市的電子地圖信息、城市中應急救援服務裝置的位置信息、應急救援物資數量信息；步驟2、中央計算機處理器巡查城市中是否發生突發事件；步驟3、如果發生突發事件，則估算突發事件發生地點所需要的應急救援物資的估計數 量，否則轉步驟2 ;步驟4、中央計算機處理器比較通過優化模型算法所需物資數量能否滿足處理突發事 件的需要；步驟5、如果能夠滿足需要，中央計算機處理器則向應急救援服務裝置發出指令，實施 應急救援，否則優先救助重要的突發事件爆發地點，在模型輸入時，舍棄掉某些次要的突發 事件爆發點。
5. 如權利要求4所述的應急救援物資的優化調度系統及調度算法，其特征在于所述城 市的電子地圖信息是指包括城市內各個建筑的規模、材質，各個建筑的地理位置以及建筑 物實現的功能等信息。
6. 如權利要求4所述的應急救援物資的優化調度系統及調度算法，其特征在于所述城 市中應急救援服務裝置的位置信息是指處理突發事件的應急救援服務設施所處位置，以及 與城市中各建筑物之間各條路程的時間信息。
7. 如權利要求4所述的應急救援物資的優化調度系統及調度算法，其特征在于所述某 應急救援物資數量信息是指需要的應急資源的種類和數量信息。
8. 如權利要求4所述的應急救援物資的優化調度系統及調度算法，其特征在于，步驟4 所述優化模型算法是指第杰斯特拉算法和貪婪算法。
9. 如權利要求4所述的應急救援物資的優化調度系統及調度算法，其特征在于，步驟4 進一步包括以下步驟:按照一定的標準，突發事件爆發點i是否被應急救援服務設施點j所覆蓋，如被覆 蓋其值為1，否則為0;S(i， j):表示突發事件爆發點i與應急救援服務設施點j之間有多少條不同的路徑，令 、■= {l，2，....，s(i， j)};T k(i， j):為突發事件爆發點i與應急救援服務設施點j之間估計所需要的時間；qk(i， j):表示供應點j通過路徑k到需求點i的時間不超過t k(i， j)內的概率； x(j):供應點j所擁有的應急資源； d(i):需求點所需要的應急資源；入i :表示qk(i， j)是否不小于某一水平a ，如不小于a ， A , = l，否則為0 ; 13 :表示從所用供應點j在tk(i，j)內運輸到需求點i的應急資源量要不小于此需求 點需求量的P水平； 模型變量xk(i， j):從應急資源供應點j通過路徑k運輸到需求點i的應急資源量； yk(i， j):如果從應急資源供應點j通過路徑k運輸資源到需求點i， 其值為l，否則為O;其調度優化模型為<formula>formula see original document page 3</formula>約束為<formula>formula see original document page 3</formula>M為一足夠大的正數 e為一足夠小的正數 P介于O和1之間其中I為突發事件爆發點集合，J為應急救援服務設施點。<formula>formula see original document page 3</formula>
全文摘要
本發明為一種應急救援物資的優化調度系統及調度算法，是針對于城市某種突發事件突然發生，如火災等，通過后臺調度優化模型計算，向某些應急救援服務設施點發出指令，運送相應的應急救援物資到受災地點。此應急救援物資的優化調度系統及調度算法主要包括以下步驟輸入某城市的電子地圖信息；輸入此城市中應急救援服務設施點的位置；輸入此城市中應急救援服務設施點所擁有的應急救援物資數量；輸入此城市中突發事件爆發地點；輸入此城市中突發事件爆發地點所需要的應急救援物資估計數量；通過后臺調度優化模型計算；向應急救援服務設施點發出指令。
文檔編號G06Q10/00GK101782977SQ20091000050
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月15日 優先權日2009年1月15日
發明者許建國 申請人:許建國