[发明专利]基于合作机制的化工园区巡逻车调度方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种基于合作机制的化工园区巡逻车调度方法、系统及介质，本发明方法包括对化工园区的道路网络建模为图模型G；确定巡逻车的初始配置，包括巡逻车的数量r和初始位置sp；将图模型G分成r个区域，每个区域分配一辆巡逻车；构建各辆巡逻车的巡逻转移图pG；将化工厂区、巡逻车建立巡逻博弈模型，在得到各辆巡逻车的巡逻转移图的基础上求解巡逻博弈模型得到各辆巡逻车的最佳巡逻路线。本发明将博弈模型和合作巡逻机制结合在一起，提出基于合作机制的化工园区环保巡逻博弈模型，将化工园区静态划分为多个区域避免冲突以实现合作，能够提高资源的利用率、保证巡逻的效果，可有效减少化工厂区排放过量大气污染物的概率。

技术领域

本发明涉及公共安全领域，具体涉及一种基于合作机制的化工园区巡逻车调度方法、系统及介质。

背景技术

对于包括化工园区巡逻、边境巡逻、港口巡逻等在内的多种安防场景，采用巡逻车代替人工进行巡逻，能够降低巡逻人员的人力负担、防止巡逻人员发生意外人身伤害。

考虑到化工园区的占地面积较大，少量巡逻车无法对园区范围进行有效的时空覆盖，因此使用多辆巡逻车同时进行巡逻。在不引入巡逻车合作机制的情况下，在实际巡逻过程中，各巡逻车会根据当前的状态各自选择巡逻路线，有可能会出现多辆巡逻车同时巡逻同一个化工厂区的情况，这就会造成巡逻资源的浪费。为了提高资源的利用率，保证巡逻的效果，要求多辆巡逻车在同时巡逻时尽量避免出现上述提到的问题，这就需要多辆巡逻车在巡逻过程中有一定的合作机制。

博弈论研究多个个体或团队之间在特定条件制约下的对局中利用相关方的策略实施对应的策略，有时也称为对策论，是研究具有斗争或竞争性质现象的理论和方法。20世纪50年代，冯·诺伊曼(von Neumann)和奥斯卡·摩根斯坦(Morgenstern)首次对博弈论系统化和形式化，并引入经济学，至今仍为经济分析的主要工具之一。随着博弈论的发展与完善，该理论已经在公共安全领域得到广泛应用。美国将博弈论应用于安防领域并开发了多款系统，如用于规划机场检查点的设置及警犬巡逻路线的ARMOR系统、为航班进行调度分配空中警察的IRIS系统、用于规划海岸警卫队巡逻路线的PORTECT系统等，都取得了一定的效果。根据Tambe等人的观点，博弈论利用合理的数学方法在多个利益相关者的情况下对有限资源部署进行建模方面具有优势。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于合作机制的化工园区巡逻车调度方法、系统及介质，本发明将博弈模型和合作巡逻机制结合在一起，提出基于合作机制的化工园区环保巡逻博弈模型，在巡逻过程中，将化工园区静态划分为多个区域避免冲突以实现合作，在此基础上给出各巡逻车的优化使用方案，能够提高资源的利用率、保证巡逻的效果，可有效减少化工厂区排放过量大气污染物的概率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于合作机制的化工园区巡逻车调度方法，实施步骤包括：

1)对化工园区的道路网络进行建模得到图模型G；

2)确定巡逻车的初始配置，包括巡逻车的数量r和每辆巡逻车的初始位置sp；

3)将图模型G进行区域划分成r个区域，每个区域分配一辆巡逻车；

4)构建各辆巡逻车的巡逻转移图pG；

5)将化工厂区、巡逻车建立巡逻博弈模型，在得到各辆巡逻车的巡逻转移图的基础上求解巡逻博弈模型得到各辆巡逻车的最佳巡逻路线。

可选地，步骤1)中得到图模型G由节点集合V和连边集合E构成，其中节点集合V中的节点由化工园区内每个化工厂区的车辆出入口或道路交叉口构成，连边集合E中的连边由图模型G中的节点根据化工园区内实际的化工厂区及道路的连接情况连接而成，且同一个化工厂区的多个不同车辆出入口节点之间增加连边连接。

可选地，步骤2)的详细步骤包括：