[发明专利]一种面向公共设施服务区的划分方法及装置

权利要求书

1.一种面向公共设施服务区的划分方法，其特征在于，所述划分方法包括如下步骤：

步骤1，对设定地理区域的所有数据进行管理，形成不同结构类型的数据文件；

获取设定地理区域的数据，并将所述设定地理区域的数据转化成不同结构类型的数据文件；所述不同结构类型的数据文件中的数据为标准格式；所述标准格式是指计算所支持的数据格式；

步骤2，构建公共设施服务区划分框架；所述公共设施服务区划分框架包括算法单元、结构单元和数学模型单元；所述结构单元用于和所述数据文件中的数据形成数据结构单元；所述算法单元中包括至少两种算法，在使用所述算法单元中的算法时调用所述数据结构单元中的数据；

步骤3，将所述数据文件导入到所述公共设施服务区划分框架中的结构单元中，形成所述数据结构单元；

步骤4，基于所述算法单元和/或所述数学模型单元对所述数据结构单元中的数据进行处理，得到分区方案；具体为：

基于构建PFSD的混合整型线性规划数学模型，通过CPLEX计算PFSD模型而得到相应的优化分区方案；

包括如下步骤：

步骤S411，构建PFSD的混合整型线性规划数学模型；

在构建PFSD的混合整型线性规划数学模型时，通过数学集合的形式来表示PFSD问题，即一个地理区域U包含n个地理单元和m个设施，集合U={1, 2, … n}；每一个地理单元i具有属性A_i和B_i；

其中，A_i表示空间单元i的服务需求量；B_i表示地理单元i内设施容量，B_i=0表示地理单元i内无设施；

变量D_ij表示地理单元i与地理单元j之间的距离；

变量C_ij代表地理单元i与地理单元j是否邻接；

地理单元i的邻接单元集合表示为N_i={ j | C_ij =1}；

变量K表示要划分的设施服务区数量；

设施服务区集合S={s₁, s₂… s_K } (s_k⊂U)表示K个设施服务区；

则基于混合整型线性规划数学模型，确定的公共设施服务区划分的PFSD模型如下：

(1)

其中，V表示需求单元到设施单元的总距离；y_ik表示地理单元i是否分配到设施单元k，取值只能是0或者1；

为了使总距离V得到最小值，增加约束条件，对（1）进行求解优化；

步骤S412，通过CPLEX计算PFSD模型从而得到相应的优化分区方案；

约束条件如下

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

约束条件(2)要求每个地理单元i必须且唯一指派到一个设施服务区；

约束条件(3)是设施容量限制，要求保证每个设施服务区的需求量不能超过设施容量；

约束条件(4)-(7)是基于网络流概念构造的，保证设施服务区k的空间连续性；

约束条件(8)- (9)是对决策变量取值的限定；

其中，f_ijk是非负整数，表示设施服务区k内从地理单元i到地理单元j的流量；

通过约束条件(2)- (9)，能够对需求单元到设施单元的总距离V的计算实现优化计算，使总距离V最小。