基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)，包括：應(yīng)用接口模塊、感應(yīng)器信息采集模塊、綜合分析模塊、救援物資管理模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，綜合分析模塊對(duì)應(yīng)用接口模塊獲取的當(dāng)前救援信息、感應(yīng)器信息采集模塊獲取的感知信息進(jìn)行分析處理，并采用蟻群算法規(guī)劃螞蟻在救援點(diǎn)與救援現(xiàn)場(chǎng)之間的擬定救援路線；救援物資管理模塊調(diào)撥救援物資，以及獲取救援物資的當(dāng)前使用信息；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將當(dāng)前救援信息、感知信息、擬定救援路線，以及救援物資的當(dāng)前使用信息同步存儲(chǔ)至云端。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)可以協(xié)調(diào)多個(gè)救援點(diǎn)、救援現(xiàn)場(chǎng)的物資調(diào)度，提升救援物資的調(diào)撥速度，降低人力資源的浪費(fèi)，使得救援方案可以有效執(zhí)行。

Rescue organization system and method based on improved ant colony algorithm

The invention provides a rescue organization system and method based on improved ant colony algorithm. The system includes application interface module, sensor information acquisition module, comprehensive analysis module, rescue material management module and network transmission module. The comprehensive analysis module divides the current rescue information acquired by application interface module and the sensing information acquired by sensor information acquisition module. The ant colony algorithm is used to plan the rescue route between the rescue point and the rescue scene; the rescue materials management module allocates rescue materials and acquires the current use information of rescue materials; the network transmission module stores the current rescue information, perception information, drawing up rescue routes, and the current use information of rescue materials to the cloud simultaneously. The invention can coordinate the material dispatching of multiple rescue points and rescue sites, improve the speed of the material dispatching, reduce the waste of human resources, and enable the rescue scheme to be effectively implemented.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)及方法
本專(zhuān)利技術(shù)涉及人工智能
，具體地，涉及基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
在應(yīng)對(duì)大型自然災(zāi)害時(shí)，迅速組織公共場(chǎng)所人員進(jìn)行應(yīng)急疏散是減小傷亡的重要途徑。目前，針對(duì)公共場(chǎng)所人員的應(yīng)急疏散，還主要依靠調(diào)度中心對(duì)各個(gè)參與部門(mén)的直接調(diào)配。但是，這種組織方式需要耗費(fèi)較多人力，當(dāng)有多個(gè)救援的單位參與時(shí)，各個(gè)救援單位之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)及時(shí)的信息共享，從而造成救援資源和人力的浪費(fèi)，影響救援方案的有效執(zhí)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)及方法。第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供一種基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)，包括：應(yīng)用接口模塊、感應(yīng)器信息采集模塊、綜合分析模塊、救援物資管理模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；其中：所述應(yīng)用接口模塊，用于接收由救援人員發(fā)送的當(dāng)前救援信息；所述感應(yīng)器信息采集模塊，用于獲取布設(shè)在救援現(xiàn)場(chǎng)的感應(yīng)器所采集到的感知信息；所述綜合分析模塊，用于對(duì)所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息進(jìn)行分析處理，并采用蟻群算法規(guī)劃螞蟻在救援點(diǎn)與救援現(xiàn)場(chǎng)之間的擬定救援路線；所述救援物資管理模塊，用于調(diào)撥救援物資，以及獲取所述救援物資的當(dāng)前使用信息；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，用于將所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息、所述擬定救援路線，以及所述救援物資的當(dāng)前使用信息同步存儲(chǔ)至云端。可選地，所述救援物資管理模塊還用于：在救援物資出現(xiàn)損壞或短缺的情況時(shí)，根據(jù)救援點(diǎn)處救援物資當(dāng)前的使用情況，進(jìn)行救援物資的重新調(diào)撥。可選地，所述當(dāng)前救援信息包括：救援地點(diǎn)、當(dāng)前時(shí)間，參與救援人數(shù)、預(yù)計(jì)待救援人數(shù)、投入使用的救援物資；所述感知信息包括：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)人流情況、現(xiàn)場(chǎng)救援實(shí)況、疏散路徑人流分布情況；所述當(dāng)前使用信息包括：投入使用的救援物資類(lèi)型、投入使用的每種救援物資的數(shù)量、投入使用的救援物資分布情況、未投入使用的救援物資類(lèi)型，以及未投入使用的每種救援物資的數(shù)量；所述救援物資包括：運(yùn)輸設(shè)備、挖掘設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、食品、藥品、飲用水。可選地，所述綜合分析模塊，具體用于：根據(jù)所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息，確定所有救援點(diǎn)以及需要調(diào)撥物資的救援現(xiàn)場(chǎng)；將救援點(diǎn)設(shè)置為所述改進(jìn)的蟻群算法中螞蟻的起始節(jié)點(diǎn)，將需要調(diào)撥物資的救援現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置為螞蟻的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，令螞蟻攜帶對(duì)應(yīng)數(shù)量的物資從起始節(jié)點(diǎn)出發(fā)，當(dāng)螞蟻到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，默認(rèn)螞蟻將對(duì)應(yīng)數(shù)量的物資部分，或者全部投放至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；根據(jù)起始節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息，繪制救援地圖；并在救援地圖上標(biāo)記每個(gè)起始節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前物資存儲(chǔ)數(shù)量，以及每個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的物資需求數(shù)量；采用蟻群算法規(guī)劃螞蟻在救援地圖上的路徑，得到擬定救援路線。可選地，所述螞蟻包括：水源和食品螞蟻、醫(yī)療螞蟻、挖掘螞蟻；所述水源和食品螞蟻是指：攜帶水源和食品的螞蟻；所述醫(yī)療螞蟻是指：攜帶醫(yī)療設(shè)備和/或醫(yī)護(hù)人員的螞蟻；所述挖掘螞蟻是指：攜帶挖掘設(shè)備和/或挖掘技術(shù)人員的螞蟻。可選地，采用蟻群算法規(guī)劃螞蟻在救援地圖上的路徑，得到擬定救援路線，包括：假設(shè)第k個(gè)螞蟻當(dāng)前位于第f個(gè)起始節(jié)點(diǎn)位置，則螞蟻行進(jìn)至z個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的概率的計(jì)算公式如下：β＝γ+θ其中，k＝1，2，3，…，N，N表示螞蟻的總數(shù)量；f＝1，2，3，…，M，M表示起始節(jié)點(diǎn)的總數(shù)量；f＝1，2，3，…，Q，Q表示目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)量；表示編號(hào)為k的螞蟻從節(jié)點(diǎn)f到節(jié)點(diǎn)z的概率，τfz(t)表示節(jié)點(diǎn)f到節(jié)點(diǎn)z之間的路徑上信息素濃度，ηfz(t)表示節(jié)點(diǎn)f到節(jié)點(diǎn)z之間的可見(jiàn)度，表示每只螞蟻可以的選擇的點(diǎn)，第k只螞蟻?zhàn)哌^(guò)的點(diǎn)，將在中被刪除，α表示信息素濃度的影響因子，通常在[0.3，0.7]區(qū)間取值，β表示能見(jiàn)度的影響因子，γ表示目標(biāo)節(jié)點(diǎn)z的物資需求數(shù)量，θ表示能見(jiàn)度；其中，每當(dāng)有一只螞蟻經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)f到節(jié)點(diǎn)z之間的路徑，則對(duì)應(yīng)路徑的信息素增加，并且設(shè)置所述信息素根據(jù)時(shí)間逐漸減少。第二方面，本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供一種基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織方法，應(yīng)用第一方面中任一項(xiàng)所述的基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)執(zhí)行救援任務(wù)的組織。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)具有如下的有益效果：本專(zhuān)利技術(shù)提供的基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)及方法，通過(guò)設(shè)置包含：應(yīng)用接口模塊、感應(yīng)器信息采集模塊、綜合分析模塊、救援物資管理模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)救援任務(wù)的組織，其中：應(yīng)用接口模塊接收由救援人員發(fā)送的當(dāng)前救援信息；感應(yīng)器信息采集模塊獲取布設(shè)在救援現(xiàn)場(chǎng)的感應(yīng)器所采集到的感知信息；綜合分析模塊對(duì)所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息進(jìn)行分析處理，并采用蟻群算法規(guī)劃螞蟻在救援點(diǎn)與救援現(xiàn)場(chǎng)之間的擬定救援路線；救援物資管理模塊調(diào)撥救援物資，以及獲取所述救援物資的當(dāng)前使用信息；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息、所述擬定救援路線，以及所述救援物資的當(dāng)前使用信息同步存儲(chǔ)至云端。從而可以協(xié)調(diào)多個(gè)救援點(diǎn)、救援現(xiàn)場(chǎng)的物資調(diào)度，使得參與救援的各個(gè)單位可以實(shí)現(xiàn)信息共享，提升救援物資的調(diào)撥速度，降低人力資源的浪費(fèi)，使得救援方案可以有效執(zhí)行。附圖說(shuō)明通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本專(zhuān)利技術(shù)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：圖1為基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)的原理框圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本專(zhuān)利技術(shù)，但不以任何形式限制本專(zhuān)利技術(shù)。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本專(zhuān)利技術(shù)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本專(zhuān)利技術(shù)的保護(hù)范圍。伴隨著人工智能的發(fā)展，人工智能算法也逐漸被投入到人員疏散活動(dòng)中。人工智能算法集結(jié)而成的系統(tǒng)通過(guò)感知層掌握各類(lèi)數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層傳輸至智能計(jì)算層，利用算法進(jìn)行計(jì)算并匯總、分析，由前端界面與用戶(hù)進(jìn)行交互，由外部設(shè)備為用戶(hù)服務(wù)，提供防護(hù)工具、淡水食品等，達(dá)到增加災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)人員幸存概率，并幫助其成功逃生的目的。本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供一種基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)，正是應(yīng)用了人工智能算法來(lái)實(shí)現(xiàn)救援任務(wù)的組織。圖1為基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)的原理框圖，圖1所示，包括：應(yīng)用接口模塊10、感應(yīng)器信息采集模塊20、綜合分析模塊30、救援物資管理模塊40、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊50。其中：應(yīng)用接口模塊10，用于接收由救援人員發(fā)送的當(dāng)前救援信息。感應(yīng)器信息采集模塊20，用于獲取布設(shè)在救援現(xiàn)場(chǎng)的感應(yīng)器所采集到的感知信息；綜合分析模塊30，用于對(duì)當(dāng)前救援信息、感知信息進(jìn)行分析處理，并采用蟻群算法規(guī)劃螞蟻在救援點(diǎn)與救援現(xiàn)場(chǎng)之間的擬定救援路線。救援物資管理模塊40，用于調(diào)撥救援物資，以及獲取救援物資的當(dāng)前使用信息。網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊50，用于將當(dāng)前救援信息、感知信息、擬定救援路線，以及救援物資的當(dāng)前使用信息同步存儲(chǔ)至云端。在一種可選的實(shí)施方式中，救援物資管理模塊40還用于：在救援物資出現(xiàn)損壞或短缺的情況時(shí)，根據(jù)救援點(diǎn)處救援物資當(dāng)前的使用情況，進(jìn)行救援物資的重新調(diào)撥。在一種可選的實(shí)施方式中，綜合分析模塊30，具體用于：根據(jù)當(dāng)前救援信息、感知信息，確定所有救援點(diǎn)以及需要調(diào)撥物資的救援現(xiàn)場(chǎng)；將救援點(diǎn)設(shè)置為改進(jìn)的蟻群算法中螞蟻的起始節(jié)點(diǎn)，將需要調(diào)撥物資的救援現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置為螞蟻的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，令螞蟻攜帶對(duì)應(yīng)數(shù)量的物資從起始節(jié)點(diǎn)出發(fā)，當(dāng)螞蟻到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，默認(rèn)螞蟻將對(duì)應(yīng)數(shù)量的物資部分，或者全部投放至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；根據(jù)起始節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)，其特征在于，包括：應(yīng)用接口模塊、感應(yīng)器信息采集模塊、綜合分析模塊、救援物資管理模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；其中：所述應(yīng)用接口模塊，用于接收由救援人員發(fā)送的當(dāng)前救援信息；所述感應(yīng)器信息采集模塊，用于獲取布設(shè)在救援現(xiàn)場(chǎng)的感應(yīng)器所采集到的感知信息；所述綜合分析模塊，用于對(duì)所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息進(jìn)行分析處理，并采用蟻群算法規(guī)劃螞蟻在救援點(diǎn)與救援現(xiàn)場(chǎng)之間的擬定救援路線；所述救援物資管理模塊，用于調(diào)撥救援物資，以及獲取所述救援物資的當(dāng)前使用信息；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，用于將所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息、所述擬定救援路線，以及所述救援物資的當(dāng)前使用信息同步存儲(chǔ)至云端。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)，其特征在于，包括：應(yīng)用接口模塊、感應(yīng)器信息采集模塊、綜合分析模塊、救援物資管理模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；其中：所述應(yīng)用接口模塊，用于接收由救援人員發(fā)送的當(dāng)前救援信息；所述感應(yīng)器信息采集模塊，用于獲取布設(shè)在救援現(xiàn)場(chǎng)的感應(yīng)器所采集到的感知信息；所述綜合分析模塊，用于對(duì)所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息進(jìn)行分析處理，并采用蟻群算法規(guī)劃螞蟻在救援點(diǎn)與救援現(xiàn)場(chǎng)之間的擬定救援路線；所述救援物資管理模塊，用于調(diào)撥救援物資，以及獲取所述救援物資的當(dāng)前使用信息；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，用于將所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息、所述擬定救援路線，以及所述救援物資的當(dāng)前使用信息同步存儲(chǔ)至云端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)，其特征在于，所述救援物資管理模塊還用于：在救援物資出現(xiàn)損壞或短缺的情況時(shí)，根據(jù)救援點(diǎn)處救援物資當(dāng)前的使用情況，進(jìn)行救援物資的重新調(diào)撥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)，其特征在于，所述當(dāng)前救援信息包括：救援地點(diǎn)、當(dāng)前時(shí)間，參與救援人數(shù)、預(yù)計(jì)待救援人數(shù)、投入使用的救援物資；所述感知信息包括：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)人流情況、現(xiàn)場(chǎng)救援實(shí)況、疏散路徑人流分布情況；所述當(dāng)前使用信息包括：投入使用的救援物資類(lèi)型、投入使用的每種救援物資的數(shù)量、投入使用的救援物資分布情況、未投入使用的救援物資類(lèi)型，以及未投入使用的每種救援物資的數(shù)量；所述救援物資包括：運(yùn)輸設(shè)備、挖掘設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、食品、藥品、飲用水。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的基于改進(jìn)蟻群算法的救援組織系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合分析模塊，具體用于：根據(jù)所述當(dāng)前救援信息、所述感知信息，確定所有救援點(diǎn)以及需要調(diào)撥物資的救援現(xiàn)場(chǎng)；將救援點(diǎn)設(shè)置為所述改進(jìn)的蟻群算法中螞蟻的起始節(jié)點(diǎn)，將需要調(diào)撥物資的救援現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置為...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳麗瓊，何心，劉微，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海,31