一种沙漠行走动态规划方法技术

本发明专利技术公开了一种沙漠行走动态规划方法，本发明专利技术涉及动态规划技术领域。该沙漠行走动态规划方法，通过建立动态路线规划模型和定量预测建立了穿越沙漠的六种不同行走方式，使六种不同行走方式一一对应沙漠行走的各种情况，从而让穿越沙漠的方案针对性强，提高穿越沙漠的方案准确性，再通过天气排布和出现概率定向预测算法测算出未来的天气，较为客观地给出了未来的天气可能，使各个方案得到较为准确的决策和分析，从而让各个方案均得到准确的资金，再运用博弈论和运筹学把合作和竞争统一穿越沙漠的行走方式中，能够较好解决多个行走人员在沙漠行走中合作和竞争的矛盾问题，从而获得对于整体和个人来说都较优的决策。于整体和个人来说都较优的决策。于整体和个人来说都较优的决策。

【技术实现步骤摘要】
一种沙漠行走动态规划方法


[0001]本专利技术涉及动态规划
，具体为一种沙漠行走动态规划方法。

技术介绍

[0002]沙漠化已经成为当今世界极其重要的环境和社会经济问题，据不完全统计，沙漠地区95％以上的公路不同程度地受到沙埋、沙蚀的危害，甚至部分路段发生“干翻浆”现象，使路面发生破坏，影响交通安全，影响行人穿行。随着人们对沙漠中矿产开发的需求增加，需要构建合理地穿越的行程决策模型，以方便人们在穿越沙漠时合理利用资源。
[0003]目前针对行人行程决策模型的构建主要集中在城市交通方面，针对穿越沙漠的行程决策方法研究较少，而且研究的决策方法没有对沙漠的天气和生存资源进行考虑，因此，技术人员提供一种沙漠行走动态规划方法，通过对天气排布和出现概率定向预测算法测算出未来的天气，较为客观地给出了未来的天气可能，使得实施例中的各个方案得到较为准确的决策和分析，从而让各个方案均得到准确地利用资源。

技术实现思路

[0004]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种沙漠行走动态规划方法，解决了穿越沙漠的行程决策方法研究较少，而且研究的决策方法没有对沙漠的天气和生存资源进行考虑的问题。
[0005]（二）技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种沙漠行走动态规划方法，具体包括以下步骤：S1、建设地图：把地图中两个顶点之间是否相邻作为目标，并将相邻的两个目标连接，制作相应的无向图；S2、规划路线：对不同目标地点的最短路径进行求解；S3、资源整理：将相应的要求转化为0
‑
1，对模型中决策变量、目标函数以及约束条件的分析，可以得行人员到终点时总资金最大化模型的建立。
[0006]优选的，所述在建设地图步骤中用z
mn（
m，n=1，2，3，
…
，27）表示无向图中的任意两个顶点，将相邻转化为0
‑
1决策变量：可得到下方邻接矩阵：任意两个顶点之间相邻接
。
[0007]优选的，所述规划路线步骤中运用Floyd算法，解出对不同目标地点的最短路径。
[0008]优选的，所述在资源整理步骤中，决策变量的判断如下：（1）沙漠行走中判断是否挖矿，可以采用0
‑
1变量，用w
ij
表示如下：（2）沙漠行走中判断是否行动，可以采用0
‑
1规划，用b
ij
表示如下：（3）由于在沙漠行走中进行路径选择时只能选择相邻的区域因此可以采用0
‑
1变量：（4）为了增加补给，行走人员需要在村庄进行水和食物的补给，村庄购买物资需要消费的资金B表示成：B表示的是挖矿的总收益；k表示的是第k天到达终点；q在这里表示区域总数q=27；X
ij
，Y
ij
表示在第i天在第j地买的水和食物的数量；根据只有一个村庄的情况，这里j为区域固定值15。
[0009]优选的，所述在资源整理步骤中目标函数的变量如下：（1）在沙漠行走过程中挖矿的收益A表示成：A表示的是挖矿的总收益；k表示的是第k天到达终点；q在这里表示区域总数q=27；w
ij
表示当天是否要挖矿；根据只有一个矿山的情况，这里j为固定值区域2；（2）以行走人员到达终点时留存的总资金最大为目标，根据相关决策，可以得到目标函数为：e1表示的是水的基准价格；f1表示的是食物的基准价格；X
ij
，Y
ij
表示的是在第i天在第j地买的水和食物的数量，这里用X
01
，Y
01
来表示，并带入数值进行计算；S
ij
，C
ij
表示在i
天在j地剩余的水和食物的数量，这里i=k，j=27。
[0010]优选的，所述在资源整理步骤中约束条件的变量如下：(1)j
i
：表示第i天的金币数，而第i天的金币数是通过第i
−
1天的金币数通过影响因素的影响进行迭代获得的，其中沙漠行走中的金币数不能小于0：（2）由于在沙漠行走中，第i天只在一个地点行动一次，且行走人员到达终点时的天数要小于30天：k（k≤30）表示当到达终点27时所用的天数；（3）Z
i
−1：表示第i天所在的地点，而沙漠行走中第i天所在的地点也是由第i
−
1所在的地点通过影响因素的影响进行迭代而出，可得到下面式子：（4）对购买物资数量的约束行走人员在初始起点时，所买的水和食物重量不能超过负重，价钱不能超出预算，这两个约束可以表示如下：这里的i=0，j=1；（5）对剩余物资数量消耗情况的约束在沙漠行走过程中，活动会存在三种情况，第一种为继续行走，第二种为原地不动，第三种为进行挖矿，无论哪一种情况都会进行物资消耗，一天活动下来后剩余的物资数量由当天活动以及前一天剩余物资数量决定，具体约束条件如下：S表示的是一天活动之后所拥有的剩余水的数量；SSij表示当天刚开始时所拥有水的数量；TS
ij
表示第i天水的消耗情况；C表示的是一天活动之后所拥有的剩余食物的数量；SC
ij
表示当天刚开始时所拥有的食物的数量；HS
ij
表示的是第i天食物的消耗情况；a
ij
表示行走人员在第i天在j地的活动方式；
由于剩余的物资的重量还是不能够超出负重，所以对负重的约束条件为：综合以上有关于优化模型中目标函数以及约束条件的分析，可以得到行走人员到终点时总资金最大化模型的建立：终点时总资金最大化模型的建立：终点时总资金最大化模型的建立：。
[0011]优选的，所述资源整理步骤中约束条件的天气包括晴天、高温、沙尘暴三种天气。
[0012]优选的，所述资源整理步骤中，目标包括起点、终点、矿山和村庄，在无向图中起点为1、终点为27、矿山为12和村庄为15。
[0013]（三）有益效果本专利技术提供了一种沙漠行走动态规划方法。具备以下有益效果：（1）该沙漠行走动态规划方法，通过建立动态路线规划模型和定量预测建立了穿越沙漠的六种不同行走方式，使六种不同行走方式一一对应沙漠行走的各种情况，从而让穿越沙漠的方案针对性强，提高穿越沙漠的方案准确性。
[0014]（2）该沙漠行走动态规划方法，通过对天气排布和出现概率定向预测算法测算出未来的天气，较为客观地给出了未来的天气可能，使各个方案得到较为准确的决策和分析，从而让方案准确地利用资源。
[0015]（3）该沙漠行走动态规划方法，通过运用博弈论和运筹学把合作和竞争统一穿越沙漠的行走方式中，能够较好解决多个行走人员在沙漠行走中合作和竞争的矛盾问题，从而获得对于整体和个人来说都较优的决策。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的无向图；图2为本专利技术的Flody 算法流程图；图3为本专利技术的0
‑
1决策变量邻接矩阵图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沙漠行走动态规划方法，其特征在于：具体包括以下步骤：S1、建设地图：把地图中两个顶点之间是否相邻作为目标，并将相邻的两个目标连接，制作相应的无向图；S2、规划路线：对不同目标地点的最短路径进行求解；S3、资源整理：将相应的要求转化为0
‑
1，对模型中决策变量、目标函数以及约束条件的分析，可以得行人员到终点时总资金最大化模型的建立。2.根据权利要求1所述的一种沙漠行走动态规划方法，其特征在于：所述在建设地图步骤中用z
mn（
m，n=1，2，3，
…
，27）表示无向图中的任意两个顶点，将相邻转化为0
‑
1决策变量：可得到下方邻接矩阵：任意两个顶点之间相邻接。3.根据权利要求1所述的一种沙漠行走动态规划方法，其特征在于：所述规划路线步骤中运用Floyd算法，解出对不同目标地点的最短路径。4.根据权利要求1所述的一种沙漠行走动态规划方法，其特征在于：所述在资源整理步骤中，决策变量的判断如下：（1）沙漠行走中判断是否挖矿，可以采用0
‑
1变量，用w
ij
表示如下：（2）沙漠行走中判断是否行动，可以采用0
‑
1规划，用b
ij
表示如下：（3）由于在沙漠行走中进行路径选择时只能选择相邻的区域因此可以采用0
‑
1变量：（4）为了增加补给，行走人员需要在村庄进行水和食物的补给，村庄购买物资需要消费的资金B表示成：B表示的是挖矿的总收益；k表示的是第k天到达终点；q在这里表示区域总数q=27；X
ij
，Y
ij
表示在第i天在第j地买的水和食物的数量；根据只有一个村庄的情况，这里j为区域固定
值15。5.根据权利要求1所述的一种沙漠行走动态规划方法，其特征在于：所述在资源整理步骤中目标函数的变量如下：（1）在沙漠行走过程中挖矿的收益A表示成：A表示的是挖矿的总收益；k表示的是第k天到达终点；q在这里表示区域总数q=27；w
ij
表示当天是否要挖矿；根据只有一个矿山的情况，这里j为固定值区域2；（2）以行走人员到达终点时留存的总资金最大为目标，根据相关决策，可以得到目标函数为：e1表示的是水的基准价格；f1表示的是食物的基准价格；X
ij
，Y
ij
表示的是在第i天在第j...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚铭波，张婉春，陆瑶，马艳，王军，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：发明
国别省市：