[发明专利]地震救援中基于两级规划的救援飞机任务分配

说明书

本发明公布了一种地震救援中基于两级规划算法的救援飞机任务分配方法(TLP)。所述方法包括：地震救援模拟器和两级规划救援算法(TLP)。地震救援模拟器模拟地震中地面医疗区和受灾区内的受灾人员情况。TLP算法对救援飞机的任务分配进行在线优化，包括救援任务级规划、救援飞机级规划和救援飞机位置分配三部分。第一部分，完成救援任务的聚类和救援飞机的任务分配。第二部分，基于粒子群算法对各任务组及其相应救援飞机组进行救援目标序列规划，第三部分，在任务完成后对各救援飞机进行位置分配，便于开展下一个救援周期的救援工作。TLP算法在地震及余震的发生具有随机性和不可预测性的情况下，最大化救援成功的总人数，提高了救援效果。

技术领域

本发明属于计算机应用技术领域，特别涉及地震救援中救援飞机的任务分配，具体是基于一种两级规划的地震救援飞机的任务分配方法。可用于在线实现救援飞机的有效任务分配，以便在地震发生后尽快将受灾人员从灾区撤离，确保人员的生命安全。

背景技术

地震灾害具有突发性强和破坏性大的特点，同时板块之间的挤压和碰撞使板块内部及板块边缘极易出现错动和破裂，造成强烈的次生灾害，极难进行防御。因此，为了尽量减少社会和经济损失，需及时做出响应，规划好地震灾区中受灾人员的应急救援。与其他场景下的应急救援相比，地震救援所面临的难点在于地震发生点的位置具有随机性，且单个地震区域的受灾人数较多，对应急救援响应的高效性有更高的要求。因此就需要合理调度救援资源，建立有效的救灾机制，根据当地的救援资源进行合理的配置。

近年来，救援飞机在灾害管理中的应用越来越广泛，在处理自然灾害、事故灾难以及社会安全事件等方面都能发挥出重要的作用。如美国ALTI UAS公司推出的无人垂直起降混合动力飞机ALTI Transition VTOL，以及德国Microdrones公司生产的微型水上救援飞机mdSA。而在国内，也有许多将救援飞机应用到地震救援中的实例。如在汶川特大地震中，我国成功实践了“大飞机救援模式，以及2014年武警首次使用多旋翼救援飞机参与抗震救灾工作。此外，基于救援飞机的测绘系统还可以获取地震灾区的影像资料，满足获取实时受灾数据和确保救援有效性的需求，有助于提高地震救援中救援飞机调度的效率。

现有的地震救援算法主要分为：(1)基于群体行为的研究，通过研究紧急情况下群体的移动行为，可以确定一个稳定的群体模式。(2)确定临时救援中心的位置，是城市规划和应急管理的重要组成部分，对保证紧急医疗服务及其他救援的效率起到重要作用。(3)震后应急物流调度，是大型地震灾害后的一项重要任务，通过考虑动态灾害环境的影响，为震后的物流调度提供实时指导。(4)救援决策系统，可提供有效的应急管理决策，提高应急救援效率，降低受灾损失。

地震的发生具有极大的不确定性，因此无法使用确切的公式或模型来模拟实时的地震及余震发生的位置、时间、震级等其他数据信息。因此就需要结合实际的救援需求建立地震救援模型。而现有的地震救援方法大多注重于某一区域内的群体行为研究、受灾后紧急选取临时救援中心或高效的实现救援物资的调度、快速做出决策以实现减轻地震损失等方面，没有考虑到如何在震中对实时生成的受灾人员进行救援。需要在救援模型的基础上设计救援算法，实现受灾人员的实时救援规划。

发明内容

本发明实施例提供地震救援中基于两级优化算法(TLP)的救援飞机在线任务分配算法。在线优化实现救援飞机的有效任务分配，在地震发生后将受灾人员尽快从灾区撤离，确保人民的生命安全。

为达到上述目的，本发明实施例提供了基于两级优化算法(TLP)的救援飞机在线任务分配方法，附图1为系统架构图。设计地震救援模拟器来模拟在地震灾害持续的过程中受灾地区的生成、受灾人员的分布以及救援飞机的救援情况，并根据受灾情况，通过救援任务级和救援飞机级的规划，完成救援飞机的有效任务分配。方法包括：