[发明专利]应急救援场景下多任务冲突检测与消解的路径规划方法

说明书

本发明公开了一种应急救援场景下多任务冲突检测与消解的路径规划方法。本发明对Dijkstra算法进行改进，综合考虑了道路占用、路口占用、车队优先级等多个因素，解决了多梯队协同运输时采用Dijkstra算法进行导航规划时冲突消解问题，能够适用于应急救援协调运输场景。

技术领域

本发明涉及路径规划技术领域，具体涉及一种应急救援场景下多任务冲突 检测与消解的路径规划方法。

背景技术

应急救援力量信息化建设一直是国家网信体系建设的重要一环，近年来， 极端恶劣天气、自然灾害频繁发生，国家救援力量承担的任务日趋繁重。一些 救援行动时间跨度长、行动地域广、涉及的救援要素众多，对救援力量的快速 响应能力提出了新的要求。通过全面研究分析路段资源占用情况、时间代价、 行进路线拥堵元素，制定灵活的优先级规则，对多任务路线实现冲突检测与消 解，生成多任务应急救援方案，能够提升救援力量任务规划过程的科学性和精 确性，从而为应急救援行动的快速部署提供有效支撑。

现有的有关冲突检测与消解算法文献多数是从构建STN复杂网络入手，考 虑时间、空间、资源等多个维度的影响信息来应对复杂交通场景，如“冲突检测 和消解算法研究与实现”，“基于STN的计划执行过程时间冲突检测与消解”，其 中也有结合GPS定位技术的“无信号交叉口冲突检测与消解算法研究”，此类方 法除了构建难度大以外，也由于加入了卫星等高性能传感器设备而大大增加了 投入成本。基于以上缺点，本文从路线导航层面切入，对行进的任务需求进行 分析，借用传统的图论算法Dijkstra的流程进行改进，进而解决冲突消解问题。 现有的一些针对Dijkstra算法的改进，如“一种基于Dijkstra算法的港口物流调度 方法”是针对港口物流调度的任务进行了复杂系统构建，与Dijkstra结合解决了 有关调度上的路线问题，但并未考虑行进中多任务协调的冲突情况，而“基于 Dijkstra算法的集装箱港口集卡调度场规划研究”也与其上情况类似，其他冲突场 景如“基于改进Dijkstra算法的停车AGV路径规划”是将存车权值设为距离，取 车权值设为时间引入时间窗，而分阶段解决停车路径问题，但是因为停车任务 不具有应急救援任务的优先级性质，这种方法在应急场景下不能处理多任务复 杂协同，而且救援车队因为本身比普通车辆行车长度大，对路口的占有度高， 进入路口结点的设置规则也更复杂，所以并不适合应急救援任务场景。此外还 有针对Dijkstra算法本身存储结构，效率进行的改进优化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种应急救援场景下多任务冲突检测与消解的路 径规划方法，解决了多梯队协同运输时采用Dijkstra算法进行导航规划时冲突消 解问题。

本发明的应急救援场景下多任务冲突检测与消解的路径规划方法，包括：

步骤1，以区域内可供转向的路口作为结点，道路作为边，构建区域的路网 有向带权图G(V,E)，其中，V为路网中结点的集合，E为路网中有向边的集合； 其中边E的权重包括动态权重E.length、E.value和静态权重E.val；其中，E.val 为当前待规划车队在理想情况下通过边E的时间；

步骤2，考虑待规划车队和已规划车队的冲突情况，对G(V,E)数据进行更新：

S21，提取集合V中未被标记的、value值最小的结点Vmin，并根据G(V,E) 获取其邻接点，所述邻接点未被标记；其中value值为当前待规划车队到达此结 点的时间；路径起始结点的value值初始化为0；其他结点的value值初始化为 无穷大；若集合V中的结点均已被标记，则执行步骤3；

S22，选取Vmin的邻接结点中未被遍历的点Vtt，更新结点Vmin与Vtt的 边Ett的权重Ett.length：