[发明专利]多个巡检员对多个站点进行巡检任务规划和路径设计方法

说明书

本发明公开了多个巡检员对多个站点进行巡检任务规划和路径设计方法，其中先将所有需要巡检的站点进行预处理，并按巡检员的数量进行任务均衡分配，然后进行风险识别，确定每个巡检点的风险因子，在降低集合Vsubgt;k/subgt;的整体风险的情况下，巡检员对其负责的子集内沿着优选路径进行当天的巡查任务，并对所有的风险因子的数值进行更性；本方法考虑了实际巡检中不同站点的运行风险，设计的路径可以用尽量低的巡检成本，去降低运维站点的整体运行风险，广泛适用于各种存在多站点巡检需求的工程应用，需要雇佣多个巡检员的应用场景为多个巡检员分配巡检任务时，保证了每个巡检员当天的巡检时间不超过其计划工作时间。

技术领域

本发明涉及巡查路径优化技术领域，具体为多个巡检员对多个站点进行巡检任务规划和路径设计方法。

背景技术

设备巡检系统是通过确保巡检工作的质量以及提高巡检工作的效率来提高设备维护的水平的一种系统，其目的是掌握设备运行状况及周围环境的变化，发现设施缺陷和危及安全的隐患，及时采取有效措施，保证设备的安全和系统稳定。现有设备设施的巡检，可以有效保障设备正常运行，减少故障；利于发现设备设施存在的隐患，及时进行整改，杜绝或预防事故的发生。当设备设施分布在地理上不同的多个地点时，多站点的巡检往往可以抽象为旅行商问题，设计最优或次优的路径。

但是对于河道湖泊巡检、道路巡检、管网巡检等实际应用中，需要巡检的地点数目N通常很大。这样，一来计算复杂，二来由于巡检人力资源的限制，很可能无法在限定时间内一次性巡检完全部站点。这需要考虑对站点进行合理的任务规划，实行分批次巡检。对于数量多且分散的站点巡检，运维方往往会雇佣多个巡检员共同承担巡检工作。而且，实际应用中会要求每个巡检员的每日工作的时间不超出其劳动合同约定的工作时长。目前能检索到的多人多站点巡检方案，一方面往往忽视了对站点进行差异化管理，导致低风险站点过度巡检和高风险站点巡检频次相对不足同时存在的不合理现象；另一方面没有考虑巡检员一天的计划工作时间，对巡检任务分配不均衡，而且无法满足对巡检员进行灵活排班的管理需求。

发明内容

本发明的目的在于提供多个巡检员对多个站点进行巡检任务规划和路径设计方法，通过设计设计的路径可以用尽量低的巡检成本，去降低运维站点的整体运行风险，同时保证了每个巡检员当天的巡检时间不超过其计划工作时间，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多个巡检员对多个站点进行巡检任务规划和路径设计方法，包括以下步骤：

S1：先把所有需要巡检的站点进行预处理，并按巡检员的数量进行任务均衡分配，具体步骤包括：

S1.1、对于应用场景，列出分布在不同位置的所有需要巡检的站点，这些站点称为原始站点，其总个数为N；

S1.2、根据场景的实际情况，确定巡检点m，对于巡检点m，m＝1,2,…,M，其例行巡检时长为t_m，与巡检点m存在直接相连路径的巡检点，称为点m的邻接点，巡检点i到邻接点j之间的路径行进时长为t_ij；

S1.3、其中巡检员共有K人，每次巡检时，所有巡检员都从办公基地(用起点O表示)出发，并在完成当天巡检任务后回到起点0，由于站点数量众多，而且各站点的重要性存在差异，对巡检的频次要求也不同，因此不需要巡检员在一天完成所有站点的巡检，而是希望巡检员对巡检站点进行合理规划，逐日分批巡检；

S1.4、用集合V表示起点O和全部M个巡检点构成的集合，用P_i-1表示上一巡检点，用P_i表示与P_i-1邻接的下一巡检点，以两者之间的路径用时与站点P_i的巡检用时之和为相似性度量标准，用k-means算法把M个巡检点划分为K个类簇，为了防止出现K个类簇的巡检总用时相差较大的情况，可以添加均匀度限制条件，来改善聚类的均衡性，这样，就把集合V分成K个集合V₁，V₂，...，V_k；