[发明专利]一种公共设施稳定性优化方法

说明书

本发明公开了一种公共设施稳定性优化方法。为了解决公共设施稳定性优化问题，本发明提出了一种挖掘二维属性设施图上的关键结构的方法。为了在二维属性设施图上快速计算关键结构，本发明首先对具有二维坐标的公共设施数据集生成二维属性设施图的方法提出新的剪枝策略，从而有效的减少计算量。其次，本发明提出关键结构的计算方法，能有效的在二维属性设施图上挖掘关键结构。最后，本发明为动态变化的二维属性设施图制定了关键结构维护策略，通过若干条剪枝方法在动态变化的二维属性设施图上快速维护关键结构。

技术领域

本发明属于公共设施布局技术领域，尤其涉及一种公共设施稳定性优化方法。

背景技术

随着配备GPS的设备的增加，大量的GPS设备也在随之不断增加，而公共设施属性信息在现实中也在迅速增长。例如，对于加油站而言，其属性值可以为加油站的地理坐标，加油站的添加燃油种类以及内部加油房数量等。对于公共设施布局分析而言，一个重要的问题是在二维属性设施图上搜索关键结构，这将有助于提高公共设施群体的辐射半径以及有关部门的公共设施布局决策。

在最近的研究文献中，学者们已经提出了多种结构(如最小覆盖圈和空间团)来捕捉多属性数据中的信息。然而，计算这些结构通常很耗时。例如，空间团结构要求识别结构中的中的每一对设施都要互为邻居，即相互之间距离不超过r。此外，最大空间团体枚举问题是NP难的，难以在对时间效率要求较高的应用上使用。

关键结构是目前公共设施布局分析中衡量结构稳定性使用最广泛的结构之一。关键结构是二维属性设施图的一个子集，在该子集中，每个设施都至少有k个邻居。关键结构之所以被广泛使用，很大原因是因为它可以在线性时间内被计算出来，相比于空间团而言极大地提高了计算效率。

另一方面，现有对多为数学设施图的研究工作只集中在静态图上，却忽略了演变的设施图。这是不符合实际情况的，因为有关部门可能会因为设施报废而拆除设施，或因为周围居民增多而增加设施，从而导致了之前搜索到的关键结构的大小以及几何位置发生变化。因此，为了动态监测关键结构的大小以及几何结构的变化，维护二维属性设施数据的信息，当二维属性设施图随时间演变时，需要对关键结构进行维护和更新工作。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种公共设施稳定性优化方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种公共设施稳定性优化方法，包括：

(1)从真实的GPS信息网站中获取公共设施坐标属性数据集，过滤无效数据后得到输入数据集。

(2)对输入数据集进行剪枝过滤，减少冗余计算，快速生成二维属性设施图，具体包括：

(2.1)将输入数据集V放置在一个具有两层网格L₁和L₂的二维坐标系中，其中L₁的每个网格边长为r，L₂的每个网格边长为

(2.2)对于每个设施v，在L₁中只有位于v周围3×3格子中的设施可能是v的邻居，计算v与周围3×3格子中的设施的属性距离，如果属性距离小于属性距离阈值r，则将其加入到v的邻居集合中；在L₂中与v在同一格子中的设施一定是v的邻居；

(2.3)计算所有公共设施的邻居集合E，生成二维属性设施图G。

(3)在二维属性设施图中搜索公共设施关键结构，关键结构满足两个条件：1.关键结构中的每个设施至少有k个邻居；2.关键结构是极大的，即任何包含该结构的更大结构都不能满足前一个条件；关键结构搜索过程如下：根据每个公共设施的邻居数量计算设施的关键值，该值为该公共设施可能属于的最大k值的关键结构对应的k值；关键结构表示所有关键值为k的公共设施的集合；在二维属性设施图中迭代移除关键值小于k的设施，直到没有设施可以被移除，剩余的二维属性设施图即为关键结构。