本發(fā)明涉及電梯維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域以及尋址技術(shù)，為一種基于最小加權(quán)時(shí)間距離的電梯救援站點(diǎn)最優(yōu)選址方法。

背景技術(shù)：

電梯是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚拇怪苯煌üぞ撸S著城市的發(fā)展，電梯的普及程度也越來越廣泛。但伴隨的是電梯安全故障所引發(fā)甚至造成人員傷亡的事件數(shù)量的增加，所以電梯維保工作的重要性日益明顯。當(dāng)電梯故障發(fā)生時(shí)，維保人員如何快速到達(dá)事故發(fā)生地點(diǎn)就顯得尤為重要，對救援站點(diǎn)的正確選址可以使救援站點(diǎn)對維保范圍內(nèi)的電梯進(jìn)行有效覆蓋，實(shí)現(xiàn)派出維保人員到達(dá)維保范圍內(nèi)的各個(gè)電梯花費(fèi)的平均時(shí)間最少，從而及時(shí)處理電梯故障。

對于單一選址的定量方法，常用的方法有負(fù)荷距離法(load-distance method)、網(wǎng)格法(Grid Method)、因素分析法和重心法(Center-of-gravity Approach)等等?，F(xiàn)有的選址方法在衡量距離因素時(shí)采用的都是曼哈頓距離(兩點(diǎn)之間直線距離)或是兩點(diǎn)之間的道路距離，但這對于一個(gè)城市的實(shí)際交通情況并不適用，因?yàn)樵诔鞘薪煌ㄖ?，地理位置上的距離并不能代表真正的遠(yuǎn)近。例如，市中心地理距離相近的兩點(diǎn)與偏離市中心地理距離較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)相比較，前者車程所花費(fèi)的時(shí)間可能比后者要多。且僅考慮時(shí)間因素是不夠的，不同區(qū)域電梯數(shù)量發(fā)生事故概率都是不同的，現(xiàn)有的選址方法會出現(xiàn)從救援站點(diǎn)到達(dá)密集且事故高發(fā)的安裝站點(diǎn)與數(shù)量少且基本無事故發(fā)生的安裝站點(diǎn)時(shí)間均等這一種有缺陷的情況。故電梯的分布密集度，與電梯發(fā)生事故概率都應(yīng)納入選址方法所考慮的因素中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種新的電梯救援站點(diǎn)的選址方法。實(shí)現(xiàn)了以時(shí)間距離為基礎(chǔ)，電梯分布與故障率為權(quán)衡因素將電梯救援站點(diǎn)設(shè)立在救援效率最高處。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于最小加權(quán)時(shí)間距離的電梯救援站點(diǎn)最優(yōu)選址方法，包括如下步驟：

1)收集救援站點(diǎn)所需覆蓋范圍內(nèi)所有的電梯位置數(shù)據(jù)；

2)統(tǒng)計(jì)每臺電梯歷史故障的次數(shù)，計(jì)算每個(gè)安裝站點(diǎn)的電梯故障率，所述安裝站點(diǎn)指根據(jù)電梯位置劃分的電梯集合；

3)標(biāo)出救援站點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)，道路交通網(wǎng)絡(luò)中所有可供機(jī)動車輛行駛的道路和交叉路口，以交叉路口為點(diǎn)，道路為邊，構(gòu)建地理道路網(wǎng)；

4)測量每兩個(gè)存在道路連接的交叉路口之間的時(shí)間距離，即從一個(gè)路口駕車行駛到達(dá)另一個(gè)路口所花費(fèi)的時(shí)間；

5)以每兩個(gè)相連接的交叉路口之間的時(shí)間距離作為邊的權(quán)值，結(jié)合地理道路網(wǎng)，構(gòu)建出一張時(shí)間距離表示的時(shí)間道路網(wǎng)；

6)基于時(shí)間距離的時(shí)間道路網(wǎng)，結(jié)合安裝站點(diǎn)的故障率和站點(diǎn)電梯數(shù)量計(jì)算得到加權(quán)時(shí)間距離；

7)在時(shí)間道路網(wǎng)中找到距所有安裝站點(diǎn)平均加權(quán)時(shí)間距離最小的點(diǎn)，即為救援效率最高的點(diǎn)，該點(diǎn)即為最優(yōu)的救援站點(diǎn)選取位置。

由于現(xiàn)有技術(shù)對電梯救援站點(diǎn)的選址方法存在的缺陷，無法考慮到行程時(shí)間、電梯分布密集度與歷史故障率這些關(guān)鍵因素。本發(fā)明積極研究、設(shè)計(jì)了一種基于“時(shí)間距離”、“電梯數(shù)量”以及“電梯故障率”三大因素的加權(quán)時(shí)間距離，更加適用于城市中的選址方法，本發(fā)明綜合考慮交通因素、電梯事故率與電梯分布的情況，選出到達(dá)維保范圍內(nèi)所有電梯效率最高的位置，滿足救援時(shí)間、電梯分布以及發(fā)生事故概率綜合情況下的救援需求，使緊急救援站點(diǎn)的設(shè)立地點(diǎn)更加符合實(shí)際情況。

附圖說明

圖1為整個(gè)選址方法的實(shí)施流程圖。

圖2為現(xiàn)實(shí)的道路圖例。

圖3為圖2現(xiàn)實(shí)道路對應(yīng)構(gòu)建的道路網(wǎng)，邊上的時(shí)間表示兩個(gè)間行駛花費(fèi)時(shí)間。

圖4為電梯安裝站點(diǎn)與對應(yīng)路口的映射關(guān)系。

圖5為電梯安裝站點(diǎn)在道路網(wǎng)中標(biāo)記方法。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

首先，對本發(fā)明的救援站點(diǎn)選址的方法的前提條件及涉及的部分名稱進(jìn)行解釋如下：

1：本規(guī)劃方法是在已知所有電梯安裝地址的情況下在維保范圍內(nèi)選出救援站點(diǎn)建立的最佳位置。

2：基于城市內(nèi)道路的特點(diǎn)，我們摒棄傳統(tǒng)的曼哈頓距離，采取時(shí)間距離為度量。對于地圖上的兩點(diǎn)A、B，A與B之間的時(shí)間距離定義為T(A,B)＝A點(diǎn)到B點(diǎn)駕車行駛所花費(fèi)的時(shí)間。

3：本方法采用圖的存儲結(jié)構(gòu)表示道路網(wǎng)，用點(diǎn)表示交叉口，用邊表示道路，把存在道路連接的交叉口用邊連接起來即以圖的方式表示道路網(wǎng)。圖的結(jié)構(gòu)可用三元組的方式存儲于數(shù)據(jù)庫中。

4：電梯安裝站點(diǎn)代表著一個(gè)電梯集合，一個(gè)安裝站點(diǎn)表示了一個(gè)小區(qū)、一個(gè)商場內(nèi)所有電梯，到達(dá)故障電梯所屬的安裝站點(diǎn)即到達(dá)了該故障電梯最近位置。

5：將安裝站點(diǎn)映射到其時(shí)間距離最近的路口上，或?qū)㈦娞萦成涞骄嚯x其最近的邊上，目的是為了將電梯在建立的道路網(wǎng)中標(biāo)出。

6：加權(quán)時(shí)間距離表示在時(shí)間距離基礎(chǔ)上加上電梯故障率與電梯數(shù)量兩個(gè)因素的權(quán)重后得到的救援時(shí)間衡量指標(biāo)。

具體實(shí)施步驟如下：

步驟1：獲取救援站點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)所有電梯的地理位置?？上螂娞萆a(chǎn)廠家查詢其品牌的電梯安裝地址，或人工測算每個(gè)電梯的經(jīng)緯度坐標(biāo)。將獲得的電梯及其相應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)并存入數(shù)據(jù)庫中。

步驟2：統(tǒng)計(jì)每臺電梯發(fā)生故障的次數(shù)，再算出每個(gè)安裝站點(diǎn)的電梯故障率.具體方法如下：

1)將地址相近的電梯做出劃分，將整個(gè)救援站點(diǎn)維保范圍內(nèi)的電梯按照小區(qū)或商場等同一地址下的電梯劃分為m個(gè)安裝站點(diǎn)。

2)統(tǒng)計(jì)安裝站點(diǎn)i內(nèi)的電梯數(shù)量，記為N_i,i∈(1,2,...,m)。

3)安裝站點(diǎn)i的經(jīng)緯度可取其站點(diǎn)內(nèi)電梯經(jīng)緯度的均值表示，即

其中X、Y分別表示站點(diǎn)緯度、經(jīng)度，x、y分別表示站點(diǎn)內(nèi)每臺電梯的緯度、經(jīng)度。其中心點(diǎn)即加權(quán)平均值即為該安裝站點(diǎn)的經(jīng)緯度。

4)人工統(tǒng)計(jì)每個(gè)站點(diǎn)i內(nèi)每臺電梯j的歷史故障次數(shù)，電梯j發(fā)生故障次數(shù)為(S_ij-1),其中(i∈1,2,…,m；j∈1,2,…,N_i)，S_ij表示站點(diǎn)i內(nèi)電梯j的歷史故障次數(shù)加一后的值。

5)安裝站點(diǎn)i的故障率計(jì)算方法為：i∈(1,…,m)；j∈(1,2,…,N_i),P_i為安裝站點(diǎn)故障率。(用S_ij作為故障次數(shù)來計(jì)算概率是為了防止P_i為0的情況出現(xiàn))。

步驟3：標(biāo)出救援站點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)道路交通網(wǎng)絡(luò)中所有可供機(jī)動車輛行駛道路的交叉路口的地理坐標(biāo)。(因救援站點(diǎn)派出維保人員行動都是機(jī)動車輛搭載，故抽取的應(yīng)是可供機(jī)動車行駛的道路網(wǎng))。獲得交叉路口坐標(biāo)有以下方法：

1)人工現(xiàn)場測算經(jīng)緯度；

2)若規(guī)劃站點(diǎn)所在城市有公開城市交通數(shù)據(jù)則可直接從公開數(shù)據(jù)源導(dǎo)入數(shù)據(jù)；

3)利用在線地圖服務(wù)，如百度、高德等，獲取交叉口的位置。獲得經(jīng)緯坐標(biāo)并存入數(shù)據(jù)庫中。

獲取交叉口(設(shè)共有K個(gè)路口)坐標(biāo)以及地圖數(shù)據(jù)后，以交叉口為點(diǎn)，將存在道路連接的交叉口兩兩相連構(gòu)成一張道路網(wǎng)以圖的結(jié)構(gòu)存儲在數(shù)據(jù)庫中。附圖2與圖3分別表示原道路網(wǎng)和抽取后構(gòu)成的道路網(wǎng)，其中點(diǎn)為路口，邊為道路。

步驟4：測出所有相連接的交叉口之間的時(shí)間距離。測量時(shí)間距離有以下方法：

1)人工駕車測量每兩個(gè)路口之間的行駛時(shí)間。

2)利用步驟2中獲得的交叉口的地理坐標(biāo)，利用在線地圖服務(wù)，如百度、高德地圖等，查詢地圖上兩個(gè)經(jīng)緯度坐標(biāo)間的駕車行駛時(shí)間。

因不同時(shí)間段一條道路的擁堵程度不同，故時(shí)間距離也不同?？蓽y量多個(gè)不同時(shí)間段的時(shí)間距離取平均值使道路網(wǎng)更加精確，例如測上下班道路車輛擁堵高峰時(shí)間段和其他正常時(shí)間段的行駛花費(fèi)時(shí)間取平均值作為最終的時(shí)間距離。得到每條邊的時(shí)間距離后存入數(shù)據(jù)庫。

步驟5：由步驟3得到道路的時(shí)間距離后可以構(gòu)建出時(shí)間距離的道路網(wǎng)。因步驟4得到的以圖的結(jié)構(gòu)表示的道路網(wǎng)只有交叉口與道路的關(guān)系，并未給邊賦權(quán)值。有了時(shí)間距離后將每條道路行駛花費(fèi)的時(shí)間作為相對應(yīng)邊的權(quán)值，存入數(shù)據(jù)庫中。構(gòu)建出一張以時(shí)間因素作為距離衡量標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間道路網(wǎng)。如附圖3中所示，邊上標(biāo)注的時(shí)間即為該邊所連接兩點(diǎn)之間的時(shí)間距離。

步驟6：基于時(shí)間距離道路網(wǎng)，結(jié)合安裝站點(diǎn)的故障率、站點(diǎn)電梯數(shù)量計(jì)算得到加權(quán)時(shí)間距離。具體方法如下：

1)因道路網(wǎng)在數(shù)據(jù)庫中以圖的結(jié)構(gòu)存儲，故可用Dijkstra算法或Floyd算法求出每兩個(gè)路口之間的最短路徑，因用時(shí)間距離表示邊的權(quán)值則最短路徑即為所求的最短到達(dá)時(shí)間。將求出每個(gè)路口到其他路口的最短到達(dá)時(shí)間存入數(shù)據(jù)庫中。

2)到達(dá)故障電梯所屬的站點(diǎn)的時(shí)間為我們所需考慮的，故將電梯安裝站點(diǎn)在道路網(wǎng)中標(biāo)記出。這里給出兩種方法：

I.將電梯安裝站點(diǎn)映射到與其時(shí)間距離最小的路口上，到達(dá)該路口即為到達(dá)了距安裝站點(diǎn)最近的位置，并用路口表示站點(diǎn)位置，間接在道路網(wǎng)中標(biāo)出。映射方法如下：

選擇與電梯安裝站點(diǎn)地理位置最近的N個(gè)路口，比較這些路口到安裝站點(diǎn)花費(fèi)時(shí)間距離(測量時(shí)間距離方法參考步驟5)。再從這N個(gè)路口中選出距電梯安裝站點(diǎn)時(shí)間距離最小的作為站點(diǎn)映射的路口，在數(shù)據(jù)庫內(nèi)對該路口做標(biāo)記，表示路口旁存在對應(yīng)的電梯安裝站點(diǎn)，如附圖4所示，即將電梯位置在道路網(wǎng)中表示出來。

II.將電梯安裝站點(diǎn)標(biāo)注在與其時(shí)間距離最近的道路上，到了這條路上的該點(diǎn)即為到達(dá)了距電梯安裝站點(diǎn)最近的位置，在道路網(wǎng)中將距電梯安裝站點(diǎn)最近的邊上做標(biāo)記，方法如下：

選擇與電梯安裝站點(diǎn)地理位置最近的N條邊，比較電梯安裝站點(diǎn)到達(dá)這些邊花費(fèi)的時(shí)間距離(測量時(shí)間距離方法參考步驟5)。再從這N條邊中選出距離電梯安裝站點(diǎn)時(shí)間距離最小的邊，過電梯安裝站點(diǎn)位置作垂線與其相交點(diǎn)作為標(biāo)記點(diǎn)代表電梯安裝站點(diǎn)位置，如附圖5所示，將該點(diǎn)位置存入數(shù)據(jù)庫的道路網(wǎng)中，即將電梯安裝站點(diǎn)在道路網(wǎng)中表示出來。

在上述兩種方法中經(jīng)過映射或標(biāo)記后可將所有電梯一一映射到對應(yīng)的路口上或標(biāo)記在對應(yīng)的道路上，故電梯安裝站點(diǎn)位置也在構(gòu)建的道路網(wǎng)內(nèi)確定了。

3)基于到達(dá)時(shí)間距離，結(jié)合安裝站點(diǎn)故障率與電梯數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，得到加權(quán)時(shí)間距離作為救援效率衡量指標(biāo)，對原本時(shí)間距離進(jìn)行修正方法如下：

救援站點(diǎn)的位置并非設(shè)立在平均到達(dá)所有電梯時(shí)間最短的地方最優(yōu)，現(xiàn)實(shí)中電梯發(fā)生故障概率是不等的，電梯分布密度也是不等的，故采取在時(shí)間距離上乘以系數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步修正得到加權(quán)時(shí)間距離。依照1)中最短到達(dá)時(shí)間表，每個(gè)路口k到達(dá)每個(gè)安裝站點(diǎn)i的最短時(shí)間可表示為T_ki(k∈(1,2,…,K)i∈1,2,…,m)，對應(yīng)站點(diǎn)i的故障概率可有步驟2得出P_i(i∈1,2,…,m)。故可根據(jù)如下公式計(jì)算出新的衡量救援效率的指標(biāo)：

其中V_ki表示了從路口k到達(dá)電梯安裝站點(diǎn)i的加權(quán)時(shí)間距離，從公式中可以看出同樣的到達(dá)時(shí)間，電梯故障率越低、電梯數(shù)量越少加權(quán)時(shí)間距離會越小，故可將救援站點(diǎn)位置偏向于電梯密集且故障頻發(fā)的地區(qū)。

步驟7：在道路網(wǎng)中找到距所有安裝站點(diǎn)平均加權(quán)時(shí)間距離最小的點(diǎn)，即為救援效率最高的點(diǎn)，該點(diǎn)即為最優(yōu)的救援站點(diǎn)選取位置，方法如下：

路口k到所有安裝站點(diǎn)花費(fèi)的平均加權(quán)時(shí)間是：求出每個(gè)路口到達(dá)所有安裝站點(diǎn)的其中k∈(1,2,…,K)，從中找出的最小值，即求出時(shí)k所對應(yīng)的路口，該路口即為救援站點(diǎn)救援效率最高的位置。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。