基于改进PSO的最优遍历路径算法

    专利查询2026-02-26  6


    本发明属于路径规划和物流优化领域,具体涉及基于改进pso的最优遍历路径算法,这是一种以路径最优规划为核心的遍历算法,本发明可以提高城市日常环卫工作效率、节约公共资源、促进城市文明建设、确保城市环境的卫生状况,为决策部门提供更安全和高效的环卫工作解决方案。


    背景技术:

    1、道路清扫是城市环卫工作的核心任务之一。随着社会的不断发展,城市道路网络日益复杂,街道纵横交错,车流量不断增加。人们对出行的要求也越来越高,但传统的环卫道路清扫还停留在根据以往经验人工进行安排的初级阶段,这对于行进路线和人员安排都会造成一定程度的浪费。目前急需一种能够在保证道路安全前提下,高质量高效率完成城市内环卫清扫的智能优化方案。


    技术实现思路

    1、(一)解决的技术问题

    2、针对现有研究的不足,本发明提出了一种基于改进pso的最优遍历路径算法,解决了背景技术中所提出的问题。

    3、(二)技术方案

    4、为了达到上述目的,本发明采用以下的技术方案予以实现:基于改进pso的最优遍历路径算法,步骤包括如下:

    5、步骤1:导入实际地图,用栅格法对实际地图进行处理,得到数字栅格地图。

    6、步骤2:根据数字栅格地图生成地图矩阵an×m,用于标记障碍物位置和非障碍物位置。

    7、步骤3:根据地图矩阵生成计数矩阵bn×m,bij记录aij被走过的次数。

    8、步骤4:使用粒子群优化算法进行路径寻优。

    9、步骤5:输出初步路径,并对其压缩,删去重复路线。

    10、步骤6:输出压缩后的最优路径,获得具体路线以及最优路径的长度。

    11、优选的,所述步骤1中在实地考察后,结合电子地图获得实际道路图,收集不同主干道路和辅路的交通路况和交通要求,对其进行相应的标记。栅格图中网格的宽度与实际道路的对应情况如下,单位网格为长宽一致的正方形;网格的边长为单行道的宽度。单车道为一行或一列单位网格,双车道为两行或两列单位网格,多车道则为多行或多列单位网格。

    12、优选的,所述步骤2中根据步骤1中得到的地图网格剖分结果,将剖分所得的行数和列数分别设置地图矩阵an×m的行值(n)和列值(m)。地图矩阵an×m中每个元素为aij,

    13、

    14、优选的,所述步骤3中根据步骤2中的地图矩阵an×m生成计数矩阵bn×mbn×m中的每个元素为bij,在初始状态时,

    15、

    16、当进行迭代时,若经过地图矩阵中的aij,则bij=bij+1,且只有bij≤15×max{n,m}时,该位置允许通过。

    17、优选的,所述步骤4中调用函数得到使用pso算法计算出的参考点,计算当前点在四个方向上的合法点,比较与pso所得参考点之间的夹角,选取最小夹角的点加入路径,并更新对应bij,直至所有bij均满足1≤bij≤15×max{n,m},结束遍历,得到本次最短路径;迭代n次后,比较每一次迭代路径长度,选择最短路径。

    18、优选的,所述步骤5中配合压缩函数,对路径进行压缩,删除重复路径。

    19、(三)有益效果

    20、本发明提供了一种基于改进pso的最优遍历路径算法。具备以下有益效果:本发明提出了一种以路径最优规划为核心的遍历算法,能够为城市清扫路线的智能化提供坚实的理论支持,具有广泛的应用前景和可推广性。可提高环卫工作的效率,有助于优化人员配置,降低成本,实现人力物力资源的高效利用,同时优化环境,节约公共财政支出,在经济效益与环境保护方面实现双赢。



    技术特征:

    1.基于改进pso的最优遍历路径算法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.基于改进pso的最优遍历路径算法,其特征在于:所述步骤1中在实地考察后,结合电子地图获得实际道路图,收集不同主干道路和辅路的交通路况和交通要求,对其进行相应的标记。栅格图中网格的宽度与实际道路的对应情况如下,单位网格为长宽一致的正方形;网格的边长为单行道的宽度。单车道为一行或一列单位网格,双车道为两行或两列单位网格,多车道则为多行或多列单位网格。

    3.基于改进pso的最优遍历路径算法,其特征在于:所述步骤2中根据步骤1中得到的地图网格剖分结果,将剖分所得的行数和列数分别设置地图矩阵an×m的行值(n)和列值(m)。地图矩阵an×m中每个元素为aij,

    4.基于改进pso的最优遍历路径算法,其特征在于:所述步骤3中根据步骤2中的地图矩阵an×m生成计数矩阵bn×m。bn×m中的每个元素为bij,在初始状态时,

    5.基于改进pso的最优遍历路径算法,其特征在于:所述步骤4中调用函数得到使用pso算法计算出的参考点,计算当前点在四个方向上的合法点,比较与pso所得参考点之间的夹角,选取最小夹角的点加入路径,并更新对应bij,直至所有bij均满足1≤bij≤15×max{n,m},结束遍历,得到本次最短路径;迭代n次后,比较每一次迭代路径长度,选择最短路径。

    6.基于改进pso的最优遍历路径算法,其特征在于:所述步骤5中配合压缩函数,对路径进行压缩,删除重复路径。


    技术总结
    本发明涉及一种基于改进PSO的最优遍历路径算法,适用于给定地图条件下的遍历最优路径选取。包括以下步骤:步骤1:导入实际地图,用栅格法对实际地图进行处理,得到数字栅格地图。步骤2:根据数字栅格地图生成地图矩阵A<subgt;n×m</subgt;,用于标记障碍物位置和非障碍物位置。步骤3:根据地图矩阵生成计数矩阵B<subgt;n×m</subgt;,b<subgt;ij</subgt;记录a<subgt;ij</subgt;被走过的次数。步骤4:使用粒子群优化算法进行路径寻优。步骤5:输出初步路径,并对其压缩,删去重复路线。步骤6:输出压缩后的最优路径,获得具体路线以及最优路径的长度。

    技术研发人员:刘思宇,郑婉婷,魏元鸿,沈嘉欣,席名
    受保护的技术使用者:吉林大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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