一种铁塔维护人员应急选择方法及系统与流程

本发明属于通信铁塔维护技术领域，特别是涉及一种铁塔维护人员应急选择方法及系统。

背景技术：

目前通信铁塔主要由人工进行检测和维护，少量由铁塔在线监测系统辅助完成。两种方式均没有涉及铁塔需紧急维护时的处理方法。目前还没有铁塔需紧急维护时对维护人员进行应急选择的技术方案，为此提出一种铁塔维护人员应急选择方法及系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是通信铁塔出现紧急问题时维护人员应急选择的问题，提出一种铁塔维护人员应急选择方法及系统。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括管理设备和客户端，管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在塔体上安装各类传感器检测铁塔对应参数，系统进行数据分析并发现铁塔是否出现严重故障，需要紧急维护。

本发明提出的铁塔维护人员应急选择系统，包括调取需紧急维护铁塔的位置信息及维护人员信息模块、计算维护人员与铁塔之间的距离矩阵模块、设置维护人员的忙闲系数矩阵模块、计算维护人员可用性矩阵并排序选择模块。

1、调取需紧急维护铁塔的位置信息及维护人员信息模块：系统调取需要紧急维护铁塔的位置信息；系统调取当前所有的维护人员信息，其人数记为N，维护人员信息包括维护人员的位置信息和与维护人员相关的维护工作单信息。

2、计算维护人员与铁塔之间的距离矩阵模块：系统计算N个维护人员与铁塔的距离，记为x_i，i∈[1,N]，构成距离矩阵X＝(x₁,x₂,x₃,…,x_N)。

3、设置维护人员的忙闲系数矩阵模块：系统根据调取的与N个维护人员相关的维护工作单信息，确定各维护人员的忙闲状态值，记为y_i，i∈[1,N]，构成忙闲系数矩阵Y＝diag(y₁,y₂,y₃,…,y_N)，Y为N×N的对角矩阵，维护人员忙闲系数值的取值范围为0<U≤y_i≤V，其中U、V的值在系统中事先设置，y_i值越小表示维护人员此时越空闲，y_i值越大表示维护人员此时的维护任务越紧急。

4、计算维护人员可用性矩阵并排序选择模块：系统计算维护人员可用性矩阵Z＝X·Y＝(z₁,z₂,z₃,…,z_N)，其中z_i＝x_i·y_i，1≤i≤N。维护人员可用性值z_i由维护人员与铁塔距离值x_i和维护人员当前忙闲系数y_i相乘得到。将矩阵Z中各元素值升序排列得到矩阵A(采用MATLAB中常用的相应函数或其他排序方法)，从而得到维护人员可用性排序，优先选择排序靠前(z值较小)的维护人员进行紧急维护。

铁塔维护人员应急选择系统的系统框图，如图3所示。

本发明提出一种铁塔维护人员应急选择方法，其按如下步骤：

步骤1、调取需紧急维护铁塔的位置信息及维护人员信息。

系统调取当前所有的维护人员信息，其人数记为N，维护人员信息包括维护人员的位置信息和与维护人员相关的维护工作单信息。

步骤2、计算维护人员与铁塔之间的距离矩阵。

系统计算N个维护人员与铁塔的距离，记为x_i，i∈[1,N]，构成距离矩阵X＝(x₁,x₂,x₃,…,x_N)。

步骤3、设置维护人员的忙闲系数矩阵。

系统根据调取的与N个维护人员相关的维护工作单信息，确定各维护人员的忙闲状态值，记为y_i，i∈[1,N]，构成忙闲系数矩阵Y＝diag(y₁,y₂,y₃,…,y_N)，Y为N×N的对角矩阵，维护人员忙闲系数值的取值范围为0<U≤y_i≤V，其中U、V的值在系统中事先设置，y_i值越小表示维护人员此时越空闲，y_i值越大表示维护人员此时的维护任务越紧急。

步骤4、计算维护人员可用性矩阵并排序选择。

系统计算维护人员可用性矩阵Z＝X·Y＝(z₁,z₂,z₃,…,z_N)，其中z_i＝x_i·y_i，1≤i≤N。维护人员可用性值z_i由维护人员与铁塔距离值x_i和维护人员当前忙闲系数y_i相乘得到。将矩阵Z中各元素值升序排列得到矩阵A(采用MATLAB中常用的相应函数或其他排序方法)，从而得到维护人员可用性排序，优先选择排序靠前(z值较小)的维护人员进行紧急维护。至此，铁塔维护人员应急选择结束。

铁塔维护人员应急选择方法的方法流程图，如图4所示。

本发明的方法及系统具有以下两个优点：

(1)通过对维护人员与铁塔之间的距离矩阵和维护人员当前忙闲系数矩阵计算得出维护人员可用性矩阵，实现通信铁塔需紧急维护时的维护人员应急选择。

(2)基于对维护人员可用性矩阵的计算，便于快速选择最合适的维护人员。

附图说明

图1是本发明的应用场景示意图；

图2是本发明的应用场景整体系统架构图；

图3是本发明的系统框图；

图4是本发明的方法流程图；

图5是本发明实施例中日常维护时维护人员忙闲系数计算曲线图。

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括管理设备和客户端，管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在塔体一定位置安装各类传感器检测铁塔对应参数。本发明方法及系统实施例实现如下：

本发明提出的铁塔维护人员应急选择系统，包括提取需紧急维护铁塔位置模块、调取维护人员信息模块、计算维护人员与铁塔之间的距离矩阵模块、设置维护人员的忙闲系数矩阵模块、计算维护人员可用性矩阵并排序选择模块。

1、调取需紧急维护铁塔的位置信息及维护人员信息模块：系统调取当前所有的维护人员信息，其人数记为N，维护人员信息包括维护人员的位置信息和与维护人员相关的维护工作单信息。本实施例中，需要紧急维护铁塔的编号为A001，其位置经纬度坐标为(116.3°E，39.9°N)。系统注册维护人员个数N＝5，当前5个维护人员的维护工作单状态分别为：空闲、日常维护且维护完成程度为80％、日常维护且维护完成程度为20％、紧急维护、空闲。

2、计算维护人员与铁塔之间的距离矩阵模块。系统计算N个维护人员与铁塔的距离，记为x_i，i∈[1,N]，构成距离矩阵X＝(x₁,x₂,x₃,…,x_N)。本实施例中，获取每个维护人员当前位置并采用通用的经纬度距离计算方法分别得到x₁＝1km，x₂＝1.5km，x₃＝3km，x₄＝0.5km，x₅＝5km，构成距离矩阵X＝(x₁,x₂,x₃,…,x_N)＝(1,1.5,3,0.5,5)。

3、设置维护人员的忙闲系数矩阵模块：系统根据调取的与N个维护人员相关的维护工作单信息，确定各维护人员的忙闲状态值，记为y_i，i∈[1,N]，构成忙闲系数矩阵Y＝diag(y₁,y₂,y₃,…,y_N)，Y为N×N的对角矩阵，维护人员忙闲系数值的取值范围为0<U≤y_i≤V，其中U、V的值在系统中事先设置，y_i值越小表示维护人员此时越空闲，y_i值越大表示维护人员此时的维护任务越紧急。本实施例中，如果当前维护人员空闲，设置忙闲系数y＝U＝1；如果当前维护人员正在紧急维护，则设置忙闲系数y＝V＝10；如果当前维护人员正在日常维护，则根据当前维护完成程度计算忙闲系数值y，忙闲系数y的计算函数如图5所示(为直观显示用曲线图表示函数)，从而得到5位维护人员的忙闲系数分别为y₁＝1，y₂＝2，y₃＝8，y₄＝10，y₅＝1，按照人员顺序构成忙闲系数矩阵Y＝diag(1,2,8,10,1)，Y为N×N的对角矩阵。

4、计算维护人员可用性矩阵并排序选择模块：系统计算维护人员可用性矩阵Z＝X·Y＝(z₁,z₂,z₃,…,z_N)，其中z_i＝x_i·y_i，1≤i≤N。维护人员可用性值z_i由维护人员与铁塔距离值x_i和维护人员当前忙闲系数y_i相乘得到。将矩阵Z中各元素值升序排列得到矩阵A(采用MATLAB中常用的相应函数或其他排序方法)，从而得到维护人员可用性排序，优先选择排序靠前(z值较小)的维护人员进行紧急维护。本实施例中，Z＝X·Y＝(1,3,24,5,5)，采用MATLAB中sort函数对矩阵Z进行升序排序，即A＝sort(Z)＝(1,3,5,5,24)，得到维护人员可用性排序，优先优先选择距离铁塔1km的维护人员。

本发明提出一种铁塔维护人员应急选择方法，其按如下步骤：

步骤1、提取需紧急维护铁塔的位置信息及维护人员信息。

系统调取当前所有的维护人员信息，其人数记为N，维护人员信息包括维护人员的位置信息和与维护人员相关的维护工作单信息。本实施例中，需要紧急维护铁塔的编号为A001，其位置经纬度坐标为(116.3°E，39.9°N)。系统注册维护人员个数N＝5，当前5个维护人员的维护工作单状态分别为：空闲、日常维护且维护完成程度为80％、日常维护且维护完成程度为20％、紧急维护、空闲。

步骤2、计算维护人员与铁塔之间的距离矩阵。

系统计算N个维护人员与铁塔的距离，记为x_i，i∈[1,N]，构成距离矩阵X＝(x₁,x₂,x₃,…,x_N)。本实施例中，获取每个维护人员当前位置并采用通用的经纬度距离计算方法分别得到x₁＝1km，x₂＝1.5km，x₃＝3km，x₄＝0.5km，x₅＝5km，构成距离矩阵X＝(x₁,x₂,x₃,…,x_N)＝(1,1.5,3,0.5,5)。

步骤3、设置维护人员的忙闲系数矩阵。

系统根据调取的与N个维护人员相关的维护工作单信息，确定各维护人员的忙闲状态值，记为y_i，i∈[1,N]，构成忙闲系数矩阵Y＝diag(y₁,y₂,y₃,…,y_N)，Y为N×N的对角矩阵，维护人员忙闲系数值的取值范围为0<U≤y_i≤V，其中U、V的值在系统中事先设置，y_i值越小表示维护人员此时越空闲，y_i值越大表示维护人员此时的维护任务越紧急。本实施例中，如果当前维护人员空闲，设置忙闲系数y＝U＝1；如果当前维护人员正在紧急维护，则设置忙闲系数y＝V＝10；如果当前维护人员正在日常维护，则根据当前维护完成程度计算忙闲系数值y，忙闲系数y的计算函数如图5所示(为直观显示用曲线图表示函数)，从而得到5位维护人员的忙闲系数分别为y₁＝1，y₂＝2，y₃＝8，y₄＝10，y₅＝1，按照人员顺序构成忙闲系数矩阵Y＝diag(1,2,8,10,1)，Y为N×N的对角矩阵。

步骤4、计算维护人员可用性矩阵并排序选择。

系统计算维护人员可用性矩阵Z＝X·Y＝(z₁,z₂,z₃,…,z_N)，其中z_i＝x_i·y_i，1≤i≤N。维护人员可用性值z_i由维护人员与铁塔距离值x_i和维护人员当前忙闲系数y_i相乘得到。将矩阵Z中各元素值升序排列得到矩阵A(采用MATLAB中常用的相应函数或其他排序方法)，从而得到维护人员可用性排序，优先选择排序靠前(z值较小)的维护人员进行紧急维护。本实施例中，Z＝X·Y＝(1,3,24,5,5)，采用MATLAB中sort函数对矩阵Z进行升序排序，即A＝sort(Z)＝(1,3,5,5,24)，得到维护人员可用性排序，优先选择距离铁塔1km的维护人员。至此，铁塔维护人员应急选择结束。

当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。