一种基于层次聚类的环卫垃圾清运调度方法、装置及介质

1.本发明涉及环卫垃圾处理技术领域，尤其是一种基于层次聚类的环卫垃圾清运调度方法、装置及介质。


背景技术：

2.随着我国居民生活水平的提升和城市化进程的加快，城市生活垃圾的数量也相应地呈现较快增长的趋势，生活垃圾的急剧增加给城市的环境和垃圾的处理带来了极大的挑战，科学合理地处理和处置生活垃圾是当下的迫切需求。对生活垃圾的处理和处置不得不考虑一个问题—垃圾处理的作业成本问题。城市生活垃圾的收集、转运和储存占了城市生活垃圾治理总成本的60％
‑
80％，垃圾收运是垃圾处理系统中的一个重要环节。在影响清运成本的众多因素当中，最重要的影响因素主要是现有作业方案的制约、垃圾清运过程中涉及到的环卫部件的地理布局以及车辆的调度策略等。
3.目前在环卫作业当中，垃圾的收运主要是以一种划片区的作业方式，每个片区实际上是独立作业的，这种划片区作业方案存在着如下这些问题：划片区作业限制了垃圾的清运过程，在某一片区某街道收运的垃圾只能到此片区此街道的垃圾中转站进行压缩等处理，再转运到该片区规定可运往的末端处置厂做最后的处置，片区与片区之间以及街道与街道之间的界限制约导致了高昂的作业成本。同时由于片区指定了可运往的末端处置厂，各厂对各区的进厂垃圾量形成了对应的配额指标。结合目前的实际情况得知区域配额超标事件发生的频率较高，会进一步导致末端处置厂的处置能力受到威胁，引发其他的问题，这同样也是由现有的划片区作业方式带来的局限性。清运车辆受划片区作业的限制，只能收运某一片区某一街道的垃圾到该片区该街道的垃圾转运站，且运往的末端处置厂也受到限制，调度缺乏灵活性。目前的车辆调度主要是基于人工的排班调度，在人力消耗和垃圾清运消耗上都不太理想。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种基于层次聚类的环卫垃圾清运调度方法、装置及介质，能够均衡灵活规划环卫垃圾处理流程，从而节省垃圾清运成本。
5.本发明实施例的第一方面提供了一种基于层次聚类的环卫垃圾清运调度方法，包括：
6.获取垃圾站点的位置信息，根据所述位置信息对所述垃圾站点进行初始分配，所述垃圾站点包括垃圾收集点、垃圾转运站和末端处置厂；
7.根据所述初始分配的结果，确定初始类簇；
8.根据所述初始类簇进行第一计算，根据所述第一计算的结果，确定第一目标垃圾站点的标注类型，所述标注类型包括超额类型、缺额类型和合理类型；
9.根据所述第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并对所述第二目标垃圾站点进行重新分配；
10.根据所述重新分配的结果，确定第二类簇；
11.根据所述第二类簇对所述垃圾收集点进行层次聚类，并确定第三类簇；
12.根据所述第三类簇进行路径规划。
13.可选地，所述获取垃圾站点的位置信息，根据所述位置信息对所述垃圾站点进行初始分配，包括：
14.根据所述末端处置厂的位置信息对所述垃圾转运站进行初始分配；
15.根据所述垃圾转运站的位置信息对所述垃圾收集点进行初始分配。
16.可选地，所述根据所述初始类簇进行第一计算，根据所述第一计算的结果，确定第一目标垃圾站点的标注类型，包括：
17.对所述初始类簇下所述末端处置厂计算垃圾接收量，根据所述垃圾接受量，确定所述末端处置厂的标注类型；
18.根据所述末端处置厂标注类型，确定所述末端处置厂下所述垃圾转运站标注类型。
19.可选地，所述根据所述第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并对所述第二目标垃圾站点进行重新分配，包括：
20.根据所述垃圾转运站标注类型，确定目标标注类型的垃圾转运站，所述目标标注类型包括所述缺额类型和所述超额类型。
21.可选地，所述根据所述第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并对所述第二目标垃圾站点进行重新分配，还包括：
22.根据所述目标标注类型的垃圾转运站，确定满足第一预设条件的目标垃圾转运站；
23.根据所述目标垃圾转运站，确定满足第二预设条件的目标垃圾收集点；
24.对所述目标垃圾收集点进行重新分配。
25.可选地，所述根据所述第二类簇对所述垃圾收集点进行层次聚类，包括：
26.将所述第二类簇下所述垃圾收集点初始化为点簇；
27.根据所述点簇的位置信息，确定点簇间的距离，并搭建距离矩阵；
28.根据所述距离矩阵，将点簇合并为集簇。
29.可选地，所述根据所述第三类簇进行路径规划，包括：
30.获取第三类簇下所有待选路径；
31.确定所述所有待选路径的路径成本；
32.根据所述路径成本确定行进路线。
33.本发明实施例第二方面提供了一种基于层次聚类的环卫垃圾清运调度装置，包括：
34.初始分配模块，用于获取垃圾站点的位置信息，根据所述位置信息对所述垃圾站点进行初始分配，所述垃圾站点包括垃圾收集点、垃圾转运站和末端处置厂；
35.标注模块，用于根据所述初始分配的结果，确定初始类簇；
36.根据所述初始类簇进行第一计算，根据所述第一计算的结果，确定第一目标垃圾站点的标注类型，所述标注类型包括超额类型、缺额类型和合理类型；
37.重新分配模块，用于根据所述第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并
对所述第二目标垃圾站点进行重新分配；
38.根据所述重新分配的结果，确定第二类簇；
39.聚类模块，用于根据所述第二类簇对所述垃圾收集点进行层次聚类，并确定第三类簇；
40.路径规划模块，用于根据所述第三类簇进行路径规划。
41.本发明实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
42.所述存储器用于存储程序；
43.所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
44.本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
45.本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
46.本发明实施例的有益效果为：
47.获取垃圾站点的位置信息，根据所述位置信息对所述垃圾站点进行初始分配，所述垃圾站点包括垃圾收集点、垃圾转运站和末端处置厂；根据所述初始分配的结果，确定初始类簇。以位置信息为权重的垃圾站点分配方式取代划片区进行规划的方式，减小了后续垃圾的收集、转运和处置等环卫工作流程的局限性。
48.根据所述初始类簇进行第一计算，根据所述第一计算的结果，确定第一目标垃圾站点的标注类型，所述标注类型包括超额类型、缺额类型和合理类型。通过对垃圾站点进行类型的标注，为实现垃圾均衡分配提供依据。
49.根据所述第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并对所述第二目标垃圾站点进行重新分配。通过重新分配，实现对只考虑位置因素的初始类簇中垃圾收集点的重新分配，实现垃圾的智能均衡分配，避免进如末端处置厂垃圾超额事件的发生。
50.根据所述重新分配的结果，确定第二类簇；根据所述第二类簇对所述垃圾收集点进行层次聚类，并确定第三类簇。通过层次聚类算法，将位置和类型因素作为聚类条件，能最大程度地利用投入环卫车辆的运载能力，投入使用的环卫车辆数量大幅减少。
51.根据所述第三类簇进行路径规划。经过改进凝聚聚类算法中对垃圾量的控制，每个簇的垃圾总量控制在了车辆的最大核载量之内，从而每个簇的垃圾收集点个数都处于比较少的量级，从而为实现收运车辆的最佳收运路径提供了条件，通过垃圾点最佳收运路径算法实现了对车辆的最佳收运路径调度。
附图说明
52.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
53.图1为本发明实施例提供的基于层次聚类的环卫垃圾清运调度方法的整体流程
图；
54.图2为本发明实施例提供的聚类算法演示示意图；
55.图3为本发明实施例提供的基于层次聚类的环卫垃圾清运调度装置的整体流程图。
具体实施方式
56.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
57.为了使本技术内容及技术方案更加清楚明白，对相关术语及含义进行说明：
58.车辆调度：车辆调度是指制定行车路线，使车辆在满足一定的约束条件下，有序地通过一系列装货点和卸货点，达到诸如路程最短、费用最小、耗时最少等目标。
59.聚类：将物理或抽象对象的集合分成由类似的对象组成的多个类的过程被称为聚类。由聚类所生成的簇是一组数据对象的集合，这些对象与同一个簇中的对象彼此相似，与其他簇中的对象相异。聚类分析又称群分析，它是研究(样品或指标)分类问题的一种统计分析方法。聚类分析起源于分类学，但是聚类不等于分类。聚类与分类的不同在于，聚类所要求划分的类是未知的。聚类分析内容非常丰富，有系统聚类法、有序样品聚类法、动态聚类法、模糊聚类法、图论聚类法、聚类预报法等。
60.凝聚层次聚类：凝聚指的是该算法初始时，将每个点作为一个簇，每一步合并两个最接近的簇。首先假定每个样本都是一个独立的聚类，如果统计出来的聚类数大于期望的聚类数，则从每个样本出发寻找离自己最近的另一个样本，与之聚集，形成更大的聚类，同时令总聚类数减少，不断重复以上过程，直到统计出来的聚类数达到期望值为止。
61.垃圾收集点：用于收集单位或居民日常生活产生的生活垃圾的场所。
62.垃圾转运站：垃圾转运站就是为了减少垃圾清运过程的运输费用而在垃圾产地(或集中地点)至处理厂之间所设的垃圾中转站。在此，将各收集点清运来的垃圾集中，在换装到大型的或其它运费较低的运载车辆中继续运往处理场。
63.垃圾处理厂：垃圾处理厂是指在特定的场所，将工业、生活生产、医疗卫生等产生的垃圾集中进行回收处理，以减少环境污染。垃圾处理方法有常用的有：卫生填埋法、堆肥法和直接焚烧法等。
64.最优路径算法：最优路径算法是无向图满足通路上所有顶点(除起点、终点外)各异，所有边也各异的通路。应用在公路运输中，可以提供起点和终点之间的最短路径，节省运输成本。可以大大提高交通运输效率。
65.当前城市生活垃圾的清运流程主要涉及三个固定部件，分别为垃圾收集点、垃圾转运站以及末端处置厂,以及一个移动部件，即环卫清运车辆，其中清运流程如图所示，大概可以分为以下步骤：
66.1)垃圾收运。收运车辆经过路径上的各个收集点去收集垃圾直到达到车辆核载量之后再把收集到的垃圾运往垃圾转运站。收运车辆有其最大核载量m；
67.2)垃圾中转。收运车辆把收集到的垃圾运往垃圾转运站后，在垃圾转运站进行压缩等处理之后再进行转运；
68.3)垃圾转运。垃圾在垃圾转运站经过压缩等处理之后运往末端处置厂处置的过程；
69.4)末端处置。主要是对进厂垃圾做最后的处理。每个末端处置厂都有其最大垃圾进厂量，进厂垃圾量不能超过对应末端处置厂的垃圾处置上限。
70.在划片区作业下，某片区的某个街道的垃圾收集点只能到该片区该街道的垃圾转运站中转，再到该片区指定允许运往的末端处置厂处置，而本文明提出的跨片区作业方案，没有片区的限制，各个垃圾收集点\类可到任意垃圾转运站中转，且可运往任意满足处置能力的末端处置厂处置。经过对垃圾收集点的聚类后，单个垃圾收集点簇c
i
(垃圾收集点列表s
i
＝[s
i1
,
…
,s
il
,
…
],1≤l≤k，其中s
il
表示第i个垃圾收集点列表中第l个元素，k表示第i个垃圾收集点簇c
i
垃圾收集点的数量)垃圾的收集以及运输成本为:
[0071][0072]
式中，k表示第i个垃圾收集点簇c
i
垃圾收集点的数量，j表示第j个垃圾收集点，s
ij
和 s
i(j+1)
分别表示第i个垃圾收集点簇中的第j个和第j+1个垃圾收集点，s
ik
表示第i个垃圾收集点簇中的第k个垃圾收集点，z
i
表示垃圾收集点簇c
i
对应的垃圾转运站。
[0073]
单个垃圾收集点簇的垃圾从垃圾转运站到末端处置厂的转运成本为：
[0074]
cost＝dis(z
i
,c
i
)
[0075]
式中，z
i
表示垃圾收集点簇c
i
对应的垃圾转运站，c
i
表示垃圾收集点簇c
i
对应的末端处置厂。
[0076]
故单个垃圾收集点簇ci的总清运成本为:
[0077][0078]
各个垃圾收集点簇的总清运作业成本为:
[0079][0080]
式中，i表示第i个垃圾收集点簇，k表示垃圾收集点簇的数量。
[0081]
单个收集点簇ci的垃圾总量应该满足：
[0082][0083]
式中，w
i
表示单个收集点簇ci的垃圾总量，w
ij
表示第i个垃圾收集点簇中第j个垃圾收集点的垃圾量，m表示收运车辆的垃圾最大核载量。
[0084]
各个末端处置厂的进厂垃圾量应该满足:
[0085][0086]
式中，wp
h
表示第h个末端处置厂的进厂垃圾量，r表示第r个垃圾收集点簇，r
h
表示第h个末端处置厂所对应的垃圾收集点的数量，wc
r
表示第r个垃圾收集点簇的总垃圾量，mp
h
表示第h个末端处置厂的垃圾量处置上限。
[0087]
相比之下，基于聚类的跨片区作业方案下每个垃圾收集点簇c
i
的垃圾转运站z
i
去向和末端处置厂c
i
去向的可取范围都大于目前实际应用的分片区作业方案。
[0088]
因此，针对上述环卫车辆作业方式及垃圾清运调度问题，本发明提出了如下通用的环卫车辆清运成本数学模型：
[0089]
(1)
[0090]
(2)
[0091]
式(1)定义了在环卫清运车辆清运调度过程中车辆作业行驶距离的优化目标函数，即f表示最小化清运车辆的作业总行驶距离，其中为环卫车辆收集垃圾收集点簇 ci内垃圾收集点的垃圾的作业行驶消耗成本，dis(s
ik
,z
i
)为环卫车辆收运该收集点簇满足核载量之后运至对应的垃圾转运站的行驶距离即该簇最后一个垃圾收集点到对应垃圾转运站的距离，dis(z
i
,c
i
)为该垃圾收集点簇对应的垃圾转运站到对应的末端处置厂的环卫车辆作业行驶距离。式(2)s.t.表示各环卫车辆的垃圾运载量在其最大核载量内，在考虑环卫车辆清运行驶成本的同时对垃圾量实现均衡分配，确保各末端处置厂的垃圾进厂量在其处置上限之内。
[0092]
下面结合说明书附图，对本发明的方法的实现原理进行详细说明：
[0093]
图1所示为本发明实施例提供的基于层次聚类的环卫垃圾清运调度方法的整体流程图，方法包括：
[0094]
获取垃圾站点的位置信息，根据位置信息对垃圾站点进行初始分配，垃圾站点包括垃圾收集点、垃圾转运站和末端处置厂；
[0095]
根据初始分配的结果，确定初始类簇；
[0096]
根据初始类簇进行第一计算，根据第一计算的结果，确定第一目标垃圾站点的标注类型，标注类型包括超额类型、缺额类型和合理类型；
[0097]
根据第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并对第二目标垃圾站点进行重新分配；
[0098]
根据重新分配的结果，确定第二类簇，根据第二类簇对垃圾收集点进行层次聚类，并确定第三类簇；
[0099]
根据第三类簇进行路径规划。
[0100]
在一些实施例中，获取垃圾站点的位置信息，根据位置信息对垃圾站点进行初始分配，垃圾站点包括垃圾收集点、垃圾转运站和末端处置厂，包括：
[0101]
根据所述末端处置厂的位置信息对所述垃圾转运站进行初始分配；
[0102]
具体地，指定每个垃圾转运站的垃圾对应的末端处置厂去向，即根据垃圾转运站离末端处置厂的距离对垃圾转运站划分，每个垃圾转运站都划分到离它最近的末端处置厂，在此步骤划分是不受片区的限制的。
[0103]
根据所述垃圾转运站的位置信息对所述垃圾收集点进行初始分配。
[0104]
具体地，指定每个垃圾收集点的垃圾对应的垃圾转运站去向，即根据垃圾收集点
离垃圾转运站的距离对垃圾收集点划分，每个垃圾收集点都归类到离它最近的垃圾转运站，在此步骤划分是不受片区的限制的。
[0105]
需要说明的是，在一些实施例中，根据初始分配的结果，确定初始类簇，其中初始类簇包括根据垃圾转运站离末端处置厂的距离对垃圾转运站划分得到的多个转运站簇，以及根据垃圾收集点离垃圾转运站的距离对垃圾收集点划分得到的多个收集点簇。
[0106]
在一些实施例中，根据初始类簇进行第一计算，根据第一计算的结果，确定第一目标垃圾站点的标注类型，包括：
[0107]
对所述初始类簇下所述末端处置厂计算垃圾接收量，根据所述垃圾接受量，确定所述末端处置厂的标注类型；
[0108]
根据所述末端处置厂标注类型，确定所述末端处置厂下所述垃圾转运站标注类型。
[0109]
具体地，以初始类簇下各簇分别划定计算范围，从而计算初始类簇下各末端处置厂接受的垃圾总量并根据此值对末端处置厂的类型做标注(超额类型:超过此处置厂的处置上限，缺额类型:少于此处置厂处置上限的19/20,合理类型：垃圾量介于处置厂处置上限的19/20和最大处置上限之间)。根据标注的末端处置厂类型进一步对划分到此末端处置厂的垃圾转运站进行类型标注(超额类型，缺额类型，合理类型)。
[0110]
在一些实施例中，根据第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并对第二目标垃圾站点进行重新分配，包括：
[0111]
根据垃圾转运站标注类型，确定目标标注类型的垃圾转运站，目标标注类型包括缺额类型和超额类型。
[0112]
具体地，获取对应类型的垃圾转运站，包括缺额类型以及超额类型的所有垃圾转运站，而后续的重新分配就是基于这两种类型的垃圾转运站及其根据初始类簇关联的垃圾收集点进行的。
[0113]
在一些实施例中，根据第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并对第二目标垃圾站点进行重新分配，还包括：
[0114]
根据目标标注类型的垃圾转运站，确定满足第一预设条件的目标垃圾转运站；
[0115]
具体地，确定超额类型的垃圾转运站及其对应匹配的缺额类型的垃圾转运站，优先考虑只拥有对应一个垃圾收集点的超额类型垃圾转运站(为了最大程度地利用投入作业的收运车辆的资源)，其次考虑两个垃圾转运站(超额类型的垃圾转运站以及缺额类型的垃圾转运站) 间的距离以及超额类型垃圾转运站的垃圾总量(超额垃圾量越高优先考虑，能最大程度地减少对垃圾收集点重新划分带来对理论最优成本的影响)。从而根据这些因素确定进行重新分配涉及到的两个垃圾转运站的优先级列表，根据优先级列表作为第一预设条件，将超额类型的垃圾转运站匹配给缺额类型的垃圾转运站。
[0116]
根据目标垃圾转运站，确定满足第二预设条件的目标垃圾收集点；
[0117]
具体地，确定超额类型垃圾转运站中要重新分配所对应垃圾收集点，考虑其中超额类型垃圾转运站对应的各垃圾收集点到缺额类型垃圾转运站的距离以及各垃圾收集点的垃圾量因素(垃圾量越大优先考虑，能最大程度地减少要重新分配的垃圾收集点的数量,进而最大程度地减少对理论最优成本的影响)，根据这些因素作为第二预设条件确定要进行重新分配的垃圾收集点。
[0118]
对目标垃圾收集点进行重新分配。
[0119]
具体地，获取确定好的需要重新分配的垃圾收集点，实现对超额类型垃圾转运站对应的垃圾收集点的重新划分(划分到符合条件的缺额类型垃圾转运站)，直到所有超额类型的末端处置厂和缺额类型的末端处置厂的垃圾进厂量都回到合理范围内(即对应的超额类型转运站和缺额类型转运站的类型也都回到合理类型)。
[0120]
需要说明的是，在一些实施例中，根据重新分配的结果，确定第二类簇，其中第二类簇包括经过重新分配后满足末端处置厂和垃圾转运站都回到合理类型得到的多个二类转运站簇和多个二类收集点簇。
[0121]
在一些实施例中，根据本技术提出的跨片区作业方案，需要对经过上述步骤后得到各个垃圾转运站所对应的垃圾收集点根据地理位置进行聚类，使各簇的垃圾收集点在地理位置上相对聚拢。由于凝聚聚类算法的时间复杂度为o(n3)，数据量越大其运行效率越不理想，而经过前面初始分配和重新分配等步骤，已将要聚类的垃圾收集点由整个城市的量级转换为了多个垃圾收集点簇的量级，故使用凝聚聚类算法是可行的。因此，基于此以及本发明的研究场景需求，对凝聚层次聚类算法进行改进，提出了改进的凝聚层次聚类算法。用于根据第二类簇对垃圾收集点进行层次聚类这一步骤，步骤具体包括：
[0122]
将第二类簇下垃圾收集点初始化为点簇；
[0123]
具体地，以第二类簇下各个簇分别划定聚类单元，将单元中的每个垃圾收集点都初始化为一个簇，每个簇的位置初始化为该收集点的位置，每个簇的垃圾总量初始化为该收集点的垃圾量。
[0124]
根据点簇的位置信息，确定点簇间的距离，并搭建距离矩阵；
[0125]
具体地，根据每个簇的位置计算任意两个簇间的距离(每个的簇的位置为该簇内所有收集点的中心)，根据计算结果搭建距离矩阵c。
[0126]
根据距离矩阵，将点簇合并为集簇。
[0127]
具体地，根据距离矩阵c确定距离最近的两个簇，判断这两个簇是否满足合并的条件(1. 合并后的簇的垃圾总质量≤车辆最大核载量m；2.合并后此簇的清运成本≤第一个簇的清运成本+第二个簇的清运成本)，满足合并条件的两个簇加入合并对p的集合中；合并p 中记录的簇(如簇j被合并到簇i)并更新相关变量，包括：1)添加簇j的成员到簇i；2)删除簇j；3)更新簇i的位置；4)删除簇j的位置信息；5更新簇i的垃圾总量(加上簇j的垃圾总量)；6)删除簇j的垃圾量信息；7)重新计算距离矩阵c。通过重复上述步骤直到合并对p 为空，并得到最终合并结果的簇。参照图2的聚类算法演示示意图，大致分为三步：(1)2d 初始数据集；(2)满足条件的合并对；(3)最终合并结果的类簇。
[0128]
在一些实施例中，通过聚类形成了各个垃圾收集点簇，且各个簇的垃圾总量都控制在了收运车辆的最大核载量之内。此时找出最低清运成本的收集点行驶路径是控制成本的关键，由于每个簇垃圾总量的控制，故每个簇的垃圾收集点数量也处于比较小的量级，因此贪心搜索的思想可以用于收集点的最佳收运路径的搜索。搜索收集点的最佳收集顺序\车辆收集行驶路径，可以看作是一个多起点单终点的问题，起点可以是类簇内的任意一个垃圾收集点，而终点只能是此垃圾收集点簇所对应的垃圾转运站。即为根据第三类簇进行路径规划这一步骤，步骤具体包括：
[0129]
获取第三类簇下所有待选路径；
[0130]
具体地，以第三类簇下各个簇分别划定路径规划范围，获取所有可能的路径(即待选路径)，利用全排列函数permutations能够获取列表的所有排列组合。
[0131]
确定所述所有待选路径的路径成本；
[0132]
具体地，计算所有路径的清运距离(即路径成本)，根据获取的第三类簇下各个簇内所有垃圾收集点的所有收运路径，计算每条路径的行驶距离\清运成本，包括每个垃圾收集点间的距离以及最后一个收集点到该簇对应的垃圾转运站的距离。
[0133]
根据所述路径成本确定行进路线。
[0134]
具体地，选取最小距离\成本的路径，根据路径成本计算得到的每条路径的距离结果，选择最小距离的路径即为该簇收集点的最佳收运路径。
[0135]
本发明实施例提供了一种基于层次聚类的环卫垃圾清运调度装置，包括：
[0136]
初始分配模块，用于获取垃圾站点的位置信息，根据位置信息对所述垃圾站点进行初始分配，垃圾站点包括垃圾收集点、垃圾转运站和末端处置厂；
[0137]
标注模块，用于根据初始分配的结果，确定初始类簇；
[0138]
根据初始类簇进行第一计算，根据第一计算的结果，确定第一目标垃圾站点的标注类型，标注类型包括超额类型、缺额类型和合理类型；
[0139]
重新分配模块，用于根据第一目标站点标注类型，确定第二目标垃圾站点，并对第二目标垃圾站点进行重新分配；
[0140]
根据重新分配的结果，确定第二类簇；
[0141]
聚类模块，用于根据第二类簇对所述垃圾收集点进行层次聚类，并确定第三类簇；
[0142]
路径规划模块，用于根据第三类簇进行路径规划。
[0143]
本发明方法实施例的内容均适用于本装置实施例，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
[0144]
在一些实施例中，参照图3，本装置实施例装置实现上述方法的操作流程为：
[0145]
初始分配模块实现：根据垃圾转运站距离末端处置厂的距离，按照固定随机性、无片区限制的标准确定转运站簇；根据垃圾收集点距离垃圾转运站的距离，按照固定随机性、无片区限制的标准确定收集点簇。
[0146]
标注模块实现：根据转运站簇和收集点簇确定初始分配下的簇，同时在理论最优成本的理论支撑下，对末端处置厂类型进行标注，标注类型包括合理范围、缺额范围和超额范围；根据处置厂的标注类型对基于末端处置厂的转运站簇中的垃圾转运站类型进行标注，标注类型包括合理范围、缺额范围和超额范围，垃圾转运站的标注类型与其对应的末端处置厂标注类型对应。标注的目的是为了将超额范围类型下的垃圾站点分配至缺额范围中，使其都达到合理范围。
[0147]
重新分配模块实现：将超额垃圾转运站下对应的垃圾收集点分配至缺额垃圾转运站，通过重新分配，使处于超额范围和缺额范围的垃圾转运站及末端处理厂都达到合理范围。
[0148]
聚类模块实现：基于重新分配后的垃圾站点，以多个小数据量改进的层次距离确定最终各簇。
[0149]
路径规划模块实现:根据聚类模块确定的最终各簇下的垃圾收集点，以收集点最佳收运路径算法确定车辆最佳作业路径，并实现垃圾动态均衡分配。
[0150]
本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
[0151]
存储器用于存储程序；
[0152]
处理器执行程序实现基于层次聚类的环卫垃圾清运调度方法。
[0153]
本发明方法实施例的内容均适用于本电子设备实施例，本电子设备实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
[0154]
综上所述，本方法针对现有发的环卫车辆作业方式及垃圾清运调度问题，提出了通用的环卫车辆清运成本数学模型以及基于凝聚层次聚类的跨片区环卫垃圾清运调度策略，通过跨片区的作业模式，打破了原有作业方案的局限性，各片区相互联通，环卫车辆清运垃圾的行驶距离/时间成本大幅下降；通过将初始整个城市的单垃圾收集点集转换为多个垃圾收集点集，即实现了将单个大数据量转换为了多个小数据量，为使用提出的改进凝聚层次聚类算法提供了基础，通过改进凝聚层次聚类算法结合收集点最佳收运路径算法，确定了车辆的最佳收运路径，实现了车辆清运垃圾的智能调度安排，对比原有方案下基于人工的环卫车辆作业调度安排实现了智能化。在所提出的改进凝聚层次聚类算法中，通过将距离以及垃圾量因素作为了聚类条件，能最大程度地利用投入环卫车辆的运载能力，投入使用的环卫车辆数量大幅减少；跨片区作业方案实现了根据各个末端处置厂的处置能力而均衡分配垃圾量，消除了原先作业方式下对末端处置厂处置能力的威胁。
[0155]
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述的方法。
[0156]
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
[0157]
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
[0158]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计
算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
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only memory)、随机存取存储器(ram， random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0159]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
[0160]
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器 (rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0161]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0162]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0163]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
[0164]
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。