一种基于最短救援时间的舰船损管人员网络调度方法与流程

本发明涉及舰船安全性保障技术，尤其涉及一种基于最短救援时间的舰船损管人员网络调度方法。

背景技术：

1、舰船在海上执行任务时，在复杂海浪环境和敌方武器威胁下，容易遭受各种类型的灾害，如舱室破损进水、火灾等。为了保障舰船的安全性，限制、消除各种类型的损伤或灾害。舰船均会配备专业的损管人员以最大程度的实施干预措施，防止灾害蔓延。考虑到舰船灾害发生位置具有极大的随机性，且出于安全性的角度，损管人员的工作、生活舱室沿船长分散布置。因此，在灾害发生后，为了组织损管人员以最优救援方案前往灾害发生点实施损害管制，需要制定一套舰船损管人员网络调度方法，指导开展损管救援活动。

2、传统的损管人员调度方法一般基于迪杰斯特拉算法或弗洛伊德算法的最短路径法，以损管人员到达救援需求点的最短路径为判据建立调度方法，这种方法的局限性在于，考虑到舰船复杂的通道环境(斜梯、直梯等)，最短救援路径不一定耗时最短。且通常没有建立损管救援效果评估方法，对于多点灾害的人员调度问题适用性差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于最短救援时间的舰船损管人员网络调度方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于最短救援时间的舰船损管人员网络调度方法，包括以下步骤：

3、1)根据舰船总布置图获取救援通道节点图，每个舱室在竖直方向设2个节点，在通道、走廊、楼梯以及其他构件交接处设置一个节点，门不单独设置节点；

4、2)根据救援通道节点图判断节点之间的联通关系，并量取联通节点的长度，建立节点距离矩阵；

5、3)判断联通节点路径的类型，根据节点路径为平坦地形或梯道，是否穿越门及门的宽度，建立判断矩阵；

6、4)设损管人员在平坦地形的行进速度为v1，在梯道的行进速度为v2，通过每扇门所需时间为td，计算损管人员通过每条路径所需要的时间，建立救援时间矩阵；

7、5)将救援时间矩阵作为权值矩阵，基于迪杰斯特拉算法，计算从救援舱室到目标救援位置的最优救援路径；

8、6)建立灾害救援满意度函数；

9、根据损管人员从出救点到达救援需求点的时间，建立出救点ai的损管人员到达救援需求点di的救援满意度函数fk(ti)；

10、

11、式中，tik表示出救点ai到达救援点di的时间；表示最佳救援时间，在此之前到达救援需求点di的满意度为1；表示有效救援时间，在和之间到达救援需求点仍能实施有效救援，但救援效果有所下降，在时刻达到的救援满意度为表示救援失效时间，在和之间到达救援需求点，救援效果将迅速下降，在之后到达救援需求点，则完全没有救援效果；

12、7)基于指派方法的人员调度方法

13、确定救援需求集合中多个救援需求点对于损管人员数量、损管人员到达时间的要求，构建损管人员调度的目标函数，对损管人员进行调度使得救援满意度最大；

14、7.1)损管人员调度方法的目标函数和约束条件如下：

15、

16、

17、

18、xijk＝0或1,i＝1,2,…m；j＝1,2,…ai,k＝1,2,…n

19、其中，目标函数表示损管人员调度的总体救援满意度最大，sik为救援满意值；xijk表示决策变量，每个损管人员都会被分配一个决策变量，当被分配的决策变量xijk等于1表示第i出救援点的第j名损管人员pij将被派遣去执行第k个救援点的救援任务。当分配的决策变量xijk等于0表示该名损管人员没有被分配到任务；

20、其中，n为救援需求点的数量，m为出救点的数量；ai表示出救点ai可供派遣的人员数量；

21、约束条件从上至下分别为：

22、每位损管人员至多只被派遣完成一项救援任务；

23、被派遣去完成任务rk的人员数量等于该任务所需要的损管人员数量；

24、损管人员只有参加救援和未参加救援两种状态；

25、其中，

26、和为任务所需要的损管人员到达时间的区间

27、8)求解步骤7)的目标函数，获得优化的损管人员调度方案。

28、按上述方案，所述步骤4)中通过每扇门所需时间td，

29、

30、其中，wc表示门的宽度。

31、本发明产生的有益效果是：

32、本发明建立了一种基于最短救援时间和指派算法结合的舰船损管人员网络调度方法，能够有效指导损管人员在灾害发生后开展舰船损害管制工作，从舰船可恢复性的角度增强了舰船的安全性。

技术特征：

1.一种基于最短救援时间的舰船损管人员网络调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于最短救援时间的舰船损管人员网络调度方法，其特征在于，所述步骤4)中通过每扇门所需时间td，

技术总结
本发明公开了一种基于最短救援时间的舰船损管人员网络调度方法，包括以下步骤：根据舰船总布置图获取救援通道节点图；将救援时间矩阵作为权值矩阵，基于迪杰斯特拉算法，计算从救援舱室到目标救援位置的最优救援路径；建立灾害救援满意度函数；基于指派方法的人员调度方法；确定救援需求集合中多个救援需求点对于损管人员数量、损管人员到达时间的要求，构建损管人员调度的目标函数，对损管人员进行调度使得救援满意度最大；获得优化的损管人员调度方案。本发明建立了一种基于最短救援时间和指派算法结合的舰船损管人员网络调度方法，能够有效指导损管人员在灾害发生后开展舰船损害管制工作，从舰船可恢复性的角度增强了舰船的安全性。

技术研发人员：袁奕,黄卫刚,胡玉龙
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13