(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211012278.1 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 北京化工大 学 地址 100029 北京市朝阳区北三环东路15 号 (72)发明人 李想　路靖雯　易鹤　 (74)专利代理 机构 北京圣州专利代理事务所 (普通合伙) 11818 专利代理师 黄青青 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 一种获得城市交通集成传感设施的铺设最 优方案的方法 (57)摘要 本发明公开了一种获得城市交通集成传感 设施的铺设最优 方案的方法， 构建两个共用集成 传感设施的含稀 疏的连续型冗余系统模型； 以两 个冗余系统模 型为前提， 确定城市交通集成传感 设施铺设方案的预设约束条件及优化目标； 根据 预设约束条件和优化目标建立整数线性规划模 型； 基于目标区域的长度以及集成传感设施的感 应覆盖范围确定至少一个可行铺设方案中集成 传感设施的总数量； 利用有限马尔可夫链嵌入法 对整数线性规划模型进行求解， 获得至少一个可 行铺设方案的实际目标值； 将符合预设约束且实 际目标值最大的铺设方案确定为目标区域的城 市交通集成传感设施的最优铺设方案 。 权利要求书2页 说明书12页 附图1页 CN 115358469 A 2022.11.18 CN 115358469 A 1.一种获得城市交通集成传感设施的铺设最优方案的方法， 其特征在于， 所述方法包 括以下步骤： 通过将待铺设集成传感设施的目标区域抽象成一条直线， 并在所述直线上以间距l铺 设所述集成传感设施的方式， 构建两个共用集成传感设施的线 型n中取含稀疏d 的连续k的F 冗余系统模型； 其中， n为所述直线 上铺设集成传感设施的总数量； d为两个相 邻失效的集成 传感设施之间出现的连续正常工作集成传感设施的数目； k为含稀疏d 的传感设施连续 失效 的数目； 以所述两个共用集成传感设施的线型n中取含稀疏d的连续k的F冗余系统模型为前提， 确定所述目标区域城市交通 集成传感设施的铺设方案的预设约束条件以及优化目标； 根据所述预设约束条件以及所述优化目标建立整数线性规划模型； 所述整数线性规划 模型为两个共用集成传感设施的线型n中取含稀疏d的连续k的F冗余系统模型的实际目标 值最大化的线性表示； 基于所述目标区域的长度以及城市交通集成传感设施的感应覆盖范围确定至少一个 可行铺设方案中集成传感设施的总数量； 利用有限马尔可夫链嵌入法对整数线性规划模型进行求解， 获得至少一个可行铺 设方 案的实际目标值； 将符合预设约束且实际目标值最大的铺设方案确定为目标区域的城市交 通集成传感设施的最优铺设方案 。 2.根据权利要求1所述的获得城市交通集成传感设施的铺设最优方案的方法， 其特征 在于， 整数规划模型中的决策变量为n； 优化目标为最大化所述目标区域中集成传感系统正 常工作的可靠度。 3.根据权利要求1所述的获得城市交通集成传感设施的铺设最优方案的方法， 其特征 在于， 整数线性 规划模型如下表示： 其中： R为含稀疏d的F冗余系统模型的实际约束值； n为决策变量， 表示铺设集成传感设 施的总数量； A 为有限马尔可夫链的转移 概率矩阵； π为初始状态 概率向量， 表 示目标区域的 传感系统中所有集成传感设施都正常工作； u为向量， 作用是将目标区域的传感系统中所有 工作状态的概率进行求和； c为铺设一个集成传感设施的实际约束值； C为在目标区域的传 感系统中铺设集成传感设施所要满足的预设约束值； L为目标区域的长度； l为铺设集成传 感设施之间的间距； 表示整数 取大。 4.根据权利要求1所述的获得城市交通集成传感设施的铺设最优方案的方法， 其特征 在于， 基于目标区域的长度以及所述集成传感设施的感应范围确定至少一个可行铺设方案 中所述集成传感设施的总数量， 包括： 基于所述目标区域的长度以及所述 集成传感设备的感应范围确定多个备选铺设方案； 基于铺设一个所述集成传感设备的实际约束值确定每个备选铺设方案对应的实际约 束值； 将满足预设约束条件的实际目标值对应地方案确定为可 行铺设方案 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358469 A 25.根据权利要求1所述的获得城市交通集成传感设施的铺设最优方案的方法， 其特征 在于， 利用有限马尔可夫链嵌入法对所述整数线性规划模型进行求解， 获得所述至少一个 可行铺设方案的实际目标值， 包括： 定义状态空间S＝SW∪SF上的有限马尔可夫链{Y(t),t＝1, …,n}； 其中， 工作状态空间 SW和失效状态空间SF分别为： SF＝{sN}, 其中， Y(t)＝(i1,j1； i2,j2)∈SW是前t个集成传感设施在t1≤t2情形下的一个工作状态， 表示前t个集成传感设施组成的子系统在tr(r＝1,2)时刻存在jr个集成传感设施t ‑jr+ 1,…,t正常工作， 集 成传感设施t ‑jr失效， 且集 成传感设施1, …,t‑jr中， 至多有含稀 疏dr的 连续ir个集成传感设施失效； 失效状态空间SW＝{sN}中状态sN表示前t个集成传感设施组成 的子系统只要在tr时刻集成传感设施1,...,t中， 至少有含稀 疏dr的连续kr个集成传感设施 失效， 即集成传感系统需要派维修人员进行维修； 对所述工作状态空间和所述失效状态空间中的任一状态进行编号； 将所有状态按编 号由小到大的顺序重新排列后， 利用状态转移的规确定所述有限马尔 可夫链的转移概 率矩阵； 基于有限马尔可夫链嵌入法对所述整数线性规划模型进行求解， 获得所述可行铺 设方 案的实际目标值； 将符合预设约束且实际目标值最大的铺设方案确定为目标区域的城市交通集成传感 设施的最优铺设方案 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358469 A 3