1.本发明属于施工巡查技术领域，尤其涉及一种施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法。
背景技术：2.路内施工作业作为长期以来的施工管理难点和道路安全痛点问题，每年由于交通施工、养护作业等引起的交通事故和施工安全造成了人员的伤亡和财产的损失。并且由于路内施工监管部门、施工管理单位以及实际施工人员间存在的信息互通困难，审批信息与实际施工信息间存在较大的差异，施工监管部门往往难以确认实际施工作业的信息，从而导致了现场巡检人员巡检工作量大，在现场难以实时获取审批信息，管理难度大等问题。
3.同时施工巡检人员虽然知道自己的巡查任务，但是缺乏有效的技术手段对巡查任务进行优先级排序和最优路径引导，从而导致施工巡检效率低。
4.因此基于此背景，研究了通过平台审批信息的接入，结合现场巡检人员的定位，对巡检人员施工巡检任务进行优化排序，并生成最优的路径导航，从而提升现场施工巡检效率。
技术实现要素：5.本发明实施例的目的在于提供一种施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，旨在解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，包括以下步骤：
7.步骤1：在平台端接入各个施工的审批信息；
8.步骤2：建立优化排序算法；
9.步骤3：待巡检施工作业紧要程度修正系数δ计算；
10.步骤4：巡检任务排序时间约束；
11.步骤5：班组巡检任务交换优化；
12.步骤6：对非必要巡检作业的剪枝操作；
13.步骤7：巡检人员巡检任务自动分配编排；
14.步骤8：巡检人员通过移动端查询待巡查任务及路线；
15.步骤9：巡检结束及闭环。
16.进一步的技术方案，所述步骤1的具体步骤包括：系统通过标准化接口接入总局审批系统信息，获取包括各个施工作业的施工单位、施工地点和施工时间等，并将信息存库管理，通过系统可对各项审批信息进行检索和查看。
17.进一步的技术方案，所述步骤2的具体步骤包括：以作为目标函数；
18.其中dis(p
x
,py)函数为空间路线距离计算函数，通过gis路网空间运算求得，
19.n为待巡检施工作业数量；
20.p0为巡检人员定位位置坐标；
21.pe为巡检人员巡检结束返回位置，如巡检单位等；
22.pi为各个待巡检施工作业的坐标；
23.δj为各个待巡检施工作业重要程度修正系数δj∈(0,1]，其顺序和pi顺序相对应；
24.oj为一组巡检排序权重系数，由系统配置并根据实际情况调整，该权重系数为单调递减数组，其决定因素基于与巡检单位确定的施工作业重要性差异的重视程度，其中巡检单位越重视重大工程作业或历史违规高发的施工作业，则权重系数的递减差异越大。
25.其中，当m》n时，om《on。
26.通过对目标函数进行计算，生成数组[p1,p2,p3,
……
p
n-1
,pn]，作为巡检任务最优排序结果，通过该排序结果作为现场巡检人员施工作业巡检优先级排序和路径引导的指导。
[0027]
进一步的技术方案，所述步骤3的具体步骤包括：对于各个待巡检施工作业，考量因素包括施工作业重要程度指标i、施工作业历史违规频次n、施工单位信誉评级指标s，以及其他因素修正指标q。
[0028]
待巡检施工作业紧要程度修正系数其中
[0029]
其中i
x
为施工p
x
的重要程度修正系数；
[0030]
其中w
x
为统计周期内施工p
x
的历史违规次数，t 为统计周期，单位d；
[0031]
其中s
x
为p
x
的施工单位信誉评级指标修正系数。
[0032]
进一步的技术方案，所述步骤4的具体步骤包括：基于各个施工作业审批信息接入，对于每个施工作业p
x
存在正常施工时间配置参数(ta，tb)，ta为正常施工开始时间，tb为正常施工结束时间。对于巡检人员每日排班存在计划巡查排班时间(tm，tn)，tm为计划巡检开始时间，tn为计划巡检结束时间。除日常巡检外，对于施工巡检任务的分配过程中考虑施工作业施工时间和巡检人员排班时间对应情况，结合巡查计划筛选符合巡检人员排班情况的施工作业作为目标函数数据源。
[0033]
当施工作业p
x
的时间配置参数未完全覆盖巡检人员计划巡查排班时间时，计算过程中考虑时间约束，即生成的巡检任务排序数组中p
x
的排序经过换算后应符合其施工时间
配置参数(ta，tb)。
[0034]
巡检人员巡检排班时间小幅优化：基于巡检人员巡检单位每日排班存在计划巡查排班时间(tm，tn)，以及计划巡检任务[p1,p2,p3,
……
p
n-1
,pn]，通过对比(t
m-δ
t
，t
n-δ
t
)、(tm，tn)以及(tm+δ
t
，tn+δ
t
)三个区间内目标函数，其中δ
t
为巡检人员班组巡检可调节的时间范围。基于目标函数：
[0035][0036]
对巡检时间提前、时间不动和时间延后生成三组最优结果分别记为f-1
、 f0和f1。
[0037]
如取三者最大值fm＝max(f-1
、f0、f1)，如fm《f0*90％，则相应的以fm对应的时间为基准调整优化巡检人员巡检排班时间。
[0038]
进一步的技术方案，所述步骤5的具体步骤包括：基于巡检人员a、b两个巡检单位的排班计划以及其已分配的巡检任务[p
a1
,p
a2
,p
a3
,
……
p
an-1
,p
an
] 和[p
b1
,p
b2
,p
b3
,
……
p
bn-1
,p
bn
]，基于目标函数：
[0039][0040]
分别计算其最优排序以及其目标函数最优结果，f
a0
和f
b0
。
[0041]
在符合时间约束条件下变更一个巡检任务，如pa，如在将pa从第一巡检单位巡检任务调整至第二巡检单位巡检任务后，生成的目标函数最优结果f
a1
和f
b1
满足条件f
a1
+f
b1
《(f
a0
+f
b0
)*95％，则选择将该巡检任务变更，并发起巡检任务变更申请并附上数据依据说明。
[0042]
进一步的技术方案，所述步骤6的具体步骤包括：对于作业p
x
,δ
x
小于等于0.5，且增加作业p
x
时，f增量》c，其中c为剪枝阈值，则自动上传巡检作业剪枝申请，经过批复后可暂缓该作业巡检任务或交付其他巡检单位巡检。
[0043]
进一步的技术方案，所述步骤7的具体步骤包括：通过对审批通过的施工作业、正在进行的施工作业以及即将开始的施工作业信息进行信息化管理，并关联其地理信息属性数据，结合占掘路施工巡查人员班组信息，以重要施工优先巡检、巡查修正路径最短(目标函数最小)、符合巡检人员班组巡检排班需求为考量规则，自动编排和分配巡检任务。
[0044]
通过施工的重要程度对施工作业进行系数修正，构建巡检任务优先级排序，帮助提升巡检效率。
[0045]
进一步的技术方案，所述步骤8的具体步骤包括：巡检人员登录智能终端软件之后，可以看到系统分配的巡查任务的信息以及最优路线。
[0046]
进一步的技术方案，所述步骤9的具体步骤包括：巡检人员在现场巡查完毕之后，输入巡查结果(正常/异常)后上报。异常情况通过构建标准化模板，实现巡查结果便捷快速上传。
[0047]
巡检人员在上报的同时，智能执法终端会记录手机所在的位置、拍摄照片的时间和位置，一并上报系统，同时对巡检人员返回巡检单位进行路径引导。
[0048]
本发明实施例提供的一种施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其有益效果如下：
[0049]
1.通过建立了巡检人员面向违规施工作业巡检任务的优化排序算法，提供了更为科学、高效地引导巡检人员巡检路线的方法，降低了巡检人员巡检总体路程，提高了巡检人员巡检效率；
[0050]
2.在优化排序算法中引入待巡检施工作业基础信息、gis地理信息系统路网空间计算、待巡检施工作业紧要程度修正等因素，使算法更贴近巡检人员实际应用需求，提高巡检人员对违规施工的发现和巡检效率；
[0051]
3.构建了非必要巡检的剪枝操作和任务重新分配机制，使巡检人员整体巡检任务调度更为灵活，避免因为个别巡检任务分配不合理导致的整体巡检工作量大幅提升，从而提升巡检人员总体的巡检效率。
附图说明
[0052]
图1为本发明实施例提供的一种施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法的流程图。
具体实施方式
[0053]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
[0054]
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
[0055]
如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，包括以下步骤：
[0056]
步骤1：在平台端接入各个施工的审批信息
[0057]
具体的，系统通过标准化接口接入总局审批系统信息，获取包括各个施工作业的施工单位、施工地点和施工时间等，并将信息存库管理，通过系统可对各项审批信息进行检索和查看。
[0058]
步骤2：建立优化排序算法
[0059]
以作为目标函数；
[0060]
其中dis(p
x
,py)函数为空间路线距离计算函数，通过gis路网空间运算求得，
[0061]
n为待巡检施工作业数量；
[0062]
p0为巡检人员定位位置坐标；
[0063]
pe为巡检人员巡检结束返回位置，如巡检单位等；
[0064]
pi为各个待巡检施工作业的坐标；
[0065]
δj为各个待巡检施工作业重要程度修正系数δj∈(0,1]，其顺序和pi顺序相对应；
[0066]
oj为一组巡检排序权重系数，由系统配置并根据实际情况调整，该权重系数为单调递减数组，其决定因素基于与巡检单位确定的施工作业重要性差异的重视程度，其中巡检单位越重视重大工程作业或历史违规高发的施工作业，则权重系数的递减差异越大。
[0067]
其中，当m》n时，om《on。
[0068]
通过对目标函数进行计算，生成数组[p1,p2,p3,
……
p
n-1
,pn]，作为巡检任务最优
排序结果，通过该排序结果作为现场巡检人员施工作业巡检优先级排序和路径引导的指导。
[0069]
步骤3：待巡检施工作业紧要程度修正系数δ计算
[0070]
对于各个待巡检施工作业，考量因素包括施工作业重要程度指标i、施工作业历史违规频次n、施工单位信誉评级指标s、其他因素修正指标q。
[0071]
待巡检施工作业紧要程度修正系数
[0072]
其中其中i
x
为施工p
x
的重要程度修正系数；
[0073]
其中w
x
为统计周期内施工p
x
的历史违规次数，t 为统计周期，单位d。
[0074]
其中s
x
为p
x
的施工单位信誉评级指标修正系数。
[0075]
步骤4：巡检任务排序时间约束
[0076]
基于各个施工作业审批信息接入，对于每个施工作业p
x
存在正常施工时间配置参数(ta，tb)，ta为正常施工开始时间，tb为正常施工结束时间。对于巡检人员每日排班存在计划巡查排班时间(tm，tn)，tm为计划巡检开始时间， tn为计划巡检结束时间。除日常巡检外，对于施工巡检任务的分配过程中考虑施工作业施工时间和巡检人员排班时间对应情况，结合巡查计划筛选符合巡检人员排班情况的施工作业作为目标函数数据源。
[0077]
当施工作业p
x
的时间配置参数未完全覆盖巡检人员计划巡查排班时间时，计算过程中考虑时间约束，即生成的巡检任务排序数组中p
x
的排序经过换算后应符合其施工时间配置参数(ta，tb)。
[0078]
巡检人员巡检排班时间小幅优化：基于巡检人员巡检单位每日排班存在计划巡查排班时间(tm，tn)，以及计划巡检任务[p1,p2,p3,
……
p
n-1
,pn]，通过对比(t
m-δ
t
，t
n-δ
t
)、(tm，tn)以及(tm+δ
t
，tn+δ
t
)三个区间内目标函数，其中δ
t
为巡检人员班组巡检可调节的时间范围。基于目标函数：
[0079][0080]
对巡检时间提前、时间不动和时间延后生成三组最优结果分别记为f-1
、 f0和f1。
[0081]
如取三者最大值fm＝max(f-1
、f0、f1)，如fm《f0*90％，则相应的以fm对应的时间为基准调整优化巡检人员巡检排班时间。
[0082]
步骤5：班组巡检任务交换优化
[0083]
班组巡检任务交换优化：基于巡检人员a、b两个巡检单位的排班计划以及其已分配的巡检任务[p
a1
,p
a2
,p
a3
,
……
p
an-1
,p
an
]和[p
b1
,p
b2
,p
b3
,
……
p
bn-1
, p
bn
]，基于目标函数：
[0084][0085]
分别计算其最优排序以及其目标函数最优结果，f
a0
和f
b0
。
[0086]
在符合时间约束条件下变更一个巡检任务，如pa，如在将pa从第一巡检单位巡检任务调整至第二巡检单位巡检任务后，生成的目标函数最优结果f
a1
和f
b1
满足条件f
a1
+f
b1
《(f
a0
+f
b0
)*95％，则选择将该巡检任务变更，并发起巡检任务变更申请并附上数据依据说明。
[0087]
步骤6：对非必要巡检作业的剪枝操作
[0088]
对于作业p
x
,δ
x
小于等于0.5，且增加作业p
x
时，f增量》c，其中c为剪枝阈值，则自动上传巡检作业剪枝申请，经过批复后可暂缓该作业巡检任务或交付其他巡检单位巡检。
[0089]
步骤7：巡检人员巡检任务自动分配编排
[0090]
通过对审批通过的施工作业、正在进行的施工作业以及即将开始的施工作业信息进行信息化管理，并关联其地理信息属性数据，结合占掘路施工巡查人员班组信息，以重要施工优先巡检、巡查修正路径最短(目标函数最小)、符合巡检人员班组巡检排班需求为考量规则，自动编排和分配巡检任务。
[0091]
通过施工的重要程度对施工作业进行系数修正，构建巡检任务优先级排序，帮助提升巡检效率。
[0092]
步骤8：巡检人员通过移动端查询待巡查任务及路线
[0093]
巡检人员登录智能终端软件之后，可以看到系统分配的巡查任务的信息以及最优路线。
[0094]
步骤9：巡检结束及闭环
[0095]
巡检人员在现场巡查完毕之后，输入巡查结果(正常/异常)后上报。异常情况通过构建标准化模板，实现巡查结果便捷快速上传。
[0096]
巡检人员在上报的同时，智能执法终端会记录手机所在的位置、拍摄照片的时间和位置，一并上报系统，同时对巡检人员返回巡检单位进行路径引导。
[0097]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在平台端接入各个施工的审批信息；步骤2：建立优化排序算法；以作为目标函数；其中dis(p
x
,p
y
)函数为空间路线距离计算函数，通过gis路网空间运算求得；n为待巡检施工作业数量；p0为巡检人员定位位置坐标；p
e
为巡检人员巡检结束返回位置；p
i
为各个待巡检施工作业的坐标；δ
j
为各个待巡检施工作业重要程度修正系数δ
j
∈(0,1]，其顺序和p
i
顺序相对应；o
j
为一组巡检排序权重系数，由系统配置并根据实际情况调整，该权重系数为单调递减数组，其决定因素基于与巡检单位确定的施工作业重要性差异的重视程度，其中巡检单位越重视重大工程作业或历史违规高发的施工作业，则权重系数的递减差异越大；通过对目标函数进行计算，生成数组[p1,p2,p3,
……
p
n-1
,p
n
]，作为巡检任务最优排序结果，通过该排序结果作为现场巡检人员施工作业巡检优先级排序和路径引导的指导；步骤3：待巡检施工作业紧要程度修正系数δ计算；步骤4：巡检任务排序时间约束；步骤5：班组巡检任务交换优化；步骤6：对非必要巡检作业的剪枝操作；步骤7：巡检人员巡检任务自动分配编排；步骤8：巡检人员通过移动端查询待巡查任务及路线；步骤9：巡检结束及闭环。2.根据权利要求1所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤包括：系统通过标准化接口接入总局审批系统信息，获取包括各个施工作业的施工单位、施工地点和施工时间，并将信息存库管理，通过系统可对各项审批信息进行检索和查看。3.根据权利要求1所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，所述步骤3的具体步骤包括：对于各个待巡检施工作业，考量因素包括施工作业重要程度指标i、施工作业历史违规频次n、施工单位信誉评级指标s，以及其他因素修正指标q；待巡检施工作业紧要程度修正系数其中其中i
x
为施工p
x
的重要程度修正系数；
其中w
x
为统计周期内施工p
x
的历史违规次数，t为统计周期，单位d；其中s
x
为p
x
的施工单位信誉评级指标修正系数。4.根据权利要求1所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤包括：基于各个施工作业审批信息接入，对于每个施工作业p
x
存在正常施工时间配置参数(t
a
，t
b
)，t
a
为正常施工开始时间，t
b
为正常施工结束时间；对于巡检人员每日排班存在计划巡查排班时间(t
m
，t
n
)，t
m
为计划巡检开始时间，t
n
为计划巡检结束时间；除日常巡检外，对于施工巡检任务的分配过程中考虑施工作业的施工时间和巡检人员排班时间对应情况，结合巡查计划筛选符合巡检人员排班情况的施工作业作为目标函数数据源。5.根据权利要求4所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，在所述步骤4中，当施工作业p
x
的时间配置参数未完全覆盖巡检人员计划巡查排班时间时，计算过程中考虑时间约束，即生成的巡检任务排序数组中p
x
的排序经过换算后应符合其施工时间配置参数(t
a
，t
b
)；巡检人员巡检排班时间小幅优化：基于巡检人员巡检单位每日排班存在计划巡查排班时间(t
m
，t
n
)，以及计划巡检任务[p1,p2,p3,
……
p
n-1
,p
n
]，通过对比(t
m-δ
t
，t
n-δ
t
)、(t
m
，t
n
)以及(t
m
+δ
t
，t
n
+δ
t
)三个区间内目标函数，其中δ
t
为巡检人员班组巡检可调节的时间范围；基于目标函数：对巡检时间提前、时间不动和时间延后生成三组最优结果分别记为f-1
、f0和f1；如取三者最大值f
m
＝max(f-1
、f0、f1)，如f
m
<f0*90％，则相应的以f
m
对应的时间为基准调整优化巡检人员巡检排班时间。6.根据权利要求1所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，所述步骤5的具体步骤包括：基于巡检人员a、b两个巡检单位的排班计划以及其已分配的巡检任务[p
a1
,p
a2
,p
a3
,
……
p
an-1
,p
an
]和[p
b1
,p
b2
,p
b3
,
……
p
bn-1
,p
bn
]，基于目标函数：分别计算其最优排序以及其目标函数最优结果，f
a0
和f
b0
；在符合时间约束条件下变更一个巡检任务，如p
a
，如在将p
a
从第一巡检单位巡检任务调整至第二巡检单位巡检任务后，生成的目标函数最优结果f
a1
和f
b1
满足条件f
a1
+f
b1
<(f
a0
+
f
b0
)*95％，则选择将该巡检任务变更，并发起巡检任务变更申请并附上数据依据说明。7.根据权利要求1所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，所述步骤6的具体步骤包括：对于作业p
x
,δ
x
小于等于0.5，且增加作业p
x
时，f增量>c，其中c为剪枝阈值，则自动上传巡检作业剪枝申请，经过批复后可暂缓该作业巡检任务或交付其他巡检单位巡检。8.根据权利要求1所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，所述步骤7的具体步骤包括：通过对审批通过的施工作业、正在进行的施工作业以及即将开始的施工作业信息进行信息化管理，并关联其地理信息属性数据，结合占掘路施工巡查人员班组信息，以重要施工优先巡检、巡查修正路径最短、符合巡检人员班组巡检排班需求为考量规则，自动编排和分配巡检任务；通过施工的重要程度对施工作业进行系数修正，构建巡检任务优先级排序，帮助提升巡检效率。9.根据权利要求1所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，所述步骤8的具体步骤包括：巡检人员登录智能终端软件之后，可以看到系统分配的巡查任务的信息以及最优路线。10.根据权利要求1所述的施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，其特征在于，所述步骤9的具体步骤包括：巡检人员在现场巡查完毕之后，输入巡查结果后上报；异常情况通过构建标准化模板，实现巡查结果便捷快速上传；巡检人员在上报的同时，智能执法终端会记录手机所在的位置、拍摄照片的时间和位置，一并上报系统，同时对巡检人员返回巡检单位进行路径引导。
技术总结本发明适用于施工巡查技术领域，提供了一种施工违规巡查的任务优化排序和路径引导方法，包括以下步骤：步骤1：在平台端接入各个施工的审批信息；步骤2：建立优化排序算法；步骤3：待巡检施工作业紧要程度修正系数δ计算；步骤4：巡检任务排序时间约束；步骤5：班组巡检任务交换优化；步骤6：对非必要巡检作业的剪枝操作；步骤7：巡检人员巡检任务自动分配编排；步骤8：巡检人员通过移动端查询待巡查任务及路线；步骤9：巡检结束及闭环。该方法通过建立了巡检人员面向违规施工作业巡检任务的优化排序算法，提供了更为科学、高效地引导巡检人员巡检路线的方法，降低了巡检人员巡检总体路程，提高巡检人员对违规施工的发现和巡检效率。率。率。
技术研发人员：单惟乐 黄健俊 常光照
受保护的技术使用者：上海智能交通有限公司
技术研发日：2022.06.29
技术公布日：2022/11/1
