快速生成警卫任务布警方案的方法
专利名称：快速生成警卫任务布警方案的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于公安交通管理中快速生成警卫任务布警方案的方法。
背景技术：
在现代化公安交通指挥工作中，快速反应已经成为重中之重。要从根本上提高指挥中心和下属部门的快速反应能力，其首要一点就是要有一套切实可行的提高公安交通指挥快速反应能力的方法。目前，遇有大型活动或警卫任务时，通常都是采用召开任务准备会的方式下达任务，然后各部门再根据各自分担的任务区自行制定布警方案，然后再向指挥中心汇报布警方案。执行任务时，通常由各区大队或上一级机关进行岗位检查，察看警力的分布情况，以及警力的到位情况。因为现有方法属于经验管理，弊端很多制定布警方案时有可能发生漏岗、错岗等现象；指挥中心无法在第一时间全面掌控任务的警力布置情况；执行任务时无法实时了解当前警力的到岗情况；发生任务路线突然改变时，只能凭经验重新布置警力，无法按最优方案快速地调动警力，往往会出现有的新岗位很快有警员到达、而有的岗位长时间无警员到达的现象。
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用电子地图及计算机程序简化大型警卫任务的任务布置过程、快速生成布警方案的方法。本发明采用电子地图及相应软件，只需在地图上画出警卫任务的行走路线并输入其警卫级别，即可自动生成布警方案；执行任务时通过电子地图实时了解当前警力的到岗情况；发生任务路线突然改变时，计算机能够根据现有的警力位置和新的要求计算出最优的调动方案，从而保证以最快的速度重新布置警力。遇有警卫任务时，指挥人员只需在电子地图上通过折线将从起点到终点的警卫路线画出来，并输入其警卫级别，即可立即自动生成相应的警力布置方案，并显示在电子地图上，各区队值班室的网上终端即可立即看到这些信息，并按照电子地图的指示布置警力。执行任务时，通过手机定位，指挥中心或各区队均可通过电子地图实时监控每个执勤警察的名字、呼号和当前位置。发生任务线路突然改变时，计算机能够根据现有的警力位置和新的要求计算出最优的调动方案，并通过网络以电子地图的方式下达到各区队值班室，从而保证以最快的速度重新布置警力。
本发明是这样实现的快速生成警卫任务布警方案的方法，其特征是(1)采用电子地图，建立地图上各布警点的布警点编号及中心坐标、布警级别需求信息数据库，定义布警点为边长L的正方形，还要建立一个记录在执行过程中查找到的布警点编号及中心坐标、布警需求级别的布警点记录数据表，(2)将警卫路线以折线在电子地图上画出，输入警卫级别，(3)根据路线警卫级别G，筛选布警点数据库中布警点，只保留布警级别需求大或等于G的布警点，(4)计算路线中各线段的长度、斜率，以步长D逐步沿路线自起点至终点推进，此处D＜L，(5)每推进一步即算出当前点坐标(x，y)，搜索布警点数据库，得布警点M坐标(x′，y′)，将二者比较，(6)若满足x′-L/2＜x＜x′+L/2且y′-L/2＜y＜y′+L/2，即查找布警点记录中是否已有该布警点，(7)若无，在当前布警点记录中添加上该布警点相关信息，(8)逐步搜索推进，直至查找到警卫路线涉及的全部布警点及其对应布警需求级别。
在上述方案的基础上，警卫任务路线发生改变时，首先以权利要求1提供的方法生成新的布警方案，然后将新、旧二方案进行比较，二者相同的布警点不动，定义新方案独有的为新布警点、旧方案独有的为旧布警点，(1)查找新、旧布警点从旧方案中读取一个布警点，到新方案中查找，若未找到则该布警点为旧布警点，依次递推直至读取全部旧方案中布警点，然后从新方案中读取一个布警点，到旧方案中查找，若未找到则该布警点为新布警点，依次递推直至读取全部新方案中布警点，(2)计算出各新布警点与各旧布警点间直线距离，(3)若新、旧布警点数量相等时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点距离的最小值，选出其中最大者对应的新、旧布警点，②将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中，③再对余下的新、旧布警点重复上述①-②步骤直至结束，(4)若新布警点数量小于旧布警点时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点间距的最小值，放弃其中旧、新布警点数量差额值个最大者后，选出余下者中最大的对应的新、旧布警点，②将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中，③再将余下的新、旧布警点重复上述①-②步骤直至结束，(5)若新布警点数量大于旧布警点时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点间距的最小值，判断其中最大者对应的新布警点的布警级别是否是现有新布警点中最低，是则放弃该新布警点，②对余下的新布警点重复上述①步骤，直至放弃了新、旧布警点数量差额值个新布警点为止，③最后对保留下的新布警点按前述(3)中各步骤计算。
因本方法是通过电子地图实现的，所以首先需要拥有本市区的电子地图。要想实现本方法，还需预先通过电子地图建立布警点数据，并保存在布警点数据库中，以备自动生成布警方案时用。布警点数据库的建立布警点数据库中包含布警点的编号、布警点的中心坐标、布警级别需求等信息。为了计算查找方便，布警点使用正方形图形，边长为L。在电子地图上选中某点作为布警点的中心点，然后输入该布警点所对应的布警级别需求即可。布警级别需求为3表示三级及以上的警卫任务需要布警(表示该路口很重要)，为2表示二级及以上的警卫任务需要布警，为1表示仅一级警卫任务需要布警(表示该路口不很重要)。依照此方法可建立全市所有布警点的数据库，以后即可根据在电子地图上所画出的警卫路线，来自动生成布警方案了。
生成布警方案遇有警卫任务时，指挥人员只需在电子地图上通过折线将从起点到终点的警卫路线画出来，并输入警卫级别，即可立即自动生成相应的警力布置方案，并显示在电子地图上，各区队值班室的网上终端即可立即看到这些信息，并按照电子地图的指示布置警力。自动生成布警方案的流程图如图1所示。在算法执行前，需先建立一个布警点记录数据表，用以记录在执行过程中查找到的布警点的相关信息，包括布警点编号、中心坐标、布警需求级别等信息。首先根据该线路的警卫级别G(1级、2级或3级)，对布警点数据库中的布警点做以筛选，只保留布警级别需求大于或等于G的布警点。例如3级警卫(级别低)任务时，只保留布警需求级别大于等于3的布警点。
然后计算出警卫路线各线段的长度、斜率，然后从线路的起点出发，沿所画的路线以搜索步长D(D小于L)推进，然后计算出当前点的坐标(x，y)，再搜索布警点数据库，得出布警点M的坐标为(x′，y′)，如果当前点的横坐标满足x′-L/2＜x＜x′+L/2，并且当前点的纵坐标满足y′-L/2＜y＜y′+L/2，即可断定线路穿越了该布警点M，然后立即查找当前的布警点记录中是否已有该布警点，如果没有则在当前的布警点记录中添加上该布警点的编号、中心坐标、布警需求级别等信息。以此递推，直至线路终点，即可查找出线路所涉及到的所有的布警点及其对应的布警需求级别。
警力分布的实时监控执行任务时，通过手机定位，指挥中心或各区队均可通过电子地图上实时监控每个执勤警察的名字、呼号和当前位置，可设定布警点有警察到岗后，变为绿色；无警察到岗，为红色。为实现此功能，需要预建警员信息数据库，其中包括姓名、呼号、归属大队、手机号码等信息。手机定位工作由当地移动通讯公司完成，并传送至本系统中。这样，即可实现警员到岗情况的实时定位。生成任务改变时的快速调动警力方案发生任务路线突然改变时，计算机能够根据现有的警力位置和新的要求计算出最优的调动方案，并通过网络以电子地图的方式下达到各区队值班室，从而保证以最快的速度重新布置警力。警力重新布置的基本原则如下(1)新、旧线路重叠段上的警力不动，即不参与重新分布调整(2)保证新点的警力最迟到达时间最小，即在最短的时间内使全部警力到达；(3)新布警点数量(n)多于旧布警点(m)时(即n＞m)，按照布警点数据库中定义的级别，优先保证重点布警点，新线路上余下的n-m个布警点不再布警，(4)新布警点数量(n)少于旧布警点(m)时，按照最快到达的原则布警，旧线路上余下的m-n个布警点上的警力可撤回。任务路线发生改变时，首先需要使用前述的生成布警方案的算法来计算出新的布警方案，然后将新的布警方案与原有的布警方案进行比较，双方相同的布警点不动，原方案有而新方案没有的为旧布警点，原方案没有而新方案有的为新布警点。查找新旧布警点的流程图如图2所示。从原方案中读取一个布警点，在新方案中查找，如果找到则该布警点为正常布警点，如果没找到则该布警点为旧布警点。依次递推直至结束，可找到m个旧布警点。然后从新方案中读取一个布警点，在旧方案中查找，如果找到则该布警点为正常布警点，如果没找到则该布警点为新布警点。依次递推直至结束，可找到n个新布警点。从实际应用的角度考虑，新旧布警点间的距离应该是沿道路的距离，但这样就需要具体的电子地图中道路数据库。本发明提出一种不依赖于某种电子地图或道路数据库，仅考虑直线距离的方法。本方法中，需要先计算各点间的直线距离，以此作为调警依据；如果想依照道路距离调警，只需先计算出各点间的道路距离，然后再用来代替本方法中的直线距离即可。快速调动警力的流程图如图3所示(1)首先计算出各新布警点与各旧布警点间的直线距离；(2)针对不同的新、旧布警点数量关系，调用相应的子程序查找新布警点的最佳匹配点a新布警点数量等于旧布警点数量(n＝m)时，示意图如图4所示，流程图如图7所示①首先依次查找这n个新布警点的每一个与各旧布警点间距离的最小值，即可得到n个最小值，对其进行排序，其中最大的即是最远的布警点；②为保证最远点在最短的时间内有警到达，即应调动该布警点对应的最小值所对应的旧布警点警力赶赴该点；将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中。③然后去除该新布警点和旧布警点，剩下n-1对新旧布警点；④再对这n-1对布警点重复①-③步骤直至结束。b.新布警点数量小于旧布警点数量(n＜m)时，示意图如图5所示，流程图如图8所示相对于新旧布警点数量相同时而言，每次比较时都可以放弃m-n个离的太远的旧布警点的警力。①首先依次查找这n个新布警点的每一个与各旧布警点距离的最小值，即可得到n个最小值，对其进行排序，放弃其中m-n个最大的后，剩下的最大的即是最远的布警点；②为保证最远点在最短的时间内有警到达，即应调动该布警点对应的最小值所对应的旧布警点警力赶赴该点；将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中。③然后去除该新布警点和旧布警点，剩下n-1个新布警点和m-1个旧布警点；④再对这n-1个新布警点和m-1个旧布警点重复①-③步骤直至结束。c.新布警点数量大于旧布警点数量(n＞m)时，示意图如图6所示，流程图如图9所示相对于新、旧布警点数量相同时而言，需要首先判断放弃哪n-m个新布警点岗位。①首先依次查找这n个新布警点的每一个与各旧布警点距离的最小值，即可得到n个最小值，对其进行排序，判断距离最大的新布警点的布警级别是否是现有新布警点中最低的，是则放弃该新布警点，否则继续判断处理距离次最大者对应的新布警点，直至找到一个该放弃的新布警点为止，放弃该新布警点，则剩下n-1个新布警点，②对剩下的n-1个新布警点重复步骤①直至放弃了n-m个新布警点为止；③然后对剩下的m个新布警点按新旧布警点数量相同(等于m)时的算法进行计算即可。通过该快速调动警力算法计算后，即可找到警力调动方案，并在电子地图上通过由旧布警点指向新布警点的箭头连线方式显示出来，从而使指挥人员在警卫线路发生改变时可以按照该方案实现警力的快速调动。
本发明优点在于，普通操作人员借助电子地图及计算机即可快速生成大型警力任务所需布警方案，特别是发生任务路线突然改变的情况时，能及时根据现有警力位置和新的要求算出最佳调度警力方案，从而保证以最快速度重新布置警力。
图1为本发明生成布警方案流程图。
图2为本发明查找新、旧布警点流程图。
图3为本发明在警卫任务改变后调度警力方案流程图。
图4为本发明在新、旧布警点数量相同时警力重新调度示意图。
图5为本发明在新布警点数量小于旧布警点数量时警力重新调度示意图。
图6为本发明在新布警点数量大于旧布警点数量时警力重新调度示意图。
图7为新、旧布警点数量相同时警力重新调度方案生成流程图(Swap1)。
图8为新布警点小于旧布警点数量时警力重新调度方案生成流程图(Swap2)。
图9为新布警点大于旧布警点数量时警力重新调度方案生成流程图(Swap3)。
图10为实施例建立布警点示意图。
图11为实施例中布警点数据库示意图。
图12为实施例中警员信息数据库示意图。
图13为实施例中警力重新调度方案示意图。
具体实施例方式
本例中采用的电子地图可看作一直角坐标系，比例为1100，即图上1个单位，实际长度为100cm。算法执行中，所有量都以地图单位作为基准。布警点的边长设定为50米，即L＝50(地图单位)。设定搜索步长为10米，即D＝10(地图单位)。布警点数据库的建立在电子地图上用鼠标右键点击某点，打开布警点信息输入窗口，然后输入该布警点所对应的布警级别需求即可，中心点坐标信息不用人工输入，保存时系统自动还为该布警点自动分配一个唯一编号“22”，如图10所示。图11表中示意出一组布警点的数据库。生成布警方案以图10所示为例，该警卫任务的级别为1级。首先从布警点数据库中筛选出所有布警级别需求大于等于1的布警点。首先计算出警卫路线各线段的长度、斜率。从线路的出发点开始，每隔步长D＝10计算一个当前点的坐标(x，y)，然后搜索布警需求级别数据库以查找是否有符合条件的监控点。例如某一线段的起点和终点坐标分别为(12330，25600)、(14330，27600)，则该段线段的斜率为k＝(y2-y1)/(x2-x1)＝(27600-25600)/(14330-12330)＝1。假定当前点坐标为(12376，25635)，则推进步长D＝10后，当前点的坐标为(12383，25642)，而通过搜索布警需求级别数据库，搜索到布警点22的中心坐标为(12362，25648)时，当前点的横坐标满足x′-L/2＜x＜x′+L/2(即12362-50/2＜12383＜12362+50/2)，且当前点的纵坐标满足y′-L/2＜y＜y′+L/2(即25648-50/2＜25635＜25648+50/2)，因此可断定线路穿越了布警点22，然后立即查找当前布警点记录中是否已有该布警点22，如果没有，则在当前布警点记录中添加上该布警点22及其中心坐标(12362、25648)、布警需求级别为1等信息。以此递推，即可判断出警卫线路经过了布警点21、22、23。警力分布的实时监控例如我们建立了如图12表中所示的警员信息数据库。通过手机定位，将当前警力的位置信息(定位经纬度)转换成电子地图坐标信息。布警点有警察到岗后，变为绿色，并在电子地图上显示其呼号；无警察到岗，则为红色。
生成任务改变时的快速调度方案首先根据修改后的路线采用自动生成布警方案的算法生成新线路的布警方案，然后将其与旧的布警方案进行对比，查找出新布警点及数量n和旧布警点及数量m。假定新旧布警点数量相同，都为3，如图13所示。然后执行快速调动警力方案算法(1)首先计算出各新布警点与各旧布警点间的直线距离；假定通过计算得出新旧布警点间的距离如下 (2)因为n＝m，所以执行Swap1来查找新布警点的最佳匹配点①首先依次查找这3个新布警点的每一个与各旧布警点距离的最小值，分别为800，1200，2500，对其进行排序，其中最大的即是最远的布警点，即3号新布警点为最远布警点；②为保证最远点(3号新布警点)在最短的时间内有警到达，即应调动3号新布警点对应的最小值所对应的旧布警点(1号旧布警点)赶赴该点；③然后去除3号新布警点和1号旧布警点，剩下2对新旧布警点；④再对这2对布警点重复①-③步骤，即可得出2号新布警应由2号旧布警点赶赴，1号新布警点应由3号旧布警点赶赴。最后，在电子地图上画出1号旧到3号新、2号旧到2号新、3号旧到1号新的箭头连线，以标示出该快速调警方案。指挥人员即可根据该方案，向1号旧、2号旧、3号旧的警员(207、204、201)发出调动指令，从而确保实现警卫线路改变时的警力快速调度。
权利要求
1.快速生成警卫任务布警方案的方法，其特征是(1)采用电子地图，建立地图上各布警点的布警点编号及中心坐标、布警级别需求信息数据库，定义布警点为边长L的正方形，还要建立一个记录在执行过程中查找到的布警点编号及中心坐标、布警需求级别的布警点记录数据表，(2)将警卫路线以折线在电子地图上画出，输入警卫级别，(3)根据路线警卫级别G，筛选布警点数据库中布警点，只保留布警级别需求大或等于G的布警点，(4)计算路线中各线段的长度、斜率，以步长D逐步沿路线自起点至终点推进，此处D＜L，(5)每推进一步即算出当前点坐标(x，y)，搜索布警点数据库，得布警点M坐标(x′，y′)，将二者比较，(6)若满足x′-L/2＜x＜x′+L/2且y′-L/2＜y＜y′+L/2，即查找布警点记录中是否已有该布警点，(7)若无，在当前布警点记录中添加上该布警点相关信息，(8)逐步搜索推进，直至查找到警卫路线涉及的全部布警点及其对应布警需求级别。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是警卫任务路线发生改变时，首先以权利要求1提供的方法生成新的布警方案，然后将新、旧二方案进行比较，二者相同的布警点不动，定义新方案独有的为新布警点、旧方案独有的为旧布警点，(1)查找新、旧布警点从旧方案中读取一个布警点，到新方案中查找，若未找到则该布警点为旧布警点，依次递推直至读取全部旧方案中布警点，然后从新方案中读取一个布警点，到旧方案中查找，若未找到则该布警点为新布警点，依次递推直至读取全部新方案中布警点，(2)计算出各新布警点与各旧布警点间直线距离，(3)若新、旧布警点数量相等时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点距离的最小值，选出其中最大者对应的新、旧布警点，②将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中，③再对余下的新、旧布警点重复上述①-②步骤直至结束，(4)若新布警点数量小于旧布警点时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点间距的最小值，放弃其中旧、新布警点数量差额值个最大者后，选出余下者中最大的对应的新、旧布警点，②将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中，③再将余下的新、旧布警点重复上述①-②步骤直至结束，(5)若新布警点数量大于旧布警点时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点间距的最小值，判断其中最大者对应的新布警点的布警级别是否是现有新布警点中最低，是则放弃该新布警点，②对余下的新布警点重复上述①步骤，直至放弃了新、旧布警点数量差额值个新布警点为止，③最后对保留下的新布警点按前述(3)中各步骤计算。
全文摘要
本发明系快速生成警卫任务布警方案的方法，采用电子地图及相应计算机软件，只需在地图上画出警卫任务路线并输入警卫级别，即可自动生成布警方案，若发生警卫路线突然改变情况，能根据现有警力位置和新要求计算出最优调度方案，从而保证最快速度重新布置警力。本发明可让普通操作人员以快速完成布警方案的生成。
文档编号G09B29/00GK1472677SQ0311168
公开日2004年2月4日 申请日期2003年5月14日 优先权日2003年5月14日
发明者姜廷顺, 朱朝晖, 杨钧, 贾平, 张吉辉, 于大海, 郭泗东 申请人:大连市公安局交通警察支队
技术领域：
本发明涉及一种用于公安交通管理中快速生成警卫任务布警方案的方法。
背景技术：
在现代化公安交通指挥工作中，快速反应已经成为重中之重。要从根本上提高指挥中心和下属部门的快速反应能力，其首要一点就是要有一套切实可行的提高公安交通指挥快速反应能力的方法。目前，遇有大型活动或警卫任务时，通常都是采用召开任务准备会的方式下达任务，然后各部门再根据各自分担的任务区自行制定布警方案，然后再向指挥中心汇报布警方案。执行任务时，通常由各区大队或上一级机关进行岗位检查，察看警力的分布情况，以及警力的到位情况。因为现有方法属于经验管理，弊端很多制定布警方案时有可能发生漏岗、错岗等现象；指挥中心无法在第一时间全面掌控任务的警力布置情况；执行任务时无法实时了解当前警力的到岗情况；发生任务路线突然改变时，只能凭经验重新布置警力，无法按最优方案快速地调动警力，往往会出现有的新岗位很快有警员到达、而有的岗位长时间无警员到达的现象。
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用电子地图及计算机程序简化大型警卫任务的任务布置过程、快速生成布警方案的方法。本发明采用电子地图及相应软件，只需在地图上画出警卫任务的行走路线并输入其警卫级别，即可自动生成布警方案；执行任务时通过电子地图实时了解当前警力的到岗情况；发生任务路线突然改变时，计算机能够根据现有的警力位置和新的要求计算出最优的调动方案，从而保证以最快的速度重新布置警力。遇有警卫任务时，指挥人员只需在电子地图上通过折线将从起点到终点的警卫路线画出来，并输入其警卫级别，即可立即自动生成相应的警力布置方案，并显示在电子地图上，各区队值班室的网上终端即可立即看到这些信息，并按照电子地图的指示布置警力。执行任务时，通过手机定位，指挥中心或各区队均可通过电子地图实时监控每个执勤警察的名字、呼号和当前位置。发生任务线路突然改变时，计算机能够根据现有的警力位置和新的要求计算出最优的调动方案，并通过网络以电子地图的方式下达到各区队值班室，从而保证以最快的速度重新布置警力。
本发明是这样实现的快速生成警卫任务布警方案的方法，其特征是(1)采用电子地图，建立地图上各布警点的布警点编号及中心坐标、布警级别需求信息数据库，定义布警点为边长L的正方形，还要建立一个记录在执行过程中查找到的布警点编号及中心坐标、布警需求级别的布警点记录数据表，(2)将警卫路线以折线在电子地图上画出，输入警卫级别，(3)根据路线警卫级别G，筛选布警点数据库中布警点，只保留布警级别需求大或等于G的布警点，(4)计算路线中各线段的长度、斜率，以步长D逐步沿路线自起点至终点推进，此处D＜L，(5)每推进一步即算出当前点坐标(x，y)，搜索布警点数据库，得布警点M坐标(x′，y′)，将二者比较，(6)若满足x′-L/2＜x＜x′+L/2且y′-L/2＜y＜y′+L/2，即查找布警点记录中是否已有该布警点，(7)若无，在当前布警点记录中添加上该布警点相关信息，(8)逐步搜索推进，直至查找到警卫路线涉及的全部布警点及其对应布警需求级别。
在上述方案的基础上，警卫任务路线发生改变时，首先以权利要求1提供的方法生成新的布警方案，然后将新、旧二方案进行比较，二者相同的布警点不动，定义新方案独有的为新布警点、旧方案独有的为旧布警点，(1)查找新、旧布警点从旧方案中读取一个布警点，到新方案中查找，若未找到则该布警点为旧布警点，依次递推直至读取全部旧方案中布警点，然后从新方案中读取一个布警点，到旧方案中查找，若未找到则该布警点为新布警点，依次递推直至读取全部新方案中布警点，(2)计算出各新布警点与各旧布警点间直线距离，(3)若新、旧布警点数量相等时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点距离的最小值，选出其中最大者对应的新、旧布警点，②将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中，③再对余下的新、旧布警点重复上述①-②步骤直至结束，(4)若新布警点数量小于旧布警点时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点间距的最小值，放弃其中旧、新布警点数量差额值个最大者后，选出余下者中最大的对应的新、旧布警点，②将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中，③再将余下的新、旧布警点重复上述①-②步骤直至结束，(5)若新布警点数量大于旧布警点时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点间距的最小值，判断其中最大者对应的新布警点的布警级别是否是现有新布警点中最低，是则放弃该新布警点，②对余下的新布警点重复上述①步骤，直至放弃了新、旧布警点数量差额值个新布警点为止，③最后对保留下的新布警点按前述(3)中各步骤计算。
因本方法是通过电子地图实现的，所以首先需要拥有本市区的电子地图。要想实现本方法，还需预先通过电子地图建立布警点数据，并保存在布警点数据库中，以备自动生成布警方案时用。布警点数据库的建立布警点数据库中包含布警点的编号、布警点的中心坐标、布警级别需求等信息。为了计算查找方便，布警点使用正方形图形，边长为L。在电子地图上选中某点作为布警点的中心点，然后输入该布警点所对应的布警级别需求即可。布警级别需求为3表示三级及以上的警卫任务需要布警(表示该路口很重要)，为2表示二级及以上的警卫任务需要布警，为1表示仅一级警卫任务需要布警(表示该路口不很重要)。依照此方法可建立全市所有布警点的数据库，以后即可根据在电子地图上所画出的警卫路线，来自动生成布警方案了。
生成布警方案遇有警卫任务时，指挥人员只需在电子地图上通过折线将从起点到终点的警卫路线画出来，并输入警卫级别，即可立即自动生成相应的警力布置方案，并显示在电子地图上，各区队值班室的网上终端即可立即看到这些信息，并按照电子地图的指示布置警力。自动生成布警方案的流程图如图1所示。在算法执行前，需先建立一个布警点记录数据表，用以记录在执行过程中查找到的布警点的相关信息，包括布警点编号、中心坐标、布警需求级别等信息。首先根据该线路的警卫级别G(1级、2级或3级)，对布警点数据库中的布警点做以筛选，只保留布警级别需求大于或等于G的布警点。例如3级警卫(级别低)任务时，只保留布警需求级别大于等于3的布警点。
然后计算出警卫路线各线段的长度、斜率，然后从线路的起点出发，沿所画的路线以搜索步长D(D小于L)推进，然后计算出当前点的坐标(x，y)，再搜索布警点数据库，得出布警点M的坐标为(x′，y′)，如果当前点的横坐标满足x′-L/2＜x＜x′+L/2，并且当前点的纵坐标满足y′-L/2＜y＜y′+L/2，即可断定线路穿越了该布警点M，然后立即查找当前的布警点记录中是否已有该布警点，如果没有则在当前的布警点记录中添加上该布警点的编号、中心坐标、布警需求级别等信息。以此递推，直至线路终点，即可查找出线路所涉及到的所有的布警点及其对应的布警需求级别。
警力分布的实时监控执行任务时，通过手机定位，指挥中心或各区队均可通过电子地图上实时监控每个执勤警察的名字、呼号和当前位置，可设定布警点有警察到岗后，变为绿色；无警察到岗，为红色。为实现此功能，需要预建警员信息数据库，其中包括姓名、呼号、归属大队、手机号码等信息。手机定位工作由当地移动通讯公司完成，并传送至本系统中。这样，即可实现警员到岗情况的实时定位。生成任务改变时的快速调动警力方案发生任务路线突然改变时，计算机能够根据现有的警力位置和新的要求计算出最优的调动方案，并通过网络以电子地图的方式下达到各区队值班室，从而保证以最快的速度重新布置警力。警力重新布置的基本原则如下(1)新、旧线路重叠段上的警力不动，即不参与重新分布调整(2)保证新点的警力最迟到达时间最小，即在最短的时间内使全部警力到达；(3)新布警点数量(n)多于旧布警点(m)时(即n＞m)，按照布警点数据库中定义的级别，优先保证重点布警点，新线路上余下的n-m个布警点不再布警，(4)新布警点数量(n)少于旧布警点(m)时，按照最快到达的原则布警，旧线路上余下的m-n个布警点上的警力可撤回。任务路线发生改变时，首先需要使用前述的生成布警方案的算法来计算出新的布警方案，然后将新的布警方案与原有的布警方案进行比较，双方相同的布警点不动，原方案有而新方案没有的为旧布警点，原方案没有而新方案有的为新布警点。查找新旧布警点的流程图如图2所示。从原方案中读取一个布警点，在新方案中查找，如果找到则该布警点为正常布警点，如果没找到则该布警点为旧布警点。依次递推直至结束，可找到m个旧布警点。然后从新方案中读取一个布警点，在旧方案中查找，如果找到则该布警点为正常布警点，如果没找到则该布警点为新布警点。依次递推直至结束，可找到n个新布警点。从实际应用的角度考虑，新旧布警点间的距离应该是沿道路的距离，但这样就需要具体的电子地图中道路数据库。本发明提出一种不依赖于某种电子地图或道路数据库，仅考虑直线距离的方法。本方法中，需要先计算各点间的直线距离，以此作为调警依据；如果想依照道路距离调警，只需先计算出各点间的道路距离，然后再用来代替本方法中的直线距离即可。快速调动警力的流程图如图3所示(1)首先计算出各新布警点与各旧布警点间的直线距离；(2)针对不同的新、旧布警点数量关系，调用相应的子程序查找新布警点的最佳匹配点a新布警点数量等于旧布警点数量(n＝m)时，示意图如图4所示，流程图如图7所示①首先依次查找这n个新布警点的每一个与各旧布警点间距离的最小值，即可得到n个最小值，对其进行排序，其中最大的即是最远的布警点；②为保证最远点在最短的时间内有警到达，即应调动该布警点对应的最小值所对应的旧布警点警力赶赴该点；将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中。③然后去除该新布警点和旧布警点，剩下n-1对新旧布警点；④再对这n-1对布警点重复①-③步骤直至结束。b.新布警点数量小于旧布警点数量(n＜m)时，示意图如图5所示，流程图如图8所示相对于新旧布警点数量相同时而言，每次比较时都可以放弃m-n个离的太远的旧布警点的警力。①首先依次查找这n个新布警点的每一个与各旧布警点距离的最小值，即可得到n个最小值，对其进行排序，放弃其中m-n个最大的后，剩下的最大的即是最远的布警点；②为保证最远点在最短的时间内有警到达，即应调动该布警点对应的最小值所对应的旧布警点警力赶赴该点；将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中。③然后去除该新布警点和旧布警点，剩下n-1个新布警点和m-1个旧布警点；④再对这n-1个新布警点和m-1个旧布警点重复①-③步骤直至结束。c.新布警点数量大于旧布警点数量(n＞m)时，示意图如图6所示，流程图如图9所示相对于新、旧布警点数量相同时而言，需要首先判断放弃哪n-m个新布警点岗位。①首先依次查找这n个新布警点的每一个与各旧布警点距离的最小值，即可得到n个最小值，对其进行排序，判断距离最大的新布警点的布警级别是否是现有新布警点中最低的，是则放弃该新布警点，否则继续判断处理距离次最大者对应的新布警点，直至找到一个该放弃的新布警点为止，放弃该新布警点，则剩下n-1个新布警点，②对剩下的n-1个新布警点重复步骤①直至放弃了n-m个新布警点为止；③然后对剩下的m个新布警点按新旧布警点数量相同(等于m)时的算法进行计算即可。通过该快速调动警力算法计算后，即可找到警力调动方案，并在电子地图上通过由旧布警点指向新布警点的箭头连线方式显示出来，从而使指挥人员在警卫线路发生改变时可以按照该方案实现警力的快速调动。
本发明优点在于，普通操作人员借助电子地图及计算机即可快速生成大型警力任务所需布警方案，特别是发生任务路线突然改变的情况时，能及时根据现有警力位置和新的要求算出最佳调度警力方案，从而保证以最快速度重新布置警力。
图1为本发明生成布警方案流程图。
图2为本发明查找新、旧布警点流程图。
图3为本发明在警卫任务改变后调度警力方案流程图。
图4为本发明在新、旧布警点数量相同时警力重新调度示意图。
图5为本发明在新布警点数量小于旧布警点数量时警力重新调度示意图。
图6为本发明在新布警点数量大于旧布警点数量时警力重新调度示意图。
图7为新、旧布警点数量相同时警力重新调度方案生成流程图(Swap1)。
图8为新布警点小于旧布警点数量时警力重新调度方案生成流程图(Swap2)。
图9为新布警点大于旧布警点数量时警力重新调度方案生成流程图(Swap3)。
图10为实施例建立布警点示意图。
图11为实施例中布警点数据库示意图。
图12为实施例中警员信息数据库示意图。
图13为实施例中警力重新调度方案示意图。
具体实施例方式
本例中采用的电子地图可看作一直角坐标系，比例为1100，即图上1个单位，实际长度为100cm。算法执行中，所有量都以地图单位作为基准。布警点的边长设定为50米，即L＝50(地图单位)。设定搜索步长为10米，即D＝10(地图单位)。布警点数据库的建立在电子地图上用鼠标右键点击某点，打开布警点信息输入窗口，然后输入该布警点所对应的布警级别需求即可，中心点坐标信息不用人工输入，保存时系统自动还为该布警点自动分配一个唯一编号“22”，如图10所示。图11表中示意出一组布警点的数据库。生成布警方案以图10所示为例，该警卫任务的级别为1级。首先从布警点数据库中筛选出所有布警级别需求大于等于1的布警点。首先计算出警卫路线各线段的长度、斜率。从线路的出发点开始，每隔步长D＝10计算一个当前点的坐标(x，y)，然后搜索布警需求级别数据库以查找是否有符合条件的监控点。例如某一线段的起点和终点坐标分别为(12330，25600)、(14330，27600)，则该段线段的斜率为k＝(y2-y1)/(x2-x1)＝(27600-25600)/(14330-12330)＝1。假定当前点坐标为(12376，25635)，则推进步长D＝10后，当前点的坐标为(12383，25642)，而通过搜索布警需求级别数据库，搜索到布警点22的中心坐标为(12362，25648)时，当前点的横坐标满足x′-L/2＜x＜x′+L/2(即12362-50/2＜12383＜12362+50/2)，且当前点的纵坐标满足y′-L/2＜y＜y′+L/2(即25648-50/2＜25635＜25648+50/2)，因此可断定线路穿越了布警点22，然后立即查找当前布警点记录中是否已有该布警点22，如果没有，则在当前布警点记录中添加上该布警点22及其中心坐标(12362、25648)、布警需求级别为1等信息。以此递推，即可判断出警卫线路经过了布警点21、22、23。警力分布的实时监控例如我们建立了如图12表中所示的警员信息数据库。通过手机定位，将当前警力的位置信息(定位经纬度)转换成电子地图坐标信息。布警点有警察到岗后，变为绿色，并在电子地图上显示其呼号；无警察到岗，则为红色。
生成任务改变时的快速调度方案首先根据修改后的路线采用自动生成布警方案的算法生成新线路的布警方案，然后将其与旧的布警方案进行对比，查找出新布警点及数量n和旧布警点及数量m。假定新旧布警点数量相同，都为3，如图13所示。然后执行快速调动警力方案算法(1)首先计算出各新布警点与各旧布警点间的直线距离；假定通过计算得出新旧布警点间的距离如下 (2)因为n＝m，所以执行Swap1来查找新布警点的最佳匹配点①首先依次查找这3个新布警点的每一个与各旧布警点距离的最小值，分别为800，1200，2500，对其进行排序，其中最大的即是最远的布警点，即3号新布警点为最远布警点；②为保证最远点(3号新布警点)在最短的时间内有警到达，即应调动3号新布警点对应的最小值所对应的旧布警点(1号旧布警点)赶赴该点；③然后去除3号新布警点和1号旧布警点，剩下2对新旧布警点；④再对这2对布警点重复①-③步骤，即可得出2号新布警应由2号旧布警点赶赴，1号新布警点应由3号旧布警点赶赴。最后，在电子地图上画出1号旧到3号新、2号旧到2号新、3号旧到1号新的箭头连线，以标示出该快速调警方案。指挥人员即可根据该方案，向1号旧、2号旧、3号旧的警员(207、204、201)发出调动指令，从而确保实现警卫线路改变时的警力快速调度。
权利要求
1.快速生成警卫任务布警方案的方法，其特征是(1)采用电子地图，建立地图上各布警点的布警点编号及中心坐标、布警级别需求信息数据库，定义布警点为边长L的正方形，还要建立一个记录在执行过程中查找到的布警点编号及中心坐标、布警需求级别的布警点记录数据表，(2)将警卫路线以折线在电子地图上画出，输入警卫级别，(3)根据路线警卫级别G，筛选布警点数据库中布警点，只保留布警级别需求大或等于G的布警点，(4)计算路线中各线段的长度、斜率，以步长D逐步沿路线自起点至终点推进，此处D＜L，(5)每推进一步即算出当前点坐标(x，y)，搜索布警点数据库，得布警点M坐标(x′，y′)，将二者比较，(6)若满足x′-L/2＜x＜x′+L/2且y′-L/2＜y＜y′+L/2，即查找布警点记录中是否已有该布警点，(7)若无，在当前布警点记录中添加上该布警点相关信息，(8)逐步搜索推进，直至查找到警卫路线涉及的全部布警点及其对应布警需求级别。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是警卫任务路线发生改变时，首先以权利要求1提供的方法生成新的布警方案，然后将新、旧二方案进行比较，二者相同的布警点不动，定义新方案独有的为新布警点、旧方案独有的为旧布警点，(1)查找新、旧布警点从旧方案中读取一个布警点，到新方案中查找，若未找到则该布警点为旧布警点，依次递推直至读取全部旧方案中布警点，然后从新方案中读取一个布警点，到旧方案中查找，若未找到则该布警点为新布警点，依次递推直至读取全部新方案中布警点，(2)计算出各新布警点与各旧布警点间直线距离，(3)若新、旧布警点数量相等时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点距离的最小值，选出其中最大者对应的新、旧布警点，②将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中，③再对余下的新、旧布警点重复上述①-②步骤直至结束，(4)若新布警点数量小于旧布警点时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点间距的最小值，放弃其中旧、新布警点数量差额值个最大者后，选出余下者中最大的对应的新、旧布警点，②将该对新、旧布警点添加到调警方案记录中，③再将余下的新、旧布警点重复上述①-②步骤直至结束，(5)若新布警点数量大于旧布警点时①依次查找每一个新布警点与各旧布警点间距的最小值，判断其中最大者对应的新布警点的布警级别是否是现有新布警点中最低，是则放弃该新布警点，②对余下的新布警点重复上述①步骤，直至放弃了新、旧布警点数量差额值个新布警点为止，③最后对保留下的新布警点按前述(3)中各步骤计算。
全文摘要
本发明系快速生成警卫任务布警方案的方法，采用电子地图及相应计算机软件，只需在地图上画出警卫任务路线并输入警卫级别，即可自动生成布警方案，若发生警卫路线突然改变情况，能根据现有警力位置和新要求计算出最优调度方案，从而保证最快速度重新布置警力。本发明可让普通操作人员以快速完成布警方案的生成。
文档编号G09B29/00GK1472677SQ0311168
公开日2004年2月4日 申请日期2003年5月14日 优先权日2003年5月14日
发明者姜廷顺, 朱朝晖, 杨钧, 贾平, 张吉辉, 于大海, 郭泗东 申请人:大连市公安局交通警察支队
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