專利名稱：基于最近距離優(yōu)先的渠道土石方遷移方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土石方平衡調(diào)配方法，尤其是一種在渠道設(shè)計(jì)施工中的基于最近距離優(yōu)先的渠道土石方遷移方法。

背景技術(shù)：
土石方調(diào)配是指渠道路線上某路段土石方扣除本路段利用方后，將挖余土石方合理地縱向調(diào)運(yùn)至填缺路段，并根據(jù)實(shí)際和調(diào)配情況合理設(shè)置借、棄場(chǎng)的分配工作。將一個(gè)渠道沿線等間距分段成若干份，每個(gè)分段內(nèi)產(chǎn)生的挖方和填方在本段內(nèi)進(jìn)行調(diào)配不需要任何費(fèi)用，因此每個(gè)分段內(nèi)的土石方情況有三種(1)挖方和填方正好平衡，挖方和填方在本段內(nèi)平衡，不需要借土和棄土；(2)挖方多于填方，在本段內(nèi)平衡后，該段還有剩余的土量，需要進(jìn)行棄土；(3)填方多于挖方，在本段內(nèi)平衡后，該段的土量還不夠，需要進(jìn)行借土。如果一個(gè)分段需要借土，它可以向其他棄土分段借土或者向取土坑借土；如果一個(gè)分段需要棄土，它可以向其他借土分段棄土或向棄土點(diǎn)棄土。一個(gè)借土分段需要向那些棄土分段借土？該分段是否要向取土坑借土？分別借土多少？一個(gè)棄土分段向那些借土分段棄土？是否需要為該分段設(shè)置棄土點(diǎn)？向各個(gè)借土分段和棄土點(diǎn)分別棄多少土石方？對(duì)于這些問(wèn)題，我們需要有個(gè)最優(yōu)的解決方案，以使得能夠以最低的價(jià)格實(shí)現(xiàn)土石方調(diào)配。為了能夠進(jìn)行土石方優(yōu)化設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)，在公路領(lǐng)域已經(jīng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一些土石方優(yōu)化調(diào)配方案和系統(tǒng)。
優(yōu)化建模是土石方調(diào)配研究的核心和其他研究工作的基礎(chǔ)。根據(jù)調(diào)配問(wèn)題的不同工程背景和特點(diǎn)，應(yīng)用不同的理論，分別建立了線性規(guī)劃模型、大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)模型、動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型、多目標(biāo)規(guī)劃模型等土石方優(yōu)化調(diào)配模型。這些模型都以土石方工程的設(shè)計(jì)方案和施工條件為約束，以調(diào)配數(shù)量為決策變量，尋求系統(tǒng)費(fèi)用最小化的調(diào)配方案。然而傳統(tǒng)累計(jì)曲線法、調(diào)配圖法，以及土石方數(shù)量計(jì)算表等方法，大多要建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型好目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行最優(yōu)解求解。為了求解以上模型時(shí)，或者通過(guò)優(yōu)化求解工具，如Matlab、Excel、Lindo等軟件的優(yōu)化功能模塊求解；或者利用單純型法、隱枚舉法、分枝定界求解模型。然而優(yōu)化數(shù)學(xué)模型難以建立，另一方面優(yōu)化數(shù)學(xué)模型算法的性能也較差。
如建立一個(gè)優(yōu)化模型后，需分別引入人工和松弛變量才能得到初始基可行解，尋求最優(yōu)解子程序可使用單純形法。假如n為土石方平衡后段內(nèi)需要填方的分段數(shù)，m為需要挖方的分段數(shù)，則優(yōu)化模型的約束條件一共有2n+2m+n＊m個(gè)約束方程，其系數(shù)為(2n+2m+n＊m)＊(2n+2m+n＊m)，如果南水北調(diào)工程山東濟(jì)平干渠總長(zhǎng)度為100KM，分段距離為0.5KM，總共分段數(shù)量為200，假設(shè)n＝m＝100，則該例子約束方程有10400個(gè)，則其方程系數(shù)有10816000，為了解這個(gè)10400大小的方程，僅僅存放其方程系數(shù)就需要40MB內(nèi)存空間。因此傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法難以滿足對(duì)大渠道土石方調(diào)配的計(jì)算。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種基于最近距離優(yōu)先的渠道土石方遷移方法，本發(fā)明能夠支持大規(guī)模渠道分段土石方平衡調(diào)配。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種基于最近距離優(yōu)先的渠道土石方遷移方法，其特征是將渠道劃分成等距離的m段，其中m的取值為大于0的正整數(shù)，m的取值最大可以到10000，得到第1段、第2段、第3段、……、第m段，最大的土石方調(diào)配距離的分段數(shù)目為k，其中k的取值為大于0的正整數(shù)，k的取值最大可以到100，獲取每個(gè)分段內(nèi)土石方挖方量或填方量的剩余量，首先在所有相鄰的分段之間進(jìn)行土石方挖方量和填方量的平衡調(diào)配，接著在所有次相鄰的分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，依次類推，在最大調(diào)配分段距離范圍內(nèi)的所有分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，如果在最大調(diào)配分段距離范圍內(nèi)仍有分段土石方?jīng)]有平衡的，則直接棄土或借土，具體步驟如下 第1步設(shè)置參數(shù) 將m個(gè)分段中每個(gè)分段的土石方剩余量分別設(shè)置為T[1]、T[2]、…、T[m]，剩余土石方量為正數(shù)的表示該分段內(nèi)有土石方剩余，需要將該土石方移動(dòng)到其它分段或者直接向棄土坑棄土，剩余土石方量為負(fù)數(shù)的分段表示該分段內(nèi)缺乏土石方，需要從其它分段或取土坑借土，設(shè)置二維數(shù)組a[m+1][m+1]，用于記錄分段之間調(diào)配的土石方量，設(shè)置數(shù)組a的初始值為0，設(shè)進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為i，調(diào)配步長(zhǎng)為j，設(shè)置開始調(diào)配的第一個(gè)分段編號(hào)i為1，開始調(diào)配的步長(zhǎng)j為1，進(jìn)到第2步，所述步長(zhǎng)為進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段的分段編號(hào)之間的差值； 第2步計(jì)算需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段的編號(hào) 進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為i和i+j，進(jìn)入到第3步； 第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 如果第i段的土石方剩余量T[i]和第i+j段的土石方剩余量T[i+j]兩者之間相乘的結(jié)果大于等于0，則兩個(gè)分段之間不需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，第i段的土石方剩余量T[i]和第i+j段的土石方剩余量T[i+j]值不做任何變化，進(jìn)入到第5步；否則進(jìn)入第4步； 第4步兩分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 如果第i段的土石方剩余量T[i]的絕對(duì)值大于等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]的絕對(duì)值，則設(shè)置第i段的土石方剩余量T[i]等于第i段的土石方剩余量T[i]加第i+j段的土石方剩余量T[i+j]，設(shè)置a[i][i+j]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]，設(shè)置a[i+j][i]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]的負(fù)數(shù)，設(shè)置第i+j段的土石方剩余量T[i+j]等于0；如果第i段的土石方剩余量T[i]絕對(duì)值小于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]絕對(duì)值，則設(shè)置第i+j段的土石方剩余量T[i+j]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]加第i段的土石方剩余量T[i]，設(shè)置第i+j段和第i段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a[i+j][i]等于第i段的土石方剩余量T[i]，設(shè)置記錄第i段和第i+j段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a[i][i+j]等于第i段的土石方剩余量T[i]的負(fù)數(shù)，設(shè)置第i段的土石方剩余量T[i]等于0；進(jìn)入第5步； 第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 如果當(dāng)前分段編號(hào)i+j小于m，則設(shè)置i等于i+1，進(jìn)入到第2步；如果當(dāng)前分段編號(hào)i+j等于m，則進(jìn)入第6步； 第6步設(shè)置新的調(diào)配步長(zhǎng)j 如果當(dāng)前的調(diào)配步長(zhǎng)j小于k，則設(shè)置j等于j+1，設(shè)置i等于1，回到第2步；如果當(dāng)前的調(diào)配步長(zhǎng)j等于k，進(jìn)入第7步； 第7步土石方調(diào)配結(jié)束 渠道土石方調(diào)配結(jié)束，將剩余土石方非0的各分段值輸出，將記錄分段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a的結(jié)果輸出，運(yùn)算結(jié)束。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果 1、該方法只需要進(jìn)行兩維循環(huán)計(jì)算即可實(shí)現(xiàn)渠道分段之間的土石方平衡調(diào)配，避免傳統(tǒng)方法存在進(jìn)行土石方優(yōu)化調(diào)配存在的效率問(wèn)題，因而該方法能夠支持大規(guī)模渠道分段土石方平衡調(diào)配； 2、由于該方法簡(jiǎn)單且計(jì)算速度快，因而可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多種類型的渠道選線，降低選線的計(jì)算負(fù)擔(dān)，進(jìn)而產(chǎn)生更多的選擇選線方案； 3、該方法還能應(yīng)用于水資源配置、輸出管網(wǎng)布設(shè)、公路土石方調(diào)配、貨物運(yùn)輸調(diào)配等優(yōu)化設(shè)計(jì)。



圖1是基于最近距離優(yōu)先的渠道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法表示示意圖，圖中渠道一共分為m段，圖中的1表示兩個(gè)分段的步長(zhǎng)為1，圖中的2表示兩個(gè)分段步長(zhǎng)為2，圖中的3表示兩個(gè)分段之間的步長(zhǎng)為3。
圖2是基于最近距離優(yōu)先的渠道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的流程圖。

具體實(shí)施例方式 基于最近距離優(yōu)先的渠道土石方遷移方法，其特征是將渠道劃分成等距離的m段，其中m的取值為大于0的正整數(shù)，m的取值最大可以到10000，得到第1段、第2段、第3段、……、第m段，最大的土石方調(diào)配距離的分段數(shù)目為k，其中k的取值為大于0的正整數(shù)，k的取值最大可以到100，獲取每個(gè)分段內(nèi)土石方挖方量或填方量的剩余量，首先在所有相鄰的分段之間進(jìn)行土石方挖方量和填方量的平衡調(diào)配，接著在所有次相鄰的分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，依次類推，在最大調(diào)配分段距離范圍內(nèi)的所有分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，如果在最大調(diào)配分段距離范圍內(nèi)仍有分段土石方?jīng)]有平衡的，則直接棄土或借土，具體步驟如下 第1步設(shè)置參數(shù) 將m個(gè)分段中每個(gè)分段的土石方剩余量分別設(shè)置為T[1]、T[2]、…、T[m]，剩余土石方量為正數(shù)的表示該分段內(nèi)有土石方剩余，需要將該土石方移動(dòng)到其它分段或者直接向棄土坑棄土，剩余土石方量為負(fù)數(shù)的分段表示該分段內(nèi)缺乏土石方，需要從其它分段或取土坑借土，設(shè)置二維數(shù)組a[m+1][m+1]，用于記錄分段之間調(diào)配的土石方量，設(shè)置數(shù)組a的初始值為0，設(shè)進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為i，調(diào)配步長(zhǎng)為j，設(shè)置開始調(diào)配的第一個(gè)分段編號(hào)i為1，開始調(diào)配的步長(zhǎng)j為1，進(jìn)到第2步，所述步長(zhǎng)為進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段的分段編號(hào)之間的差值； 第2步計(jì)算需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段的編號(hào) 進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為i和i+j，進(jìn)入到第3步； 第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 如果第i段的土石方剩余量T[i]和第i+j段的土石方剩余量T[i+j]兩者之間相乘的結(jié)果大于等于0，則兩個(gè)分段之間不需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，第i段的土石方剩余量T[i]和第i+j段的土石方剩余量T[i+j]值不做任何變化，進(jìn)入到第5步；否則進(jìn)入第4步； 第4步兩分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 如果第i段的土石方剩余量T[i]的絕對(duì)值大于等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]的絕對(duì)值，則設(shè)置第i段的土石方剩余量T[i]等于第i段的土石方剩余量T[i]加第i+j段的土石方剩余量T[i+j]，設(shè)置a[i][i+j]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]，設(shè)置a[i+j][i]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]的負(fù)數(shù)，設(shè)置第i+j段的土石方剩余量T[i+j]等于0；如果第i段的土石方剩余量T[i]絕對(duì)值小于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]絕對(duì)值，則設(shè)置第i+j段的土石方剩余量T[i+j]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]加第i段的土石方剩余量T[i]，設(shè)置第i+j段和第i段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a[i+j][i]等于第i段的土石方剩余量T[i]，設(shè)置記錄第i段和第i+j段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a[i][i+j]等于第i段的土石方剩余量T[i]的負(fù)數(shù)，設(shè)置第i段的土石方剩余量T[i]等于0；進(jìn)入第5步； 第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 如果當(dāng)前分段編號(hào)i+j小于m，則設(shè)置i等于i+1，進(jìn)入到第2步；如果當(dāng)前分段編號(hào)i+j等于m，則進(jìn)入第6步； 第6步設(shè)置新的調(diào)配步長(zhǎng)j 如果當(dāng)前的調(diào)配步長(zhǎng)j小于k，則設(shè)置j等于j+1，設(shè)置i等于1，回到第2步；如果當(dāng)前的調(diào)配步長(zhǎng)j等于k，進(jìn)入第7步； 第7步土石方調(diào)配結(jié)束 渠道土石方調(diào)配結(jié)束，將剩余土石方非0的各分段值輸出，將記錄分段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a的結(jié)果輸出，運(yùn)算結(jié)束。
圖1、圖2是基于最近距離優(yōu)先的渠道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法表示具體實(shí)施方式
中涉及的示意圖、流程圖和偽代碼，圖1中最大可調(diào)配的分段長(zhǎng)度為3， 本發(fā)明實(shí)施舉例的具體技術(shù)步驟如下 (1)第1步設(shè)置參數(shù) 設(shè)置渠道等距離的分段數(shù)為5，設(shè)置最大調(diào)配距離的分段數(shù)目為2，設(shè)置5個(gè)分段中每個(gè)分段的土石方剩余量分別為T[1]＝2、T[2]＝-3、T[3]＝-2、T[4]＝3、T[5]＝1，剩余土石方量為正數(shù)的表示該分段內(nèi)有土石方剩余，需要將該土石方移動(dòng)到其它分段或者直接向棄土坑棄土，剩余土石方量為負(fù)數(shù)的分段表示該分段內(nèi)缺乏土石方，需要從其它分段或取土坑借土，設(shè)置二維數(shù)組a[6][6]記錄分段之間調(diào)配的土石方量，設(shè)置數(shù)組a的初始值為0，設(shè)置開始調(diào)配的第一個(gè)分段編號(hào)i為1，開始調(diào)配的步長(zhǎng)j為1，所述步長(zhǎng)為進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段的分段編號(hào)之間的差值，如果當(dāng)前兩個(gè)正在進(jìn)行調(diào)配的分段編號(hào)為1和2，則步長(zhǎng)為1，如果當(dāng)前兩個(gè)正在進(jìn)行調(diào)配的分段編號(hào)為2和4，則步長(zhǎng)編號(hào)為2，進(jìn)到(2)第2步； (2)第2步計(jì)算需要進(jìn)行調(diào)配的兩分段編號(hào) 設(shè)進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為1，調(diào)配步長(zhǎng)為1，則進(jìn)行調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為1和2，進(jìn)入到(3)第3步； (3)第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[1]*T[2]＝2*(-3)＝-6小于0，則兩個(gè)分段之間需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，進(jìn)入(4)第4步； (4)第4步兩分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[1]的絕對(duì)值為2，T[2]絕對(duì)值為3，T[2]絕對(duì)值大于T[1]絕對(duì)值，設(shè)置T[2]＝T[2]+T[1]＝-3+2＝-1，設(shè)置a[2][1]等于2，設(shè)置a[1][2]等于-2，T[1]＝0，進(jìn)入(5)第5步； (5)第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 當(dāng)前分段編號(hào)i+j＝1+1小于m＝5，則設(shè)置i＝i+1＝2，回到(6)第2步； (6)第2步計(jì)算需要進(jìn)行調(diào)配的兩分段編號(hào) 設(shè)進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為2，調(diào)配步長(zhǎng)為1，則進(jìn)行調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為2和3，進(jìn)入到(7)第3步； (7)第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[2]*T[3]＝(-1)*(-2)＝2大于0，則兩個(gè)分段之間不需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，進(jìn)入(8)第5步； (8)第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 當(dāng)前分段編號(hào)i+j＝2+1小于m＝5，則設(shè)置i＝2+1＝3，回到(9)第2步； (9)第2步計(jì)算需要進(jìn)行調(diào)配的兩分段編號(hào) 進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為3，調(diào)配步長(zhǎng)為1，則進(jìn)行調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為3和4，進(jìn)入到(10)第3步； (10)第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[3]*T[4]＝(-2)*3＝-6小于0，則兩個(gè)分段之間需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，進(jìn)入(11)第4步； (11)第4步兩分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[3]的絕對(duì)值為2，T[4]絕對(duì)值為3，T[4]絕對(duì)值大于T[3]絕對(duì)值，設(shè)置T[4]＝T[4]+T[3]＝3+(-2)＝1，設(shè)置a[4][3]等于-2，設(shè)置a[3][4]等于2，T[3]＝0，進(jìn)入(12)第5步； (12)第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 當(dāng)前分段編號(hào)i+j＝3+1＝4小于m＝5，則設(shè)置i＝i+1＝4，回到(13)第2步； (13)第2步計(jì)算需要進(jìn)行調(diào)配的兩分段編號(hào) 進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為4，調(diào)配步長(zhǎng)為1，則進(jìn)行調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為4和5，進(jìn)入到(14)第3步； (14)第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[4]*T[5]＝1*1＝1大于0，則兩個(gè)分段之間不需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，進(jìn)入(15)第5步； (15)第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 當(dāng)前分段編號(hào)i+j＝4+1＝5等于m＝5，進(jìn)入(16)第6步； (16)第6步設(shè)置新的調(diào)配步長(zhǎng)j 當(dāng)前的調(diào)配步長(zhǎng)1小于k＝2，則設(shè)置j等于j+1＝2，設(shè)置i等于1，回到(17)第2步； (17)第2步計(jì)算需要進(jìn)行調(diào)配的兩分段編號(hào) 進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為i＝1，調(diào)配步長(zhǎng)為j＝2，則進(jìn)行調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為1和3，進(jìn)入到(18)第3步； (18)第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[1]＝0，T[3]＝0，兩者之間相乘的結(jié)果等于0，則兩個(gè)分段之間不需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，進(jìn)入到(19)第5步； (19)第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 當(dāng)前分段編號(hào)1+2小于m＝5，則設(shè)置i等于1+1＝2，回到(20)第2步； (20)第2步計(jì)算需要進(jìn)行調(diào)配的兩分段編號(hào) 進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為2，調(diào)配步長(zhǎng)為2，則進(jìn)行調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為2和4，進(jìn)入到(21)第3步； (21)第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[2]＝-1和T[4]＝1，兩者之間相乘的結(jié)果小于0，則兩個(gè)分段之間需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，進(jìn)入(22)第4步； (22)第4步兩分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[2]的絕對(duì)值等于T[4]的絕對(duì)值，則設(shè)置T[2]等于T[2]加T[4]＝0，設(shè)置a[2][4]等于T[4]＝1，設(shè)置a[4][2]等于-T[4]＝-1，設(shè)置T[4]等于0，進(jìn)入(23)第5步； (23)第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 當(dāng)前分段編號(hào)2+2小于m＝5，則設(shè)置i等于i+1＝3，回到(24)第2步； (24)計(jì)算需要進(jìn)行調(diào)配的兩分段編號(hào) 進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為3，調(diào)配步長(zhǎng)為2，則進(jìn)行調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為3和5，進(jìn)入到(25)第3步； (25)第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配 T[3]＝0，T[5]＝1，兩者之間相乘的結(jié)果等于0，則兩個(gè)分段之間不需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，T[3]和T[5]值不做任何變化，進(jìn)入到(26)第5步； (26)第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i 當(dāng)前分段編號(hào)3+2等于m＝5，則進(jìn)入(27)第6步； (27)第6步設(shè)置新的調(diào)配步長(zhǎng)j 當(dāng)前的調(diào)配步長(zhǎng)j等于k＝2，進(jìn)入(28)第7步； (28)第7步土石方調(diào)配結(jié)束 渠道土石方調(diào)配結(jié)束，將剩余土石方非0的各分段值輸出，將二維數(shù)組a的結(jié)果輸出，運(yùn)算結(jié)束。
則該實(shí)例輸出的結(jié)果為 分段5剩余土石方量為1，其余分段均已實(shí)現(xiàn)土石方填挖平衡。
下表為各分段土石方調(diào)配結(jié)果
調(diào)配結(jié)果表的含義如下 (1)分段1將2單位的土石方調(diào)配給分段2； (2)分段2從分段1得到2個(gè)單位的土石方，從分段4中得到1個(gè)單位的土石方； (3)分段3從分段4得到2個(gè)單位的土石方； (4)分段4將1個(gè)單位的土石方調(diào)配給分段2，將2個(gè)單位的土石方調(diào)配給分段3； (5)分段5沒(méi)有和其它分段的土石方進(jìn)行調(diào)配。
下面為基于最近距離優(yōu)先的渠道土石方設(shè)計(jì)方法的偽代碼 1m，k，T(1)，...，T(m)； 2a(i，j)＝0，i，j ＝1，2，...，m+1 3 i＝1，j ＝1； 4if(T(i)＊T(i+j)＜0) 5{ 6 if(abs(T(i))＞＝abs(T(i+j))) 7 { 8 T(i)＝T(i)+T(i+j)； 9 a(i，i+j)＝T(i+j)； 10 a(i+j，i)＝-T(i+j)； 11 T(i+j)＝0； 12 } 13 if(abs(T(i))＜abs(T(i+j))) 14 { 15T(i+j)＝T(i+j)+T(i)； 16a(i+j，i)＝T(i)； 17a(i，i+j)＝-T(i)； 18T(i)＝0； 19 } 20 } 21 If(i+j ＜m) 22 { i＝i+1； 23 goto 4； 24 } 25 If(j＜k) 26 { j＝j(luò)+1； i＝1； 27 goto 4； 28 } 29 for(i＝1；j＜m+1；i++) 30 if(T(i)?。?) 31 printf，i，T(i)； 32 for(i＝1；i＜m+1；i++) 33 for(j＝1；j＜m+1；j++) 34 Print，i，j，T(i)；。
權(quán)利要求
1.一種基于最近距離優(yōu)先的渠道土石方遷移方法，其特征是將渠道劃分成等距離的m段，其中m的取值為大于0的正整數(shù)，m的取值最大可以到10000，得到第1段、第2段、第3段、……、第m段，最大的土石方調(diào)配距離的分段數(shù)目為k，其中k的取值為大于0的正整數(shù)，k的取值最大可以到100，獲取每個(gè)分段內(nèi)土石方挖方量或填方量的剩余量，首先在所有相鄰的分段之間進(jìn)行土石方挖方量和填方量的平衡調(diào)配，接著在所有次相鄰的分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，依次類推，在最大調(diào)配分段距離范圍內(nèi)的所有分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，如果在最大調(diào)配分段距離范圍內(nèi)仍有分段土石方?jīng)]有平衡的，則直接棄土或借土，具體步驟如下
第1步設(shè)置參數(shù)
將m個(gè)分段中每個(gè)分段的土石方剩余量分別設(shè)置為T[1]、T[2]、…、T[m]，剩余土石方量為正數(shù)的表示該分段內(nèi)有土石方剩余，需要將該土石方移動(dòng)到其它分段或者直接向棄土坑棄土，剩余土石方量為負(fù)數(shù)的分段表示該分段內(nèi)缺乏土石方，需要從其它分段或取土坑借土，設(shè)置二維數(shù)組a[m+1][m+1]，用于記錄分段之間調(diào)配的土石方量，設(shè)置數(shù)組a的初始值為0，設(shè)進(jìn)行土石方調(diào)配的分段編號(hào)為i，調(diào)配步長(zhǎng)為j，設(shè)置開始調(diào)配的第一個(gè)分段編號(hào)i為1，開始調(diào)配的步長(zhǎng)j為1，進(jìn)到第2步，所述步長(zhǎng)為進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段的分段編號(hào)之間的差值；
第2步計(jì)算需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段的編號(hào)
進(jìn)行土石方平衡調(diào)配的兩個(gè)分段編號(hào)分別為i和i+j，進(jìn)入到第3步；
第3步判斷兩分段之間是否需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配
如果第i段的土石方剩余量T[i]和第i+j段的土石方剩余量T[i+j]兩者之間相乘的結(jié)果大于等于0，則兩個(gè)分段之間不需要進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，第i段的土石方剩余量T[i]和第i+j段的土石方剩余量T[i+j]值不做任何變化，進(jìn)入到第5步；否則進(jìn)入第4步；
第4步兩分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配
如果第i段的土石方剩余量T[i]的絕對(duì)值大于等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]的絕對(duì)值，則設(shè)置第i段的土石方剩余量T[i]等于第i段的土石方剩余量T[i]加第i+j段的土石方剩余量T[i+j]，設(shè)置a[i][i+j]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]，設(shè)置a[i+j][i]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]的負(fù)數(shù)，設(shè)置第i+j段的土石方剩余量T[i+j]等于0；如果第i段的土石方剩余量T[i]絕對(duì)值小于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]絕對(duì)值，則設(shè)置第i+j段的土石方剩余量T[i+j]等于第i+j段的土石方剩余量T[i+j]加第i段的土石方剩余量T[i]，設(shè)置第i+j段和第i段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a[i+j][i]等于第i段的土石方剩余量T[i]，設(shè)置記錄第i段和第i+j段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a[i][i+j]等于第i段的土石方剩余量T[i]的負(fù)數(shù)，設(shè)置第i段的土石方剩余量T[i]等于0；進(jìn)入第5步；
第5步設(shè)置新的分段編號(hào)i
如果當(dāng)前分段編號(hào)i+j小于m，則設(shè)置i等于i+1，進(jìn)入到第2步；如果當(dāng)前分段編號(hào)i+j等于m，則進(jìn)入第6步；
第6步設(shè)置新的調(diào)配步長(zhǎng)j
如果當(dāng)前的調(diào)配步長(zhǎng)j小于k，則設(shè)置j等于j+1，設(shè)置i等于1，回到第2步；如果當(dāng)前的調(diào)配步長(zhǎng)j等于k，進(jìn)入第7步；
第7步土石方調(diào)配結(jié)束
渠道土石方調(diào)配結(jié)束，將剩余土石方非0的各分段值輸出，將記錄分段之間調(diào)配土石方量的二維數(shù)組a的結(jié)果輸出，運(yùn)算結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于最近距離優(yōu)先的渠道土石方遷移方法，將渠道劃分成等距離的m段，其中m的取值為大于0的正整數(shù)，m的取值最大可以到10000，得到第1段、第2段、第3段、……、第m段，最大的土石方調(diào)配距離的分段數(shù)目為k，其中k的取值為大于0的正整數(shù)，k的取值最大可以到100，獲取每個(gè)分段內(nèi)土石方挖方量或填方量的剩余量，首先在所有相鄰的分段之間進(jìn)行土石方挖方量和填方量的平衡調(diào)配，接著在所有次相鄰的分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，依次類推，在最大調(diào)配分段距離范圍內(nèi)的所有分段之間進(jìn)行土石方平衡調(diào)配，如果在最大調(diào)配分段距離范圍內(nèi)仍有分段土石方?jīng)]有平衡的，則直接棄土或借土。本發(fā)明能夠支持大規(guī)模渠道分段土石方平衡調(diào)配。
文檔編號(hào)E02D17/00GK101702181SQ200910036190
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者薛聯(lián)青, 靳宏昌, 曲卓杰 申請(qǐng)人:河海大學(xué)