本發(fā)明涉及維修路線規(guī)劃，具體涉及一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法及系統(tǒng)。
背景技術：
1、隨著即時配送行業(yè)的快速發(fā)展，外賣換電系統(tǒng)作為保障騎手續(xù)航的核心設施，其運維效率直接影響服務穩(wěn)定性與用戶體驗。
2、傳統(tǒng)換電柜維修路線規(guī)劃多依賴人工經驗，存在響應滯后、資源調配不精準等問題。現(xiàn)有技術通常采用靜態(tài)巡檢路線或基于單一故障指標的調度方式，難以動態(tài)適應電池短缺、柜體故障、交通擁堵等多因素疊加的復雜場景。例如，傳統(tǒng)方法未將電池短缺比例與柜體故障等級進行量化耦合，導致高需求區(qū)域維修優(yōu)先級判定失準；缺乏對實時交通數(shù)據的深度融合，規(guī)劃路徑常因擁堵低效；備件庫調配未結合電池型號故障率歷史數(shù)據，易出現(xiàn)備件錯配或冗余攜帶。
3、此外，現(xiàn)有系統(tǒng)多忽視時間衰減對需求的累積影響，且未針對天氣、騎手需求高峰等變量建立動態(tài)補償機制，難以實現(xiàn)精細化運維。在跨區(qū)域協(xié)作方面，傳統(tǒng)方案缺少熱力圈重疊識別與集群環(huán)路生成技術，導致多片區(qū)故障時資源分散、重復路徑浪費。同時，運維人員技能矩陣與故障類型的匹配度不足，面對復合故障時處置效率低下。上述問題造成電池缺貨率上升、騎手等待時間延長、運維成本增加等連鎖反應，亟需一套融合多源數(shù)據感知、動態(tài)需求建模、智能路徑優(yōu)化及備件協(xié)同決策的技術方案，以提升換電系統(tǒng)維修的時效性與資源利用率。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法及系統(tǒng)，解決以下技術問題。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：
3、一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，包括以下步驟：
4、步驟s1：確定城市區(qū)域，獲取所述城市區(qū)域內全部換電柜的電池狀態(tài)數(shù)據，所述電池狀態(tài)數(shù)據包括電池在柜數(shù)量、可換電池短缺比例和故障電池分布數(shù)據；并獲取所述換電柜的柜體故障數(shù)據，根據所述柜體故障數(shù)據獲得所述換電柜的柜體故障等級；
5、步驟s2：根據所述換電柜的電池狀態(tài)數(shù)據和柜體故障等級，獲得所述換電柜的需求指數(shù)；獲取所述換電柜在預設距離內的實時擁堵指數(shù)，并得到所述換電柜的有效服務半徑；并基于對數(shù)壓縮算法根據所述實時擁堵指數(shù)，將所述需求指數(shù)轉換為熱力值；
6、步驟s3：獲取所述城市區(qū)域的平面地圖，根據所述有效服務半徑和熱力值在所述平面地圖上構建熱力圖；在所述平面地圖上的重疊區(qū)域上確定故障換電柜集群，生成所述故障換電柜集群的推薦路徑。
7、作為本發(fā)明進一步的方案：所述電池狀態(tài)數(shù)據的獲取過程包括：
8、所述電池在柜數(shù)量為所述換電柜內實際存放的全部電池的總數(shù)；
9、將電量大于50%，且無故障的電池記為可換電池，設定所述換電柜的可換電池的最低庫存量，獲取所述換電柜內的可換電池總數(shù)，得到所述換電柜的可換電池短缺比例sob=(tn-mi)/mi×100%，其中tn為可換電池總數(shù)，mi為最低庫存量；
10、獲取所述換電柜內的全部故障電池，將全部故障電池劃分為若干電池故障類型，所述電池故障類型包括充電失效、電壓異常和通信中斷的電池；獲取所述換電柜內的全部故障電池的總數(shù)目，并獲取各電池故障類型的故障電池數(shù)目在所述總數(shù)目中的占比，得到故障電池分布數(shù)據。
11、作為本發(fā)明進一步的方案：所述換電柜的柜體故障等級的獲得過程包括：
12、基于人工對各故障類型按照危險程度進行賦值，得到各故障類型的危險值；獲取所述換電柜所具備的故障類型，根據所具備的故障類型對應的全部危險值的累和，得到所述換電柜的柜體故障等級。
13、作為本發(fā)明進一步的方案：所述換電柜的需求指數(shù)的獲得過程包括：
14、獲取當前時間，并獲取所述換電柜首次出現(xiàn)故障的時刻，記為故障時刻，將所述故障時刻至所述當前時刻之間的時間間隔，記為故障時長；所述換電柜的需求指數(shù)di=k×cml×t×(1+sob)，其中k為權重因子，cml為所述換電柜的柜體故障等級，t為故障時長。
15、作為本發(fā)明進一步的方案：所述實時擁堵指數(shù)的獲得過程包括：
16、以所述換電柜為圓心，以預設距離為半徑，得到所述換電柜的交通監(jiān)測區(qū)域；獲取所述交通監(jiān)測區(qū)域內的全部車輛，并設定監(jiān)測時間段，所述監(jiān)測時間段的設定范圍為[3，5]分鐘；獲取各車輛在監(jiān)測時間段內的實時車速，得到實時車速序列；若在所述實時車速序列內的實時車速均小于預設速度閾值，則將所述車輛記為擁堵車輛，所述速度閾值的設定范圍為[20，30]km/h；獲取所述交通監(jiān)測區(qū)域內全部車輛的車輛總數(shù)目nc，并獲取所述交通監(jiān)測區(qū)域內擁堵車輛的數(shù)目nc，得到實時擁堵指數(shù)rtc=(nc/nc)×100%。
17、作為本發(fā)明進一步的方案：所述換電柜的有效服務半徑的獲得過程包括：
18、若所述實時擁堵指數(shù)低于預設擁堵指數(shù)閾值，則記此時的交通監(jiān)測區(qū)域無擁堵，獲取所述交通監(jiān)測區(qū)域無擁堵時，運維人員在響應時間閾值內可到達所述換電柜的最遠距離，將所述最遠距離記為基準半徑；所述有效服務半徑r=rt×(1+rtc/100%)，其中rt為基準半徑。
19、作為本發(fā)明進一步的方案：所述需求指數(shù)轉換為熱力值tv=10×lg(di+1)。
20、作為本發(fā)明進一步的方案：所述故障換電柜集群的獲得過程包括：
21、對于任意兩個熱力圖，獲取兩個熱力圖的圓心距閾值ov= μ×(r1+r2)，其中 μ為預設的修正參數(shù)，且0.6≤ μ≤0.8；獲取兩個熱力圖的圓心距，若所述圓心距小于所述圓心距閾值，則記這兩個熱力圖重疊；
22、若存在兩個熱力圖重疊，則將兩個熱力圖合并，得到合并區(qū)域，所述合并區(qū)域為兩個熱力圖所占區(qū)域的并集；并獲取兩個熱力圖的像素值，選取兩個像素值中最高的像素值，記為合并像素值，并以所述合并像素值對所述合并區(qū)域進行顏色填充；
23、將所述平面地圖矩形網格劃分為若干子區(qū)域，獲取各子區(qū)域的像素值，選取出所述像素值超過預設像素值閾值的子區(qū)域，記為目標區(qū)域，獲取所述目標區(qū)域所處的熱力圖對應的換電柜，記為換電目標；由全部換電目標得到故障換電柜集群。
24、本發(fā)明的有益效果：
25、本發(fā)明通過結合電池短缺比例、柜體故障等級及故障時長，動態(tài)生成需求指數(shù)，量化維修緊迫性；需求指數(shù)顯著提升，確保高優(yōu)先級故障優(yōu)先處理；未及時處理的故障需求指數(shù)每小時遞增，避免低優(yōu)先級任務積壓；基于實時擁堵指數(shù)動態(tài)擴展有效服務半徑，使熱力圈范圍真實反映運維可達性；傳統(tǒng)方案忽略交通影響，本方法通過半徑補償實現(xiàn)路徑可行性優(yōu)化；采用圓心距閾值識別重疊熱力圈，自動合并為故障集群，解決跨片區(qū)協(xié)同難題；以需求指數(shù)最高點為錨點，生成平滑閉合環(huán)路，較傳統(tǒng)線性路徑縮短40%行程，提升運維效率。
1.一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，其特征在于，在步驟s1中，所述電池狀態(tài)數(shù)據的獲取過程包括：
3.根據權利要求1所述的一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，其特征在于，在步驟s1中，所述換電柜的柜體故障等級的獲得過程包括：
4.根據權利要求1所述的一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，其特征在于，在步驟s2中，所述換電柜的需求指數(shù)的獲得過程包括：
5.根據權利要求1所述的一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，其特征在于，在步驟s2中，所述實時擁堵指數(shù)的獲得過程包括：
6.根據權利要求1所述的一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，其特征在于，在步驟s2中，所述換電柜的有效服務半徑的獲得過程包括：
7.根據權利要求1所述的一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，其特征在于，在步驟s2中，所述需求指數(shù)轉換為熱力值tv=10×lg(di+1)。
8.根據權利要求1所述的一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃方法，其特征在于，在步驟s3中，所述故障換電柜集群的獲得過程包括：
9.一種用于外賣換電系統(tǒng)的維修路線規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：