一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法

摘要

本发明涉及油气管道规划技术领域，尤其涉及一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，包括以下步骤：根据油气管道规划区域的特性，建立维度为M×N的地形人口矩阵D；根据油气管道泄漏事故数据，建立维度与矩阵D相同的风险成本矩阵R；根据不同的地形要求建立对应的管材成本矩阵P；将油气管道规划路径按照途经点分为多个子段，每个子段都具有风险成本矩阵R和管材成本矩阵P；使用A*算法求解每个子段的最佳路径；将每个子段的最佳路径拼接成最终规划路径，并计算得到最终成本，本发明将地形划分为不同类别，包括平原、丘陵、山地等，还将人口密度分为不同等级，更精确地评估规划区域的特性，从而更好地决策管道的路径。

权利要求

1.一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据油气管道规划区域的特性，建立维度为 的地形人口矩阵 , 所述区域的特性包括区域内的高程、地貌、人口分布信息；

S2、根据油气管道泄漏事故数据，建立维度与矩阵 相同的风险成本矩阵 ，所述事故数据包括事故种类、人口密度、地形、伤亡信息；

S3、根据不同的地形要求建立对应的管材成本矩阵 ；

S4、将油气管道规划路径按照途经点分为多个子段，每个子段都具有风险成本矩阵 和管材成本矩阵 ；

S5、使用A*算法求解每个子段的最佳路径；

S6、将每个子段的最佳路径拼接成最终规划路径，并计算得到最终成本；

所述S5中对每个路径进行子段划分后，对地图网格化，网格化后每个网格即是路径上的一个点，通过A*算法得到某网格的寻径成本为 ，其中 表示当前路径由起点经由网格 到达终点的估算成本， 表示当前路径由起点到达网格 的实际成本， 表示当前路径由网格  到达终点的估算成本；将网格 记为点 ，设经由点到达终点的曼哈顿路径途经点为 ， ，…， ，则网格 到达终点的估算成本为其中， 表示 点对应的地形，表示管材种类， 表示在 的地形条件下该网

格的最小管材成本， 表示点 处的风险成本，通过A*算法计算后可获得当前子段的实际成本 。

2.根据权利要求1所述的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，其特征在于，S1中通过高程和地貌将地形划分为平原、丘陵、山地、戈壁、沙漠、湿地、非穿越区7类，通过人口分布信息将人口密度划分为无人＜1人/平方千米、低密1～25人/平方千米、中密25～100人/平方千米、高密100～200人/平方千米、极密＞200人/平方千米5类，根据地形以及人口密度建立维度为 的地形人口矩阵 。

3.根据权利要求1所述的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，其特征在于，S2中的风险成本矩阵 表示为 ，所述 的计算公式为：其中 表示地形为 ,人口密度为 的区域发生油气管道泄露事故后的风险成本，表示事故种类，表示事故种类的索引，表示第 种事故的发生的概率系数， 表示第 种事故在地形为 ,人口密度为 的情况下发生时风险成本。

4.根据权利要求3所述的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，其特征在于，，其中 表示网格面积，表示单位伤亡成本， 表示地形为 的情况下 种事故的扩散系数，表示人口密度 条件下的实际人口密度，在非穿越区内，无法进行管线铺设，将风险成本设为无穷大。

5.根据权利要求1所述的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，其特征在于，S3中管材成本矩阵 为 ，其中7对应S1中的7类地形，表示对应管材种类的数量，S3中对于不适用地形的管材 , 的取值为无穷；对于非穿越区地形，的取值为无穷。

6.根据权利要求1所述的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，其特征在于，S4中的油气管道规划路径包括起点 、终点 和途经点 、 … ，按照途经点将油气管道规划路径分为 个子段，其中起点 和终点 为起始和结束的途经点，则 。

7.根据权利要求1所述的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，其特征在于，S6根据所述A*算法计算出第 分段的最佳路径 和成本 后，将最终规划路径拼接为，则最终成本为其中，子段 的起点即为整条规划路径的途径点 ，子段的终点即为整条规划路径的途径点 ，第一个子段 的起点即为整条规划路径的起点，最后一个子段 的终点即为整条规划路径的终点，为子段 的对应成本。

说明书

一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法

技术领域

[0001] 本发明涉及油气管道规划技术领域，尤其涉及一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法。

背景技术

[0002] 随着油气能源利用的不断发展，管道运输已成为一种广泛采用的方式，管道运输具有成本低、运量大、占地少、安全可靠、建设周期短、自动化程度高、设备简单等优势。由于油气管道铺设通常需要跨越复杂的地形，受到地理条件的制约，因此需要精心规划。此外，为了防止油气泄漏可能导致严重的风险，必须在铺设前采取预防措施。

[0003] 目前的技术主要依赖于卫星地图和遥感地图等地理信息系统进行路径规划，主要考虑距离、地形和材料的限制，但缺乏对人口分布因素的综合考虑。此外，在风险评估方面，现有技术主要提供政策合规性方面的建议，而缺乏量化评估方法。

发明内容

[0004] 为解决现有的管线规划方案存在缺乏对风险形式的量化评估方法以及缺少对于管线规划中成本和风险的综合求解法的问题，本发明提出一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法。

[0005] 本发明通过搜集过往油气管道泄漏事故信息，结合地形、人口分布等条件预先建立风险成本矩阵，将风险评估量化后与铺设成本综合考虑进行寻径求解，实现了兼顾风险和成本的管线规划，填补了现有技术的不足之处。

[0006] 本发明通过以下技术方案实现：

[0007] 一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，包括以下步骤：

[0008] S1、根据油气管道规划区域的特性，建立维度为 的地形人口矩阵 , 所述区域的特性包括区域内的高程、地貌、人口分布信息；

[0009] S2、根据油气管道泄漏事故数据，建立维度与矩阵 相同的风险成本矩阵 ，所述事故数据包括事故种类、人口密度、地形、伤亡信息；

[0010] S3、根据不同的地形要求建立对应的管材成本矩阵 ；

[0011] S4、将油气管道规划路径按照途经点分为多个子段，每个子段都具有风险成本矩阵 和管材成本矩阵 ；

[0012] S5、使用A*算法求解每个子段的最佳路径；

[0013] S6、将每个子段的最佳路径拼接成最终规划路径，并计算得到最终成本。

[0014] 进一步的，S1中通过高程和地貌将地形划分为平原、丘陵、山地、戈壁、沙漠、湿地、非穿越区7类，通过人口分布信息将人口密度划分为无人＜1人/平方千米、低密1～25人/平方千米、中密25～100人/平方千米、高密100～200人/平方千米、极密＞200人/平方千米5类，根据地形以及人口密度建立维度为 的地形人口矩阵 。

[0015] 进一步的，S2中的风险成本矩阵 表示为 ，所述 的计算公式为：

[0016] 其中 表示地形为 ,人口密度为 的区域发生油气管道泄露事故后的风险成本，表示事故种类，表示事故种类的索引，表示第 种事故的发生的概率系数， 表示第种事故在地形为 ,人口密度为 的情况下发生时风险成本。

[0017] 进一步的，所述 ，其中 表示网格面积，表示单位伤亡成本， 表示地形为 的情况下 种事故的扩散系数，表示人口密度 条件下的实际人口密度，在非穿越区内，无法进行管线铺设，将风险成本设为无穷大。

[0018] 进一步的，S3中管材成本矩阵 为 ，其中7对应S1中的7类地形，表示对应管材种类的数量，S3中对于不适用地形 的管材 , 的取值为无穷；对于非穿越区地形，的取值为无穷。

[0019] 进一步的，S4中的油气管道规划路径包括起点 、终点 和途经点 、… ，按照途经点将油气管道规划路径分为 个子段，其中起点 和终点 为起始和结束的途经点，则。

[0020] 进一步的，S5中对每个路径进行子段划分后，对地图网格化，网格化后每个网格即是路径上的一个点，通过A*算法得到某网格的寻径成本为 ，其中 表示当前路径由起点经由网格 到达终点的估算成本， 表示当前路径由起点到达网格的实际成本， 表示当前路径由网格 到达终点的估算成本；将网格 记为点
，设经由点 到达终点的曼哈顿路径途经点为 ， ，…， ，则网格 到达终点
的估算成本为

[0021] 其中， 表示 点对应的地形，表示管材种类， 表示在 的地形条件下该网格的最小管材成本， 表示点 处的风险成本，通过A*算法计算后可获得当前子段的实际成本 。

[0022] 进一步的，S6根据所述A*算法计算出第 分段的最佳路径 和成本 后，将最终规划路径拼接为 ，则最终成本为

[0023] 其中，子段 的起点即为整条规划路径的途径点 ，子段的终点即为整条规划路径的途径点 ，第一个子段 的起点即为整条规划路径的起点，最后一个子段 的终点即为整条规划路径的终点，为子段 的对应成本。

[0024] 本发明的有益效果：

[0025] （1）本发明提出的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法在油气管道规划中同时兼顾风险和成本，通过建立风险成本矩阵 ，将风险与铺设成本综合考虑，制定更安全和经济的管线规划；

[0026] （2）本发明提出的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法中将地形划分为不同类别，包括平原、丘陵、山地等，还将人口密度分为不同等级，更精确地评估规划区域的特性，从而更好地决策管道的路径；

[0027] （3）本发明提出的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法采用的风险成本矩阵综合了不同事故类型的风险，包括泄漏的类型、概率和严重性。对于管道规划者更好地了解不同风险情境，以采取适当的措施来降低潜在的事故风险；

[0028] （4）本发明提出的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法建立的管材成本矩阵考虑了不同地形条件对管材选择的限制，选择适用于特定地形的管材，从而降低成本和提高管道的可靠性；

[0029] （5）本发明提出的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法将规划路径分为多个子段，通过使用A*算法在每个子段中找到最佳路径，以最小化成本和风险制定最优化的管线规划方案；

[0030] （6）本发明提出的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法将各个子段的最佳路径合并，得到整体的最终规划路径，计算最终成本，得到最终的管线规路线。

附图说明

[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0032] 图1为本发明实施例提出的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法的流程框图；

[0033] 图2为本发明实施例提出的一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法的流程步骤图；

[0034] 图3为本发明实施例提出的一种基于云资源监测的资源管理系统的终端设备示意图；

[0035] 图4为本发明实施例提出的一种基于云资源监测的资源管理系统的的可读存储介质示意图；

[0036] 图中，200‑终端设备、210‑存储器、211‑RAM、212‑高速缓存存储器、213‑ROM、214‑程序/实用工具、215‑程序模块、220‑处理器、230‑总线、240‑外部设备、250‑I/O接口、260‑网络适配器、300‑程序产品。

具体实施方式

[0037] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

[0038] 实施例1

[0039] 本实施例提出一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法的具体实施方式。

[0040] 参考图1‑图2，一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，包括以下步骤：

[0041] 1、根据油气管道规划区域的特性，建立维度为 的地形人口矩阵 , 所述区域的特性包括区域内的高程、地貌、人口分布信息，本实施例中首先通过高程和地貌将地形划分为平原、丘陵、山地、戈壁、沙漠、湿地、非穿越区7类；

[0042] 其中，平原：低坡度（通常小于5%）、较低的海拔、植被较多、肥沃的土壤、适中的降水量。

[0043] 丘陵：中等坡度（通常在5%到20%之间）、中等海拔、不规则地势、适度的植被。

[0044] 山地：高坡度（通常大于20%）、高海拔、陡峭的地形、植被和地势变化。

[0045] 戈壁：低坡度、干旱、植被稀疏或不存在。

[0046] 沙漠：干燥、沙漠或戈壁地形、植被极其稀疏或不存在。

[0047] 湿地：水体覆盖、湖泊、河流、沼泽，生态系统多样性。

[0048] 非穿越区：特殊地貌，如冰川、火山地区、岛屿。

[0049] 通过人口分布信息将人口密度划分为无人＜1人/平方千米、低密1～25人/平方千米、中密25～100人/平方千米、高密100～200人/平方千米、极密＞200人/平方千米5类，根据地形以及人口密度建立维度为 的地形人口矩阵 ，对于地形的分类可以使得规划者更好地了解规划区域的自然地理特征，包括地势高低、地形复杂性和土地类型等，地形分类的目的是识别可能对管道规划产生影响的地理特征，本实施例还增加有用于理解规划区域内人口的人口分布信息，该信息代表了不同地区的人口密度水平，人口密度的分类对于油气管道规划非常重要，管道的铺设需要考虑潜在的人口影响，人口密度可用于对于安全距离和风险管理的把控，对于矩阵 的信息，可以进行地理风险评估，包括但不限于在高地形和高人口密度区域，可能需要更严格的规划和风险管理，以降低潜在的风险，此外矩阵 中的地理信息可以用于选择最佳的管道路径，规划者可以根据地形和人口密度选择路径，以最大程度地减少成本和风险。

[0050] 2、根据过往油气管道发生的泄漏事故数据，建立维度与矩阵 相同的风险成本矩阵 ，所述事故数据包括事故种类、人口密度、地形、伤亡信息，本实施例中矩阵 与矩阵 具有相同的维度结构，即两者的每个元素都对应到相同的地理区域，空间对应性使得可以准确匹配不同地区的地形、人口密度和风险成本信息，通过维度一致性，可以更容易地可视化和理解风险成本矩阵 ，每个矩阵元素对应到特定的地理区域，此外由于维度一致，可以更容易将不同的数据源集成到矩阵 中，包括但不限于将不同的数据库和数据源中获取事故数据，然后将其按照相同的维度结构整合到风险成本矩阵中，从而综合考虑多种风险因素，规划者可以使用相同的数据结构和计算方法来评估不同地区的风险成本，而无需额外的复杂数据处理。具体的，步骤二中将风险成本矩阵 表示为 ，所述 的计算公式为：

[0051] 其中 表示地形为 ,人口密度为 的区域发生油气管道泄露事故后的风险成本，表示事故种类，表示事故种类的索引，表示第 种事故的发生的概率系数， 表示第种事故在地形为 ,人口密度为 的情况下发生时风险成本。

[0052] 所述 ，其中 表示网格面积，表示单位伤亡成本， 表示地形为 的情况下 种事故的扩散系数，表示人口密度 条件下的实际人口密度，在非穿越区内，当地形条件 被划分为非穿越区时，表示油气管道不需要穿越该地形，因此将其与油气管道无关的成本设置为无穷大 。这是因为在非穿越区域内，油气管道不需要经过，也不会导致风险或伤亡成本。

[0053] 3、根据不同的地形要求建立对应的管材成本矩阵 ，不同地形条件下，适用的管材种类有所不同，某些地形要求可能需要更强和更耐用的管材，而在其他地形条件下，可以选择成本较低的管材，管材成本矩阵 使规划者能够根据地形要求选择最合适的管材，规划者可以使用矩阵 中的成本数据来计算管道建设成本，包括材料采购、运输、安装和维护成本，根据上述成本即选择在不同地形条件下成本最低的管材，从而降低整体管道建设和维护成本，

[0054] 本实施例中管材成本矩阵 还与可持续性考虑相结合。一些管材可能更环保，而另一些可能对环境影响更大，因此规划者可以在成本和可持续性之间权衡，以选择最佳的管材。

[0055] 步骤3中管材成本矩阵 为 ，其中7对应步骤1中的7类地形，表示对应管材种类的数量，步骤3中对于不适用地形 的管材 , 的取值为无穷，表示该管材不适用于该地形类型，因此不应该被考虑作为选择。这确保了在规划过程中不会选择不适合的管材，从而提高了管道的安全性和可靠性。

[0056] 对于非穿越区地形，的取值为无穷，对于非穿越区地形，整个区域都不需要油气管道的穿越，因此在 矩阵中将所有管材的成本取值设置为无穷大。确保了在非穿越区域内不会考虑油气管道的建设，因为该区域不需要管道的存在。

[0057] 4、将油气管道规划路径按照途经点分为多个子段，每个子段都具有风险成本矩阵和管材成本矩阵 ，在油气管道规划过程中，每个子段可能位于不同的地理条件下，因此风险成本和管材成本可能会因地理条件的变化而不同，规划者需要在每个子段内综合考虑这些成本，以确保所选的路径在整体上既经济又安全，在每个子段内使用风险成本矩阵 的目的是考虑特定地理条件下可能发生的风险，如油气泄漏的潜在成本，风险成本可以根据地理位置和条件的不同而异，因此每个子段都需要有其自己的风险成本。同样，每个子段内使用管材成本矩阵P的目的是为了选择最适合的管材，以降低成本和提高管道的安全性。不同地形可能需要不同类型的管材，因此每个子段应考虑其地理条件下的管材成本，本实施例中油气管道规划路径可以用起点 、终点 和途经点 、… 表示，按照途经点将油气管道规划路径分为 个子段。

[0058] 5、使用A*算法求解每个子段的最佳路径，步骤5中对每个子段进行地图网格化后利用A*算法求解路径，将每个子段进行地图网格化的作用是简化路径规划问题，将地理空间划分为网格单元后，路径规划问题变得简单，在每个网格单元内可以通过有限的离散状态来描述地形、地貌和其他地理属性，由于A*算法是一种启发式搜索算法，因此算法在搜索空间中找到最佳路径。可以通过将地图网格化，搜索空间被离散化，减少了搜索的计算量，提高了计算效率，在每个网格单元内，可以快速计算实际成本和估算成本，以找到最佳路径，此外每个网格单元可以根据具体地理条件分配相应的成本和风险值以及地图网格化处理还具备可视化路径规划结果，本实施例中还提出了一种地图网格化的方式：包括（1）确定网格大小：根据具体需求和地图的分辨率来确定网格大小，一般网格大小是均匀的正方形或矩形单元；（2）创建网格：根据确定的网格大小，开始在地图上创建网格，通过地理信息系统（GIS）软件或编程语言来完成。GIS软件可采用ArcGIS、QGIS等地图网格化工具，此外也可通过编程语言Python代码来实现网格化处理；（3）分配地理信息：在每个网格单元内，需要分配相关的地理信息，如高程、地貌、人口分布等。这些信息通常以栅格数据的形式存储，其中每个栅格对应一个网格单元，包含地理信息的值。（4）子段地图被网格化，可以在网格空间内使用路径规划算法即A*算法，来搜索最佳路径，路径规划算法会在网格上移动，考虑每个网格单元的成本和风险，以找到最佳路径。

[0059] 本实施例中通过A*算法得到其中一个网格 的寻径成本为 ，其中 表示当前路径由起点经由网格 到达终点的估算成本， 表示当前路径由起点到达网格 的实际成本， 表示当前路径由网格 到达终点的估算成本；将网格
记为点 ，设经由点 到达终点的曼哈顿路径途经点为 ， ，…， ，则网格 到
达终点的估算成本为

[0060] 其中， 表示 点对应的地形，表示管材种类， 表示在 的地形条件下该网格的最小管材成本， 表示点 处的风险成本，通过A*算法计算后可获得当前子段的实际成本 。

[0061] 6、将每个子段的最佳路径拼接成最终规划路径，并计算得到最终成本，步骤6根据A*算法计算出第 分段的最佳路径 和成本 后，将最终规划路径拼接为 ，则最终成本为

[0062] 其中，子段 的起点即为整条规划路径的途径点 ，子段的终点即为整条规划路径的途径点 ，第一个子段 的起点即为整条规划路径的起点，最后一个子段 的终点即为整条规划路径的终点，为子段 的对应成本。

[0063] 实施例2

[0064] 如图3，在实施例1的基础上，本实施例提出一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法终端设备，终端设备200包括至少一个存储器210、至少一个处理器220以及连接不同平台系统的总线230。

[0065] 存储器210可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如RAM211和/或高速缓存存储器212，还可以进一步包括ROM213。

[0066] 其中，存储器210还存储有计算机程序，计算机程序可以被处理器220执行，使得处理器220执行本申请实施例中上述任一项一种用于山区无人机遥感图像几何畸变校正应用，其具体实现方式与上述应用的实施例中记载的实施方式、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。存储器210还可以包括具有一组(至少一个)程序模块215的程序/实用工具214，这样的程序模块包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

[0067] 相应的，处理器220可以执行上述计算机程序，以及可以执行程序/实用工具214。

[0068] 总线230可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、图形加速端口、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

[0069] 终端设备200也可以与一个或多个外部设备240例如键盘、指向设备、蓝牙设备等通信，还可与一个或者多个能够与该终端设备200交互的设备通信，和/或与使得该终端设备200能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过I/O接口250进行。并且，终端设备200还可以通过网络适配器260与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器260可以通过总线230与终端设备200的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合终端设备200使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。

[0070] 实施例3

[0071] 如图4，本实施例提出一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法的可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，该指令被处理器执行时实现上述任一一种兼顾风险与成本的管线规划优化算法，其具体实现方式与上述应用的实施例中记载的实施方式、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。

[0072] 图4示出了本实施例提供的用于实现上述应用的程序产品300，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD‑ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品300不限于此，在本实施例中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。程序产品300可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD‑ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

[0073] 计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

[0074] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。