(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111632824.7 (22)申请日 2021.12.2 9 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113987893 A (43)申请公布日 2022.01.28 (73)专利权人 北京大学深圳研究生院 地址 518055 广东省深圳市南 山区西丽 街 道深圳大 学城北大园区H栋208室 (72)发明人 仝德　孙裔煜　张磊　郑红霞　 (74)专利代理 机构 合肥市都耒知识产权代理事 务所(普通 合伙) 34227 代理人 邱丹 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06K 9/62(2022.01)G06Q 10/06(2012.01) 审查员 李艳丽 (54)发明名称 一种村镇聚落体系衍 化的网络分析系统 (57)摘要 本发明涉及村镇聚落规划管 理技术领域， 公 开了一种村镇聚落体系衍化的网络分析系统， 包 括用于获取村镇原始数据的时空数据采集单元、 基于村镇原始数据生成结构化有 限元模型的结 构化模型生成单元和用于对结构化有 限元模型 施加载荷 进行有限元模拟的有限元分析单元； 本 发明通过一个具象的结构化的有 限元模型来模 拟村镇以及居民之间的关联和结构， 通过具体的 结构化的有 限元模型的模拟演变来模拟村镇体 系衍化的过程， 可以直观的表达村镇衍化的过 程。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 113987893 B 2022.03.18 CN 113987893 B 1.一种村镇聚落体系衍 化的网络分析系统， 其特 征在于， 包括： 时空数据采集单元， 其用于获取村镇原始数据， 村镇原始数据包括村镇的基本信 息、 村 镇居民的基本信息和外地居民的基本信息； 结构化模型生成单元， 其基于村镇的基本信息、 村镇居民的基本信息和外地居民的基 本信息生成结构化有限元模型； 结构化有限元模型为桁架模型， 桁架模型包括基层和衍生层， 基层位于桁架模型的底 部， 衍生层位于基层的上 方， 基层包 含一个以上的节点， 基层的一个节点对应于一个村镇； 衍生层的一个节点对应于一个人员； 对于衍生层划分为多层， 以十年为一个年代， 每个年代对应于一层衍生层， 一层衍生层 内的节点对应的人员是出生于对应年代的， 划分后的多层衍生层按照年代先后依 次分布， 最下层的一层衍 生层对应的年代最 早； 在桁架模型内， 节点之间通过杆元素连接， 杆元素表示人员与人员之间或人员与村镇 之间的联系； 对杆元素进行以下的定义： 杆元素为实心圆柱形 结构， 通过直径即可计算的杆 元素的截面积； 定义基准半径为r， 计算基准截面积为 πr ²； 对于衍生层的杆元素， 通过节点表示的人员之间的关系强度和基准直径计算节点之间 的杆元素的半径； 对于基层与衍生层之间的杆元素， 定义常数k， 基层与衍生层之间的杆元素的半径为 kr； 通过节点表示的人员之间的关系强度和基准直径计算节点之间的杆元素的半径的公 式为： 表示人员u与人员v对应的节点之间的杆元素的半径， e表示 自然指数， Q表示人员u 与人员v之间的关系强度值， 其取值范围为(0， 1)； 有限元分析单元， 其用于对结构化有限元模型施加载荷进行有限元模拟， 生成模拟结 果； 在模拟结果中标记破坏的节点和杆 元素； 其中杆元素破坏模拟的是 人员之间的联系断开； 对于节点破坏的模拟的是 人员脱离 村镇聚落体系。 2.根据权利要求1所述的一种村镇聚落体系衍化的网络分析系统， 其特征在于， 如果划 分的某层衍生层的节 点的数量少于第一节点阈值， 则将该层衍生层合并到其上一层的衍生 层内。 3.根据权利要求1所述的一种村镇聚落体系衍化的网络分析系统， 其特征在于， 关系强 度值Q的计算公式如下： Q=p/P； 其中， p表示根据Dijkstra算法计算得到的用户之间的最短路径， P为用户之间的最短权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113987893 B 2路径的最大值。 4.根据权利要求1所述的一种村镇聚落体系衍化的网络分析系统， 其特征在于， 确定连 接的衍生层的节点的数量最多的基层的节点， 将该基层的节点所连接的衍生层的节点的数 量作为常数k的值。 5.根据权利要求1所述的一种村镇聚落体系衍化的网络分析系统， 其特征在于， 关系强 度值Q的计算公式如下： 在上式中， =1， =0.25， 代表第k个属性分类， 表示属于第k类属 性的交互行为的集 合； 由 作为自变量代入以下公式计算得到： 其中， 表示自变量的平均值， 表示人员交互行为集合的平均值， 表示自变量的 最大值， 这里表示 一个类别的属性交 互行为的最大值。 6.根据权利要求1所述的一种村镇聚落体系衍化的网络分析系统， 其特征在于， 结构化 模型生成单 元包括： 节点生成单元， 其基于村镇的基本信息、 村镇居民的基本信息和外地居民的基本信息 生成结构化有限元模型的节点； 节点分配单 元， 其用于将节点 生成单元生成的节点分配到基层和衍 生层； 杆元素生成单元， 其基于村镇的基本信息、 村镇居民的基本信息和外地居民的基本信 息生成结构化有限元模型的节点之间的杆 元素； 杆元素分配单 元， 其用于将杆 元素生成单 元生成的杆 元素连接到节点之间； 模型构建单 元， 其基于被分配的节点和杆 元素生成结构化有限元模型； 破坏标记节点锁定单元， 其用于从有限元分析单元接收破坏的节点和杆元素的信息， 并发送到 重构启动引擎； 重构启动引擎， 其基于破坏的节点和杆元素的信息判断是否重构结构化有限元模型， 如果需要重构结构化有限元模型则控制节点分配单元、 杆元素分配单元和模型构建单元重 构结构化有限元模型。 7.根据权利要求6所述的一种村镇聚落体系衍化的网络分析系统， 其特征在于， 节点分 配单元包括用于将节点分配到基层和各层衍生层的分层单元和用于对节点的空间坐标进 行定义的坐标分配单元， 基层的节点分配到同一水平面内， 归属于同一层衍生层的节点分 配到同一水平面内。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113987893 B 3