海康威视2017软件精英挑战赛初赛题目

题目概述

在车库中安排若干泊车机器人,根据给定的车位地图,合理优化机器人的数量及其运动路径,尽量减少客户在停车和取车中的等待时间,并使总成本最小。(试题用例包于5月初开放下载)

参数设定

为了简化问题,我们对泊车机器人的实际运行情况做出如下规定和说明,与“题目背景”中所述的泊车机器人真实运行情况有所不同,请注意。

地图说明:

给定一个停车地图,以下图为例:地图中红色部分表示车位(P),黑色部分表示障碍物(B),黄色部分表示入口(I),绿色部分表示出口(E),白色表示行车道路(X),每个车位都与行车道路(X)相邻,每个车位(P)只能停一辆车。

1.泊车机器人必须能到达每个车位;

2.每个车位有且只有一个入口, 即每个红色区域旁边有且只有一个白色区域;

3.出口和入口各只有一个,且不重合,分布在地图边缘,泊车机器人从入口和出口都能到达每个车位。

topic_01.jpg

泊车机器人说明:

1.泊车机器人(R)运行速度为每秒一个格,且只能向前、后、左、右移动,不能沿对角线移动。

2.泊车机器人不论在载车还是空车状态,都不能穿过图例中黑色区域(B);且只能由白色区域(X)进入到红色区域(P),或相反;不能在红色区域(P)之间移动。比如,上图图例中左上角, 允许3->1和1->3,但不允许1->2。

3.泊车机器人在搬运车辆的过程中不能停车等待。

4.泊车机器人在空闲的时候,可以行驶到任何位置(除了B区域)。

5.允许多个泊车机器人相遇,泊车机器人之间不会发生碰撞;允许多个泊车机器人同一时间出现在同一格子中。

6.假设泊车机器人空载时耗能极少可忽略不计,载车时能耗(W)与车的质量(m)以及行驶里程(S)相关,W=k*m*S,k为能耗系数。

车辆说明:

1.每辆车(C)都有申请进入时间(T-in)、申请离开时间(T-out)、实际进入时间(T-in')、实际离开时间(T-out')、最长等待时间(t)、车的质量(m,m≤2000)。

2.申请进入时间(T-in)表示车辆到达时间,实际进入时间(T-in')为泊车机器人从入口处把车辆接走的时间点;申请离开时间(T-out)表示客户取车的时间点,实际离开时间(T-out')表示泊车机器人把车辆搬到出口的时间点;若(T-in')>(T-in)+(t),则客户放弃停车。

3.每辆车的等待时间(T1)=(T-in')-(T-in)+(T-out')-(T-out);若发生客户放弃停车的情况,需要对每辆被放弃的车辆增加罚时(p),总罚时(T2)=罚时系数(p)*放弃停车车辆数(q)。(注:放弃停车的车辆的等待时间,不计算到T1,该车不会停到车库里面,因此也不用规划路径,只需要计入T2即可)

题目说明

现有一批车辆需要停到车库中,请设计一个合理的停车方案,使Z最小。 Z =a*n+T+W。

n为泊车机器人个数,a为系数;T=bT1+T2, b为系数;W为总能耗。具体公式为 Z = n*a + b*∑T1 + p*q + k*∑m*s

输入

1.从标准输入 输入的数据以空格分隔,每行以换行符(‘ ’)结尾。

2.格式:

能耗系数k 罚时系数p 泊车机器人系数a 客户停车等待系数b

停车库宽w 停车库高h

接下来是一个w*h的二维数组, 数组中P表示车位,B表示障碍物,I表示入口,E表示出口,X表示过道

车辆数目N

1 申请入库时间点 申请出库时间点 最大等待时间 车的质量

2

3

.

.

N 申请入库时间点 申请出库时间点 最大等待时间 车的质量

说明:

a.所有输入都是不小于0的整数,且不大于100000,地图宽高都不大于100,车辆数N不大于5000

b.为了方便计算,时间点都是归一化时间,即从0开始,依次增加

c.机器人行驶里程说明,例如示例图中车辆从入口4到停车位6,它的行驶路程为4->5->6,那么它的里程数为2

输入示例:

1 80 400 5 //能耗系数k:1, 罚时系数p:80, 泊车机器人系数a:400,等待系数b:5

6 6 // 地图宽高都为6

X X X X X X

X B P P P P

X X B B B B

X X X X X E

X X X X X X

I B P P B B

4 // 车辆数为4

1 0 50 20 10 // 车辆编号为1,申请进入时间点为0,申请离开时间点50,最大等地时间20,质量为10,即车辆如果在0+20这个时间点还没有被接走,就表示该车放弃泊车。

2 3 45 15 15

3 10 64 10 11

4 25 60 20 12

输出

1.标准输出,输出的数据以空格分隔,每行以换行符(‘ ’)结尾。

2.输出格式:

首先判断给的用例地图是否有效(判断依据见地图说明),

如果地图无效则:NO

文件结束

如果地图有效:YES

泊车机器人个数n 所有车的等待时间T(b*T1+T2) 所有泊车机器人的总能耗W

1 是否放弃停车,是输出yes该行结束

2 是否放弃停车,否输出no 入库泊车机器人编号(0开始) 入库时间点(机器人从入库处搬运的时间点) 入库路径 出库泊车机器人编号 出库时间点(泊车机器人从车位搬运的时间点) 出库路径

.

.

N-1 no入库泊车机器人编号(0开始) 入库时间点(机器人从入库处搬运的时间点) 入库路径 出库泊车机器人编号 出库时间点(泊车机器人从车位搬运的时间点) 出库路径

N yes

输出示例:

YES

1 400 416 // 需要泊车机器人1辆,总的等待时间为400 机器人总能耗416

1 no 0 0 (4,0) (3,0) (2,0) (1,0) (0,0) (0,1) (0,2) (0,3) (1,3) 0 62 (1,3) (0,3) (0,2) (0,1) (0,0) (1,0) (2,0) (3,0) (3,1) (3,2) (3,3) (3,4) (3,5)

2 no 0 16 (4,0) (4,1) (4,2) (5,2) 0 45 (5,2) (4,2) (3,2) (3,3) (3,4) (3,5)

3 yes

4 no 0 25 (4,0) (4,1) (4,2) (4,3) (5,3) 0 78 (5,3) (4,3) (3,3) (3,4) (3,5)

补充说明

1.泊车机器人初始位置都在入口I处。

2.泊车机器人在没有收到申请出库之前不能在车位上搬运汽车。即车一旦到达车位后,只有收到离开命令后才能搬运。

3.同时申请入库(出库)的车辆顺序由机器人决定,不同时间的先申请先处理。申请入库和出库之间没有时间关系(例:A先申请入库,B后申请出库,机器人可以先执行B,再执行A)。

4.车位有空的情况下,泊车机器人空闲时且入口有车辆等待入库,不能拒载。

5.泊车机器人入库或者出库的过车中,行驶里程不能大于整个地图的空闲区域数。

6.泊车机器人接到车辆后有足够长的时间把车放在车位,即输入的case中保证申请离开时间(T-out)>实际进入时间(T-in')+地图全部白色区域的格子数。因此入库的车必定要在停车位上停过。

7.编程所使用的语言为C,C++,JAVA;不能使用第三方开源库,也不能使用操作系统的特效函数。

8.运行环境

硬件环境:至强E5 2650 V4 8核心;

最大内存:2G;

运行时间:100S以内

GCC版本:4.8.2

JAVA版本:JDK 1.7.0_80

示例展示

topic_02.jpg

K=1, p=80,a=400,b=5

topic_03.jpg

一种策略如下:

topic_04.jpg

topic_05.代码大赛修改.jpg

对于该策略,用了一辆泊车机器人,时间T = 120+90+110 =400, 能耗W =200+120+96=416。这个策略得到的Z不一定是最小的,因此现在需要参赛者提供的程序能够针对不同的比赛用例,给出Z最小即可,即不存在标准答案,参赛者给出自认为可行的方案即可。

评判标准
对于地图有误的用例:

1.地图判断错误,得0分。

2.地图判断正确,按程序运行时间排名,越短排名越靠前。

对于地图无误的用例:

1.计算出来的Z跟实际给出的车辆路径计算出来的T,W等数据不符合得0分。

2.验证系统会根据给出的路径,模拟泊车机器人运行过程,查看是否存在同一时间点同一泊车机器人搬运多辆车,或者是否存在泊车机器人跳跃移动情况,如果存在得0分。

3.车辆路径存在冲突,或者根本不可能完成(例如泊车机器人同时搬运多辆车的情况),得0分。

4.路径以及给出的Z都符合要求的情况,Z越小,排名越靠前。

5.对于给出的Z相同,程序运行时间越短的,排名越靠前。

对于单个用例,排名第一的得100分,其他的依次降低。

总的分数为:单个用例分数总和/用例个数。

不同队伍提交的答案严禁抄袭雷同,一旦发现不诚信行为,将取消参赛资格并进入黑名单。

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