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        交通平臺分配方案研究

        2017-09-13 20:34:05張一曾瑤
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年17期
        關(guān)鍵詞:交通網(wǎng)絡(luò)

        張一+曾瑤

        摘 要:交通服務(wù)平臺的重要性對于城市的穩(wěn)定發(fā)展日益重要。本文通過選取西部地區(qū)某一特大城市的交通網(wǎng)絡(luò)圖。通過對其中A區(qū)域的交通平臺的選址方案進(jìn)行分析。利用floyd算法做出不同的交通平臺到達(dá)事發(fā)地點(diǎn)的最短路徑矩陣,通過對速度、時(shí)間等約束考量以“案發(fā)率”為目標(biāo)建立出規(guī)劃模型,對每一個(gè)交通服務(wù)平臺的管轄路口進(jìn)行了配置,最后通過計(jì)算論證了分配方案的合理性。

        關(guān)鍵詞:交通網(wǎng)絡(luò);floyd算法;規(guī)劃模型

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.240

        0 引言

        隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國家的道路交通也在日益完善。但是在交通管轄方面卻面臨著一系列的問題。例如:在發(fā)生交通事故時(shí)應(yīng)急車輛是否能進(jìn)行快速處理;公共基礎(chǔ)設(shè)施的維修與更新中如何降低成本等。因此我國各地區(qū)正在探索通過建立交通服務(wù)平臺來進(jìn)行交通管轄。交通服務(wù)平臺是在各個(gè)交通要道、交通節(jié)點(diǎn)處通過部署相應(yīng)的警力,在人流量大、運(yùn)輸車輛多、極易發(fā)生事故的地區(qū)對道路進(jìn)行管轄,打擊違法犯罪行為,在事故發(fā)生的第一時(shí)間快速感到現(xiàn)場進(jìn)行處理,維護(hù)社會治安,最大程度的保證居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。但目前我國對于如何布置相應(yīng)的服務(wù)平臺缺乏完善的理論進(jìn)行支撐,因此對于如何進(jìn)行科學(xué)合理的布局也顯得越來越重要。

        本文基于實(shí)際工作中產(chǎn)生的問題和資源的有限性原則,綜合考慮城市的實(shí)際需求,通過利用相應(yīng)的算法對現(xiàn)有的服務(wù)平臺給出了分配與優(yōu)化方案,并且通過優(yōu)化前后的狀況進(jìn)行了比較論證了方案的合理性。

        1 平臺管轄范圍的劃分

        1.1 分配因素的選擇

        通常情況下,城市應(yīng)急車輛的調(diào)度效率會受到警務(wù)車輛的車速、到達(dá)時(shí)間、路況等因素的影響。而在現(xiàn)實(shí)分配過程中以到達(dá)目標(biāo)的里程最短、調(diào)配費(fèi)用最低等作為目標(biāo)。然而對于服務(wù)平臺而言,由于道路交通的復(fù)雜性程度各不相同,同時(shí)人口密度對于交通的暢通和社會治安產(chǎn)生影響,通常用“案發(fā)率”進(jìn)行表示。根據(jù)文獻(xiàn)可知[4],當(dāng)人口密度越大時(shí)“案發(fā)率”越高。因此根據(jù)歷史觀測數(shù)據(jù),得到在A區(qū)域的道路節(jié)點(diǎn)處發(fā)生事故的次數(shù)(部分)如下表所示:

        現(xiàn)在若假路況暢通且事故均是等概率發(fā)生在每條道路上,每個(gè)服務(wù)平臺的服務(wù)能力和作用基本相同。則通過選取某城市6個(gè)主要城區(qū)中A區(qū)域作為研究對象。如下圖所示:

        在圖1中,藍(lán)色線條表示A區(qū)域的主干道;實(shí)圓點(diǎn)“·”表示交叉路口的節(jié)點(diǎn);圓圈“○”表示現(xiàn)有交巡警服務(wù)平臺的設(shè)置點(diǎn)。

        1.2 服務(wù)平臺的初步分析

        基于如何對A區(qū)域的管轄范圍進(jìn)行劃分,通常情況下交通警務(wù)車輛的應(yīng)急車速=60km/h且規(guī)定在時(shí)間=3分鐘之內(nèi)必須到達(dá)事發(fā)路口進(jìn)行處理。所以根據(jù)距離與時(shí)間和速度之間的關(guān)系可知,若以每個(gè)服務(wù)平臺為圓心,建立半徑=3000m的圓心進(jìn)行畫圓(圖2)。則可以得到在3分鐘之內(nèi)一共有6個(gè)路口是在20個(gè)警務(wù)平臺中都沒有任何一輛應(yīng)急車輛能夠及時(shí)到達(dá)的。

        2 基于Floyd算法的分配方案

        2.1 分配方案

        因?yàn)闉榱耸咕囋?分鐘之內(nèi)能夠趕到事發(fā)地點(diǎn),若假設(shè)表示第個(gè)警務(wù)臺到第個(gè)節(jié)點(diǎn)距離;同時(shí)根據(jù)規(guī)劃模型可以引入0-1變量,當(dāng)?shù)趥€(gè)警務(wù)臺負(fù)責(zé)管轄第個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)取值為為1否則取值為0。即:

        其中=1,…,20; =1,…,86

        每一個(gè)警務(wù)平臺至少管轄一個(gè)節(jié)點(diǎn),所以當(dāng)警務(wù)平臺一定時(shí)滿足。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)只能受一個(gè)平臺管轄則存在,而原先所不能到達(dá)的路口一共有86個(gè),此時(shí)節(jié)點(diǎn)的取值為,根據(jù)最優(yōu)化規(guī)則有。

        當(dāng)平臺數(shù)量一定的情況下,指定的平臺到第個(gè)路口處的最短距離為,此時(shí)在3分鐘之內(nèi),與所要耗費(fèi)的時(shí)間之間存在條件。同時(shí)結(jié)合不同節(jié)點(diǎn)處的“案發(fā)率”,若假設(shè)第個(gè)路口的案發(fā)量為,則第個(gè)服務(wù)平臺需要分配到的任務(wù)量滿足(其中表示個(gè)平臺已分到路口的任務(wù)數(shù)量)。

        同時(shí)為了體現(xiàn)公平性原則,最大限度的利用服務(wù)平臺的資源,則尋求各個(gè)分配的服務(wù)平臺處的方差值盡量小。因此,可以得到規(guī)劃模型如下:

        約束條件為:

        其中;

        利用floyd算法利用lingo編程分析可知的值大約值為3.09。所以每個(gè)服務(wù)平臺的平均任務(wù)量有大約1.75件的波動。由此可以得到在這種分配方案下的離散系數(shù)約為0.0148,所以能夠表明工作量(案發(fā)率)的離散程度較小,因此體現(xiàn)了公平性原則。這種分配方案具有可行性。

        3 結(jié)論

        本文通過對A區(qū)域的交通網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行分析,利用floyd算法對現(xiàn)有的交通服務(wù)平臺的管轄范圍給出了安排方案。并且通過增設(shè)服務(wù)平臺對現(xiàn)有的方案進(jìn)行了優(yōu)化得出了下列結(jié)論:

        (1)以工作量(案發(fā)率)為目標(biāo)函數(shù),通過考慮服務(wù)時(shí)間與應(yīng)急車速進(jìn)行建立規(guī)劃模型具有合理性。

        (2)floyd算法能夠判斷最短路徑,并且利用該分析方法能夠在一定程度上有效的解決交通資源調(diào)配問題。

        參考文獻(xiàn):

        [1]姜啟源.數(shù)學(xué)模型[M].高等教育出版社,2011(01).

        [2]百度文庫.最短路徑算法-floyd算法[DB/OL].http://wenku.baidu.com/link?url=EbGaEYN_X_1ZzXxahR0JzFwxvXf_9tAsXpw1SjLm4z8HZ7BobCJjYYTJWJvv3iD82XbMpeKvutljBfyhXOrDQ3pnYkx70_cXtf4-BWAFCja2012,3,14

        [3]張德全,最短路問題的FLOYD算法優(yōu)化[R].河北:許昌學(xué)院學(xué)報(bào),2009(03):30

        [4]朱浩.基于改進(jìn)的Floyd算法求節(jié)點(diǎn)間所有最短路徑[R].北京:電子技術(shù),2011(12).

        作者簡介:張一(1995-),男,湖北潛江人,碩士。

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