劉星杰

摘 要：伴隨社會(huì)的全面發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，交通運(yùn)輸體系不斷完善，然而在交通運(yùn)輸管理的過(guò)程中依舊暴露出系列問(wèn)題，有效解決好這些問(wèn)題才能推動(dòng)交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。基于此，本文以交通運(yùn)輸相關(guān)問(wèn)題為研究視角，針對(duì)數(shù)學(xué)模型最優(yōu)化在交通運(yùn)輸問(wèn)題中的應(yīng)用展開分析討論。期待為進(jìn)一步提高交通運(yùn)輸管理水平貢獻(xiàn)綿薄之力。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)模型；交通運(yùn)輸；交通信息系統(tǒng)

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信息化時(shí)代應(yīng)全面到來(lái)，交通運(yùn)輸管理實(shí)踐中對(duì)于信息系統(tǒng)的依賴程度逐步提高，但是就目前發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)交通運(yùn)輸信息系統(tǒng)依舊存在一定的不足，這就需要有效利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行完善。將數(shù)學(xué)模型與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)進(jìn)行整合，并將其有效應(yīng)用到交通信息系統(tǒng)的構(gòu)建中，有利于推動(dòng)交通信息系統(tǒng)的完善，可以為解決交通運(yùn)輸問(wèn)題提供更科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

1 交通運(yùn)輸系統(tǒng)模型的構(gòu)建

在構(gòu)建基于數(shù)學(xué)模型的交通信息系統(tǒng)的過(guò)程中，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)化的模型是可以轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化的模型的。第一，如第i個(gè)方程是ai1x1+ai2x2+…+ainxn≤bi的時(shí)候，就可以引進(jìn)姿i≥0，此時(shí)原方程就可以轉(zhuǎn)化為aj1x1+aj2x2+…+ajnxn+姿j=bj，其中姿i是一個(gè)松弛變量。如果是大于等于的時(shí)候，應(yīng)該減去剩余變量λi，使得不等式變成等式。第二，在約束當(dāng)中，某一個(gè)方程的常數(shù)項(xiàng)是負(fù)值的時(shí)候，那么就可以在方程的兩端同時(shí)乘以-1，使得負(fù)值的常數(shù)項(xiàng)轉(zhuǎn)化為正數(shù)。在經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化之后的目標(biāo)函數(shù)不變，所以在求解的過(guò)程中只需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)形式進(jìn)行討論。基于此，在利用數(shù)學(xué)模型構(gòu)建交通運(yùn)輸信息系統(tǒng)模型的時(shí)候一定要遵循以下幾個(gè)方面的條件：

第一，在選擇模型當(dāng)中最小數(shù)值的時(shí)候，必須要和目標(biāo)數(shù)值保持一致，使其與目標(biāo)數(shù)值中的設(shè)計(jì)值處于同一個(gè)區(qū)間范圍之內(nèi)，而選擇的最大值是不可超過(guò)設(shè)計(jì)值的三分之一的；第二，需要在設(shè)計(jì)值的取值范圍之內(nèi)選擇出3種或者3種以上的備選方案，從而保證排除之后有足夠的備選方案；第三，對(duì)于目標(biāo)設(shè)計(jì)值的定義域具有特定的取值范圍，應(yīng)該根據(jù)交通模型的現(xiàn)場(chǎng)情況做出必要分析；第四，必須要將約束條件利用數(shù)學(xué)表示成線性的等式或者線性的不等式，同時(shí)應(yīng)該將目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)。

2 基于數(shù)學(xué)模型的交通信息系統(tǒng)

所謂數(shù)學(xué)模型在交通信息系統(tǒng)中的應(yīng)用，也就是通常所講的模擬信息系統(tǒng)，其是可以作為科學(xué)地理判斷的導(dǎo)航依據(jù)的，因?yàn)檫@一模型具有一定的引導(dǎo)性與方向性。在交通信息系統(tǒng)當(dāng)中就是應(yīng)用了數(shù)學(xué)模型的這一優(yōu)勢(shì)。在一套數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)該包括發(fā)射以及接受裝置，其中的發(fā)射裝置是由若干個(gè)信號(hào)模擬接受裝置構(gòu)成的，通過(guò)向交通任務(wù)比較繁重的地段傳播無(wú)線信號(hào)，可以使得相關(guān)部門在最短的時(shí)間當(dāng)中有效了解目標(biāo)的具體位置，進(jìn)而制定出合理調(diào)配交通運(yùn)輸模式的方案，這樣一來(lái)就使得城市道路擁堵等問(wèn)題得到了有效緩解。交通運(yùn)輸管理部門的工作人員可以根據(jù)監(jiān)控中心所監(jiān)控到的數(shù)據(jù)，清晰而快速的知曉運(yùn)輸?shù)哪康牡?，最終也就實(shí)現(xiàn)了線上線下的無(wú)縫對(duì)接[1]。

3 數(shù)學(xué)模型在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

第一，有利于方案的優(yōu)化與改良。在交通運(yùn)輸管理工作實(shí)踐中有效應(yīng)用數(shù)學(xué)模型是快速獲得最優(yōu)化管理方案的切入點(diǎn)。與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，交通運(yùn)輸系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程中對(duì)于數(shù)學(xué)模型的使用技術(shù)不斷提高，相關(guān)算法也在不斷的更新，為了有效提高算法的準(zhǔn)確程度，數(shù)學(xué)模型作為算法確定以及運(yùn)輸模式設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，不僅可以使得交通運(yùn)輸?shù)拿芗潭鹊玫礁纳疲瑫r(shí)可以有效緩解現(xiàn)階段交通網(wǎng)絡(luò)緊張的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。在構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)算法的優(yōu)化，在以往6個(gè)高速計(jì)算的設(shè)計(jì)當(dāng)中，重新組成了全新的裝配方式，在基本關(guān)系上也從原來(lái)的兩個(gè)方式變?yōu)榱巳缃竦?個(gè)方式，這對(duì)于深化落實(shí)交通運(yùn)輸管理操作過(guò)程中的相關(guān)指令是非常有利的[2]。

第二，根據(jù)實(shí)踐結(jié)果可以清晰的發(fā)現(xiàn)，諸多交通運(yùn)輸中常見(jiàn)的問(wèn)題的選擇因素都存在邊界特征不清晰的情況，而且不具備極高的對(duì)立性和獨(dú)立性，所以很難將部分因素進(jìn)行完整的整理，這就使得諸多對(duì)象將會(huì)被遺忘，這對(duì)于模型特征的評(píng)價(jià)會(huì)帶來(lái)不利的影響。顯而易見(jiàn)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型最優(yōu)化方案在很大程度上可以克服與規(guī)避傳統(tǒng)優(yōu)化方法的缺陷與弊端，不僅對(duì)單個(gè)因素進(jìn)行有效考量，同時(shí)可以對(duì)不同因素之間所存在的模糊聯(lián)系進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，極大程度的消除了由于各類因素影響之下所導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤或者過(guò)程數(shù)據(jù)遺漏等問(wèn)題，更好的對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià)，減少了工作實(shí)踐中的諸多誤差，有效提高了計(jì)算的準(zhǔn)確率，切實(shí)解決了交通運(yùn)輸問(wèn)題優(yōu)化方案選擇過(guò)程中偏離交通客觀現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。在交通運(yùn)輸系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)學(xué)模型以及相關(guān)優(yōu)化技術(shù)是不能單獨(dú)使用的，在必要的時(shí)候需要與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相互關(guān)聯(lián)，這就使得數(shù)學(xué)模型的建立是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的，從而也就與無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)了有效對(duì)接，最終可以有效改善以往系統(tǒng)中所存在的信息閉塞等問(wèn)題，使得交通運(yùn)輸問(wèn)題的解決方法以及管理對(duì)策更加公開化與透明化，還能夠根據(jù)所搜集到的數(shù)據(jù)信息制定出最具時(shí)效性的解決方案，從而也就提高了解決交通問(wèn)題的效率。與此同時(shí)，在利用整套模型的基礎(chǔ)上可以有效結(jié)合模擬數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的相關(guān)資料，在交通量等相關(guān)信息搜集與管理的過(guò)程中，這些數(shù)據(jù)信息是可以作為分析依據(jù)的，在有效利用模擬數(shù)據(jù)庫(kù)中資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化、智能化分析，系統(tǒng)會(huì)生成交通運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)實(shí)情況分析報(bào)告，該報(bào)告是與交通運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)實(shí)情況一致的，同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)將報(bào)告快速的傳輸?shù)浇煌ㄟ\(yùn)輸管理部門當(dāng)中，使得管理部門對(duì)于相關(guān)問(wèn)題制定解決方案的時(shí)候真正可以有據(jù)可依。

結(jié)語(yǔ)

在交通運(yùn)輸體系不斷完善的新時(shí)期，交通運(yùn)輸管理過(guò)程中也呈現(xiàn)出了全新的問(wèn)題，這對(duì)交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)提出了更高的要求。文章主要闡述了就要數(shù)學(xué)模型最優(yōu)化的交通信息管理系統(tǒng)，希望通過(guò)文章的的分析討論可以使得相關(guān)部門深刻認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)模型在交通運(yùn)輸管理中的重要作用，進(jìn)而有效利用數(shù)學(xué)模型去解決工作實(shí)踐中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 王秀良.基于屬性數(shù)學(xué)模型的城市交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)方法[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，24（07）：120-126.

[2] 莫智鋒，余嘉，孫躍.基于泊松分布的微觀交通仿真斷面發(fā)車數(shù)學(xué)模型研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2003（01）：73-76.