交通平臺分配方案研究

張一+曾瑤

摘 要：交通服務平臺的重要性對于城市的穩定發展日益重要。本文通過選取西部地區某一特大城市的交通網絡圖。通過對其中A區域的交通平臺的選址方案進行分析。利用floyd算法做出不同的交通平臺到達事發地點的最短路徑矩陣，通過對速度、時間等約束考量以“案發率”為目標建立出規劃模型，對每一個交通服務平臺的管轄路口進行了配置，最后通過計算論證了分配方案的合理性。

關鍵詞：交通網絡；floyd算法；規劃模型

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

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，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：在發生交通事故時應急車輛是否能進行快速處理；公共基礎設施的維修與更新中如何降低成本等。因此我國各地區正在探索通過建立交通服務平臺來進行交通管轄。交通服務平臺是在各個交通要道、交通節點處通過部署相應的警力，在人流量大、運輸車輛多、極易發生事故的地區對道路進行管轄，打擊違法犯罪行為，在事故發生的第一時間快速感到現場進行處理，維護社會治安，最大程度的保證居民的生命財產安全。但目前我國對于如何布置相應的服務平臺缺乏完善的理論進行支撐，因此對于如何進行科學合理的布局也顯得越來越重要。

本文基于實際工作中產生的問題和資源的有限性原則，綜合考慮城市的實際需求，通過利用相應的算法對現有的服務平臺給出了分配與優化方案，并且通過優化前后的狀況進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，城市應急車輛的調度效率會受到警務車輛的車速、到達時間、路況等因素的影響。而在現實分配過程中以到達目標的里程最短、調配費用最低等作為目標。然而對于服務平臺而言，由于道路交通的復雜性程度各不相同，同時人口密度對于交通的暢通和社會治安產生影響，通常用“案發率”進行表示。根據文獻可知[4]，當人口密度越大時“案發率”越高。因此根據歷史觀測數據，得到在A區域的道路節點處發生事故的次數（部分）如下表所示：

現在若假路況暢通且事故均是等概率發生在每條道路上，每個服務平臺的服務能力和作用基本相同。則通過選取某城市6個主要城區中A區域作為研究對象。如下圖所示：

在圖1中，藍色線條表示A區域的主干道；實圓點“·”表示交叉路口的節點；圓圈“○”表示現有交巡警服務平臺的設置點。

1.2 服務平臺的初步分析

基于如何對A區域的管轄范圍進行劃分，通常情況下交通警務車輛的應急車速=60km/h且規定在時間=3分鐘之內必須到達事發路口進行處理。所以根據距離與時間和速度之間的關系可知，若以每個服務平臺為圓心，建立半徑=3000m的圓心進行畫圓（圖2）。則可以得到在3分鐘之內一共有6個路口是在20個警務平臺中都沒有任何一輛應急車輛能夠及時到達的。

2 基于Floyd算法的分配方案

2.1 分配方案

因為為了使警車在3分鐘之內能夠趕到事發地點，若假設表示第個警務臺到第個節點距離；同時根據規劃模型可以引入0-1變量，當第個警務臺負責管轄第個節點時取值為為1否則取值為0。即：

其中=1，…，20； =1，…，86

每一個警務平臺至少管轄一個節點，所以當警務平臺一定時滿足。每一個節點只能受一個平臺管轄則存在，而原先所不能到達的路口一共有86個，此時節點的取值為，根據最優化規則有。

當平臺數量一定的情況下，指定的平臺到第個路口處的最短距離為，此時在3分鐘之內，與所要耗費的時間之間存在條件。同時結合不同節點處的“案發率”，若假設第個路口的案發量為，則第個服務平臺需要分配到的任務量滿足（其中表示個平臺已分到路口的任務數量）。

同時為了體現公平性原則，最大限度的利用服務平臺的資源，則尋求各個分配的服務平臺處的方差值盡量小。因此，可以得到規劃模型如下：

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。所以每個服務平臺的平均任務量有大約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約為0.0148，所以能夠表明工作量（案發率）的離散程度較小，因此體現了公平性原則。這種分配方案具有可行性。

3 結論

本文通過對A區域的交通網絡圖進行分析，利用floyd算法對現有的交通服務平臺的管轄范圍給出了安排方案。并且通過增設服務平臺對現有的方案進行了優化得出了下列結論：

（1）以工作量（案發率）為目標函數，通過考慮服務時間與應急車速進行建立規劃模型具有合理性。

（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配問題。

參考文獻：

[1]姜啟源.數學模型[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算法優化[R].河北：許昌學院學報，2009（03）：30

[4]朱浩.基于改進的Floyd算法求節點間所有最短路徑[R].北京：電子技術，2011（12）.

作者簡介：張一（1995-），男，湖北潛江人，碩士。