二级公路交通事故应急救援的最佳路径选择

刘晓华

摘 要：相对于中、小城市，二级公路的数量远远超过高速公路及市政道路的规模，它是连接市区与县（乡）、县与县、县（乡）与区之间的必要通道，此类公路不设收费站，不封闭，没有中央隔离带，存在着更多的交通事故隐患。该文以二级公路交通事故应急救援为研究对象，从突发性公共事件救援的特征和实际情况出发，结合事故应急救援路径选择的实际特点，应用基本蚁群系统模型理论为基础，探讨了二级公路交通事故应急救援的最佳路径。

关键词：二级公路 突发性事件 应急救援 蚁群算法

中图分类号：U491.59 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0053-01

在中、小城市中，二级公路起着举足轻重的作用。它是连接县（乡）、县与县、县（乡）与区之间的重要通道，在运载能力上都发挥着重要的作用。近年来，由于二级公路上取消了收费系统，交通管制也只限于部分路段，车流辆逐年增加，道路上车辆种类繁多，货运大车、拖拉机、摩托车、电动车等都可以在此类道路上行驶，再加上行人随时横穿道路，无疑加大了在此类公路上交通事故发生的概率。

我国目前公路交通检测技术的发展水平低，公路交通信息的检测器布设还不够全面。在交通紧急救援中，难以实时完整的掌握道路交通运行状态，减少救援车辆的在途时间，提高救援效率，降低由于事故造成的人民生命和财产损失。如果公路上交通事故长时间未能得到清除，随着道路上交通密度的持续增加，公路上各路段的拥挤度将加大，使车辆通行时间增加，而通行时间的增加使得救援车辆的赶赴救援现场的行程时间延长，使事故的影响加大。因此，最优路径选择问题成了紧急救援的关键。

1 应急救援中的路径选择

车辆路径选择是对一系列出发点和需求点，选择适当的行车路线，在满足一定的约束条件的情况下，达到一定的优化目标（如路程最短、费用极小、时间尽量少等）。应急救援车辆路径选择是在尽可能短的时间里把救援设备与救援人员运送到交通事故现场，尽最大可能的满足所有需求，不惜运费。路径选择问题主要由两个方面组成：交通网络图的建立和最短路径算法。在道路系统中，通常将各路段视为交通网络图的边。将路段交叉口视为交通网络图结点集合的主要组成部分，路径选择的出发、目标点是交通网络图的关键顶点。

针对应急救援系统中求最短路径问题，需要先将交通网络抽象为一个权值为正值的车辆路径问题，给出了预测路段权重变化趋势的模型。应急救援指挥调度系统接到公路交通事故报警后，根据事故的严重情况，判断公路是否会产生交通拥堵路径规划的目标是使救援车辆能够从某个位置移动到事故点，同时尽可能的避开交通拥堵并是车辆总行驶时间最小。问题空间能够通过抽象交叉口为节点来定位车辆位置，这些节点通过抽象为弧段的路段连接成网络。每个弧段都有相关联的权重，该文表示为车辆行驶时间。交通阻抗由路段上的阻抗和节点处的阻抗组成两部分。节点处的阻抗，因是在二级公路上的紧急救援，不受红灯、禁拐影响，在这里不加考虑。只考虑路段上的阻抗，车辆在公路路段上所需行走时间是随着该路段上交通流量的增加而增加，其行走时间与交通流量的关系可表达为：tij=f（）。式中，tij表示通过路段ij所需的时间；表示路段ij上通过的交通流量。

2 基于蚁群算法在道路救援中最佳路径的研究

蚁群算法是生物学家通过对蚂蚁长期的观察研究发现：蚂蚁通过自身分泌的信息素相互交换路径信息，经过一段的时间， 某一条路径上经过的蚂蚁越多，留下的信息素浓度越大，会吸引更多的蚂蚁选择这条路径，而留下更多的信息素，其他路径上的信息素又会随着时间而消除，蚂蚁通过信息素最终能找到食物与窝之间最短的路径。在交通网络路径选择中，从出发点到目的地点，经过路径规划后，可以借鉴蚁群算法的原理也能找到最合理的或是满足不同要求的车辆行驶最佳路径。

在交通路线中每一个交叉路口抽象为一个节点，从救助出发点到现场事故点所有的交通路线形成的网络做为研究平台。每一个交叉路口的节点，用A表示，节点的集合A={，，2…，n}，0为车辆救援的起点。D为路段的集合，D={（，）}，，A，起点和终点（，）与之相对应。因此，若有一次救援任务，救援车辆从点出发，要用最短的时间经过部分节点到达事故终点。根据上述对救援问题的描述和分析，建立二级公路救援路径的模型。

在路网规划最佳路径选择中，假设共有m辆车辆，从救援点A到事故点B，把从救援点A出发的车辆进行分组；假设第n辆车到达了节点C，C点为除事故点B的任意节点，则根据节点C的信息素表中的最大概率值来决定下一个节点D的选择；通过更新所有路段上的信息表，得到新的信息表，用来让后面的车辆决定下个节点；检查变量n，n≥m时，路径选择结束。

3 结语

交通事件中救援车辆赶赴事件现场所花费的时间在整个事件周期中占有重要的比重，减少救援车辆行程时间对减少事件所导致的损失有重要意义。国内交通安全领域的学者对交通应急救援的研究重点仍在紧急救援机制、组织和总体框架的设计上，缺乏针对二级公路这一特定类型交通的紧急救援路径选择的研究。用蚁群法进行应急救援车辆路径选择，对提高事故救援效率、缩短救援时间有着重要的影响。

参考文献

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