交通平台分配方案研究

张一+曾瑶

摘 要：交通服务平台的重要性对于城市的稳定发展日益重要。本文通过选取西部地区某一特大城市的交通网络图。通过对其中A区域的交通平台的选址方案进行分析。利用floyd算法做出不同的交通平台到达事发地点的最短路径矩阵，通过对速度、时间等约束考量以“案发率”为目标建立出规划模型，对每一个交通服务平台的管辖路口进行了配置，最后通过计算论证了分配方案的合理性。

关键词：交通网络；floyd算法；规划模型

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

0 引言

随着社会经济的快速发展，国家的道路交通也在日益完善。但是在交通管辖方面却面临着一系列的问题。例如：在发生交通事故时应急车辆是否能进行快速处理；公共基础设施的维修与更新中如何降低成本等。因此我国各地区正在探索通过建立交通服务平台来进行交通管辖。交通服务平台是在各个交通要道、交通节点处通过部署相应的警力，在人流量大、运输车辆多、极易发生事故的地区对道路进行管辖，打击违法犯罪行为，在事故发生的第一时间快速感到现场进行处理，维护社会治安，最大程度的保证居民的生命财产安全。但目前我国对于如何布置相应的服务平台缺乏完善的理论进行支撑，因此对于如何进行科学合理的布局也显得越来越重要。

本文基于实际工作中产生的问题和资源的有限性原则，综合考虑城市的实际需求，通过利用相应的算法对现有的服务平台给出了分配与优化方案，并且通过优化前后的状况进行了比较论证了方案的合理性。

1 平臺管辖范围的划分

1.1 分配因素的选择

通常情况下，城市应急车辆的调度效率会受到警务车辆的车速、到达时间、路况等因素的影响。而在现实分配过程中以到达目标的里程最短、调配费用最低等作为目标。然而对于服务平台而言，由于道路交通的复杂性程度各不相同，同时人口密度对于交通的畅通和社会治安产生影响，通常用“案发率”进行表示。根据文献可知[4]，当人口密度越大时“案发率”越高。因此根据历史观测数据，得到在A区域的道路节点处发生事故的次数（部分）如下表所示：

现在若假路况畅通且事故均是等概率发生在每条道路上，每个服务平台的服务能力和作用基本相同。则通过选取某城市6个主要城区中A区域作为研究对象。如下图所示：

在图1中，蓝色线条表示A区域的主干道；实圆点“·”表示交叉路口的节点；圆圈“○”表示现有交巡警服务平台的设置点。

1.2 服务平台的初步分析

基于如何对A区域的管辖范围进行划分，通常情况下交通警务车辆的应急车速=60km/h且规定在时间=3分钟之内必须到达事发路口进行处理。所以根据距离与时间和速度之间的关系可知，若以每个服务平台为圆心，建立半径=3000m的圆心进行画圆（图2）。则可以得到在3分钟之内一共有6个路口是在20个警务平台中都没有任何一辆应急车辆能够及时到达的。

2 基于Floyd算法的分配方案

2.1 分配方案

因为为了使警车在3分钟之内能够赶到事发地点，若假设表示第个警务台到第个节点距离；同时根据规划模型可以引入0-1变量，当第个警务台负责管辖第个节点时取值为为1否则取值为0。即：

其中=1，…，20； =1，…，86

每一个警务平台至少管辖一个节点，所以当警务平台一定时满足。每一个节点只能受一个平台管辖则存在，而原先所不能到达的路口一共有86个，此时节点的取值为，根据最优化规则有。

当平台数量一定的情况下，指定的平台到第个路口处的最短距离为，此时在3分钟之内，与所要耗费的时间之间存在条件。同时结合不同节点处的“案发率”，若假设第个路口的案发量为，则第个服务平台需要分配到的任务量满足（其中表示个平台已分到路口的任务数量）。

同时为了体现公平性原则，最大限度的利用服务平台的资源，则寻求各个分配的服务平台处的方差值尽量小。因此，可以得到规划模型如下：

约束条件为：

其中；

利用floyd算法利用lingo编程分析可知的值大约值为3.09。所以每个服务平台的平均任务量有大约1.75件的波动。由此可以得到在这种分配方案下的离散系数约为0.0148，所以能够表明工作量（案发率）的离散程度较小，因此体现了公平性原则。这种分配方案具有可行性。

3 结论

本文通过对A区域的交通网络图进行分析，利用floyd算法对现有的交通服务平台的管辖范围给出了安排方案。并且通过增设服务平台对现有的方案进行了优化得出了下列结论：

（1）以工作量（案发率）为目标函数，通过考虑服务时间与应急车速进行建立规划模型具有合理性。

（2）floyd算法能够判断最短路径，并且利用该分析方法能够在一定程度上有效的解决交通资源调配问题。

参考文献：

[1]姜启源.数学模型[M].高等教育出版社，2011（01）.

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

[3]张德全，最短路问题的FLOYD算法优化[R].河北：许昌学院学报，2009（03）：30

[4]朱浩.基于改进的Floyd算法求节点间所有最短路径[R].北京：电子技术，2011（12）.

作者简介：张一（1995-），男，湖北潜江人，硕士。