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满城乐凯工业园路网建设分析
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【摘要】工业园路网的建设既要能满足生产运输的需求也要能满足办公、生活的需求。采用最小支撑树方案建设的园区路网具有成本低、高效率、结构合理等特点。
【关键词】最小支撑树、路网
前言
园区内的路网既是生产运输的必要通道，又是生活、办公的必然需求，助推园区未来建设的必要环节。俗话说：要想富，先修路。加快园区路网建设构建科学合理的路网规划，解决园区现在及未来存在的交通瓶颈问题。对项目的平稳有序推进至关重要。争取做到一次投资终身受益。
工程概况
满城乐凯工业园现有隔膜线车间一座，涂布线车间一座，污水处理站、综合楼、开闭所、平房9间。未来规划在现有基础上新建3条隔膜生产车间和一座办公大楼。
路网建设分析
根据园区的规划我们知道在开闭所南部要设计3条隔膜生产线厂房，在园区综合楼东侧要盖办公楼。这是近期的工程安排。我们对工业园路网建设的研究方向为，园区内的公共道路在满足绝所有人员生产、生活的情况下，同时要保证路网建设成本的最低。这就要尽可能的提高园区内道路的使用效率，才能节约成本、提高投资效益。
我们用几个点与点之间的线所构成的图，反映实际生产中的某些特定对象之间的特定关系。一般来说，用点来代表研究的构建筑物，用点与点之间的线段代表构建筑物之间的道路。由于在一般情况下，图像中的点的位置如何，点与点之间的长短区直反映研究对象之间的关系。
我们采用Google卫星地图测量出来各个构建筑物之间的距离，通过测量得知个点之间的距离，采用无向简单图的邻接矩阵分析方法可知：
大门口
隔膜1
隔膜2
隔膜3
隔膜4
涂布
污水
平房
综合楼
办公楼
开闭所
大门口
0
77
365
365
365
130
90
278
186
175
333
隔膜1
0
320
350
390
90
140
283
240
230
320
隔膜2
0
282
410
318
440
339
396
506
260
隔膜3
0
294
323
365
228
327
420
128
隔膜4
0
373
363
238
332
372
180
涂布
0
185
230
250
273
238
污水
0
244
174
111
300
平房
0
222
270
100
综合楼
0
175
250
办公楼
0
355
开闭所
0
采用图论的解决办法，把园区内的办公、路网抽象成一个图。构建筑物是点，道路抽象成线段。因为道路是没有方向的所以是无向图。记做G=(V,E)，其中V表示图G的点的集合，E表示图G边的集合。
建(构)筑物路程表
星型结构
我们取大门口为中心节点，所有构建筑物和大门口相连，如果各个构建筑物需要沟通则先需要回到大门口。
图1大门口到所有点的长度
这种网络的优势在于，只要经过一个中间节点就可以到达目的地，连通度较高，缺点是因为所有的节点联系都要经过大门口，导致大门口的流量会很高，如果门口道路狭窄的话将会形成交通瓶颈，反而造成效率低下，如果中心节点交通堵塞将会到造成个园区路网瘫痪。园区内的路网总长度为E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7+E8+E9+E10=1999。
全连接结构
如果图中的任意连点都是连通的，那么这样的图叫连通图。为了提高园区内的同行效率，我们可以采用全连接结构。这样的好处就是从其中的任意一个点到其他的点可以不用经过中转即可直接抵达。即提高了交通效率也因为取消了中转节点从而减轻了中转节点的流量压力。更不会存在因为中转节点的堵塞从而造成其他节点的交通失败。
我们用N表示图中顶点数目，用E表示边的数目。在完全图中一共有E=(N-1)/2条边。图上的数字表示边的长度，根据公式我们可以算出当有11个构建筑物的园区最多有55条道路。构成的图形如下所示：
图2工业园11个建(构)筑物的全连接图
园区内路网总长度为E1+E1+...+E55=14998
我们发现整个园区全都是道路，没有一块大面积完整的土地，这既不利于成本也不利于未来的厂房规划和建设，道路过多导致园区土地浪费。其次，这些道路的不断交汇，产生许多的交叉路口。这些交叉路口及其容易导致人员、车辆的交通事故。
最小支撑树
采用破圈法，在给定的连通图中任取一个圈，去掉权最大的一条边，如果有两条以上权最大的变，则任意去掉一条。在剩下的图中，重复以上步骤，直到得到一个不含圈的连通图为止，这个图就是最小支撑树。最小支撑树保证园区内的构建筑物互相连通的前提下，园区的路网总里程最低。园区道路总里程长度E=1431。
图3工业园的最小支撑树
总结
采用最小支撑树方案建设的工业园区路网最短，花费的成本也最低。但是这种方式并没有考虑到行人的出行成本为问题，很可能出现人们经常去的地方却没有直达的道路而需要绕
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