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基于优化算法及计算机仿真的交巡警
设置与调度
为了更有效地实施的职能,需要在市区的交通要道和重要部位设置
交巡务平台。考虑资源的有限性,如何根据城市的实际情况与需求,建
立数学模型,合理地设置交巡务平台、分配各平台的管辖范围、调度资
源是本题的关键。
首先,对题目中给出的大量数据进行分析、提取和处理。第一步,将该市各
区交通网络图中路口节点之间的图上距离按照比例尺转化为实际距离;第二步,
利用图论中的Floyd算法,通过MATLAB软件编程求解得到任意两个路口之间的
最短路程(见附表)以及相应路由矩阵。
其次,对两个问题进行分析求解。为了提高解决问题的条理性,根据自
将两个大问题分为五个子问题分别求解。
对于子问题一,首先根据引理1,将题目要求使交巡警尽量在3分钟内到达
事发地的条件转化为就近原则,然后据此原则将A区中所有非交巡务平台的
路口节点分配到距离该点最近的的管辖范围内,完成初步分区(见附表);
再次,考虑各个分区中的路口节点密度的均衡性,对初步分区结果进行合理化的
调整得到最终的分区图,如图1所示。
对于子问题二,以时间最短为目标函数进行全方案的优化,用
LINGO软件结合人工调整求解出最优的调度方案,如表4所示。
对于子问题三,考虑出警时间和工作量两个较为显著的评价因子,运用评价
模型对A区交巡务平台设置的合理性进行评价。结果表明A区中有6个节点
的出警时间过长,序号分别是28、29、38、39、61、92,以及1号的
管辖区工作量过重。对相关节点进行需求指数分析,建立最优化选址模型,得出
需要增加的平台数量为5,位置序号为29、39、61、92、67。
对于子问题四,综合分析区域人口、面积和交巡务平台之间的关系,考
虑超过3分钟行驶路程的偏远路口百分比、单位平台发案率和单位人口平台数三
个因素,对该市各区交巡务平台进行综合评价。针对不合理的地方,运用优
化模型,求解出需要增加交巡务平台的数量为16,位置序号为
329,392,388,446,409,259,418,315,286,209,202,578,506,524,512,362,另外
需要调整交巡务平台的数量为1,将97处的平台移至152。
对于子问题五,设计实现全局无差别围捕的算法,利用MATLAB通过计算机
仿真得到对逃犯的动态围捕过程,得到最快的围捕时间是13.1分钟,
调度方案见表8。
最后,我们结合实际情况,对所建模型进行合理性分析,发现所建模型与实
际情况较为接近,考虑到更为复杂的因素,我们为模型在现实生活中的应用做了
进一步的改进和推广。
:Floyd算法木桶原理指派模型计算机仿真
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1问题的提出
肩负着刑事、管理、交通管理、服务群众四大职能。为了更有
效地实施这些职能,需要在市区的一些交通要道和
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