3.2利用动态优化模型研究现有平台设置的合理性
3.2.1动态优化模型的建立
对于中心城区A发生重大事件,要迅速对该区的13个交通要道进行全方位封锁,即对这13个交通要道的进出口处进行封锁. 又根据交巡警服务平台和重要的交通出入口在图中的位置可知,有3个交巡警平台的位置与出入口的位置重合,因此只需考虑除去这3个出入口(交巡警平台)外的10个(即从这17个平台中选出10个)出入口,即需要对这10个巡警平台安排警员来提供帮助.
根据附件2中所给出的各个交巡警服务平台的坐标,用Matlab软件计算出任意两点之间的直线距离,得到27×27的直线距离矩阵A(前十七列是交巡警服务平台按照标号对应的坐标,后十列是交通要道的出口按照标号对应的坐标)(附录1):
再根据图中A城区的交巡警服务平台的分布图,可得各个交巡警服务平台的邻接矩阵B(见附录2):
即如果两点相邻,则邻接矩阵中相对应的元素为1,否则为0.
求出各个交巡警服务平台中任意两点之间的距离,得到相邻两个交巡警服务平台之间的距离矩阵C.
距离矩阵C(见附录3)
将C中不相邻点间距离0改为无穷大(inf),不为零的点仍是原数据,从而得到交巡警服务平台与交巡警服务平台之间的权值矩阵D:
即如图中交巡警服务平台12与16之间不相邻,也不能直接到达,那么C中的 和 将变成 和 ,否则等于D中的相应元素数据.
求任意两点之间的最短距离,即最短路问题,就是从某地出发,途径若干中间点最后到达目的地,要求找出路程最小的路线.相当于一个确定性的不定期多阶段决策问题中最优线路问题,在求解的各个阶段,即给定N个点 组成集合 ,由集合中任一点 到另一点 的距离用 表示,如果 到 没有弧联结则规定 ,又规定 ,指定一个终点 ,要求从 点出发到 的最短路线.定义 是由 点出发至终点 的最短路程,由最优化原理可得
,
是定义在 的函数.
本文利用该模型求任意两交巡警服务平台之间的最短距离,运用Floyd算法,进而得到最短距离矩阵,程序如附录4:
即得最短距离矩阵E:
,
根据矩阵E找出与交通要道进出口与相邻的交巡警服务平台之间的最小距离,如下图表格:
表1 交通要道进出口与相邻的交巡警服务平台之间的最小距离
出口 21 22 23 24 28 29 30 38 48 62
平台 13 11 13 13 11 13 15 7 7 4 16 17 5 7 8 4
距离 31 69 45 55 69 52 60 81 7 49 10 49 26 45 26 3
注:1)由于制表过程的需要,对于出口与交巡警服务平台之间的最短距离数据进行了四舍五入,但不影响计算结果.
2)由图可知12,14,16号出口与交巡警服务平台重合,出口21号与13号,22号与11号、13号交巡警那个服务平台相邻,出口24号与11号、13号交巡警那个服务平台相邻,出口,38号与4号、16号、17号交巡警那个服务平台相邻,出口48号与5号、7号、8号交巡警那个服务平台相邻. Floyd基于动态优化交巡警服务平台设置与调度的研究+建立模型+源码(3):http://www.751com.cn/shuxue/lunwen_54.html