交巡警服務(wù)平臺的設(shè)置和調(diào)度

1、.wd.wd7/7.wd交巡警服務(wù)平臺的設(shè)置與調(diào)度摘要警察肩負著刑事執(zhí)法、治安管理、交通管理、服務(wù)群眾四大職能。根據(jù)城市的實際情況與需求合理地在交通要道和重要部位設(shè)置交巡警服務(wù)平臺、分配各平臺的管轄范圍、調(diào)度有限的警務(wù)資源顯得尤為重要。對于問題一，對A區(qū)的交巡警服務(wù)平臺分配其管轄范圍時，我們根據(jù)A區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)和20個交巡警服務(wù)平臺的設(shè)置情況示意圖，利用matlab畫圖工具得出A區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)和平臺設(shè)置的坐標圖。利用matlab得出A區(qū)雙向?qū)ǖ缆饭?jié)點的鄰接矩陣A9292，采用Floyd算法得出各節(jié)點之間的最短距離矩陣Dij。在發(fā)生突發(fā)事件時，交巡警平臺即刻出警以60km/h的時速盡量在三分鐘內(nèi)到

2、達事故現(xiàn)場，利用matlab根據(jù)交巡警服務(wù)平臺分配規(guī)那么得出20個交巡警服務(wù)平臺的管轄范圍和發(fā)案率。該市A區(qū)在發(fā)生重大突發(fā)事件時20個交巡警服務(wù)平臺同時出發(fā)對13條進入A區(qū)的交通要道的路口進展封鎖。我們利用0-1規(guī)劃模型以最快到達13條交通要道為目標，以一個平臺的警力最多封鎖一個路口，0-1變量矩陣為約束條件得出最快封鎖交通要道路口的平臺分配方案為12 14 9 16 10 13 11 15 17 8 2 5 4。一、問題重述“有困難找警察，是家喻戶曉的一句流行語。警察肩負著刑事執(zhí)法、治安管理、交通管理、服務(wù)群眾四大職能。為了更有效地貫徹實施這些職能，需要在市區(qū)的一些交通要道和重要部位設(shè)置交巡

3、警服務(wù)平臺。每個交巡警服務(wù)平臺的職能和警力配備 基本一樣。警務(wù)資源是有限的，所以根據(jù)城市的實際情況與需求合理地設(shè)置交巡警服務(wù)平臺、分配各平臺的管轄范圍、調(diào)度警務(wù)資源顯得尤為重要?，F(xiàn)根據(jù)某市設(shè)置交巡警服務(wù)平臺的相關(guān)情況，建設(shè)數(shù)學模型分析研究有關(guān)問題。問題一：該市中心城區(qū)A的交通網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有的20個交巡警服務(wù)平臺的設(shè)置情況示意圖，為各交巡警服務(wù)平臺分配管轄范圍，使其在所管轄的范圍內(nèi)出現(xiàn)突發(fā)事件時，盡量能在3分鐘內(nèi)有交巡警警車的時速為60km/h到達事發(fā)地。對于重大突發(fā)事件，需要調(diào)度全區(qū)20個交巡警服務(wù)平臺的警力資源，對進出該區(qū)的13條交通要道實現(xiàn)快速全封鎖。實際中一個平臺的警力最多封鎖一個路口，請給

4、出該區(qū)交巡警服務(wù)平臺警力合理的調(diào)度方案。根據(jù)現(xiàn)有交巡警服務(wù)平臺的工作量不均衡和有些地方出警時間過長的實際情況，擬在該區(qū)內(nèi)再增加2至5個平臺，請確定需要增加平臺的具體個數(shù)和位置。問題二：針對全市主城六區(qū)A，B，C，D，E，F(xiàn)的具體情況，按照設(shè)置交巡警服務(wù)平臺的原那么和任務(wù)，分析研究該市現(xiàn)有交巡警服務(wù)平臺設(shè)置方案的合理性。如果有明顯不合理，請給出解決方案。如果該市地點P第32個節(jié)點處發(fā)生了重大刑事案件，在案發(fā)3分鐘后接到報警，犯罪嫌疑人已駕車逃跑。為了快速搜捕嫌疑犯，請給出調(diào)度全市交巡警服務(wù)平臺警力資源的最正確圍堵方案。二、問題分析警察肩負著刑事執(zhí)法、治安管理、交通管理、服務(wù)群眾四大職能。我們需要

5、根據(jù)有限的警務(wù)資源結(jié)合城市的實際情況和需求來合理地設(shè)置交巡警服務(wù)平臺、分配各平臺的管轄范圍、調(diào)度警務(wù)資源。對于問題一，在中心城區(qū)A發(fā)生管轄范圍內(nèi)出現(xiàn)突發(fā)事件時，交巡警服務(wù)平臺立即出警盡量在三分鐘內(nèi)到達事發(fā)地。為了求出相鄰節(jié)點的最短距離，我們利用鄰接矩陣計算兩節(jié)點的歐式距離，根據(jù)城區(qū)A的交通網(wǎng)絡(luò)利用Floyd算法確定相鄰節(jié)點的最短距離。以3分鐘內(nèi)有交巡警警車的時速為60km/h到達事發(fā)地為目，篩選確定出交巡警服務(wù)平臺警力的調(diào)度方案。在發(fā)送重大突發(fā)事件交巡警服務(wù)平臺警力對A區(qū)進展封鎖路口時，我們采用0-1規(guī)劃模型，對進出入A區(qū)的13條交通要道以最快的速度進展封鎖?？紤]到交巡警服務(wù)平臺的工作量不均衡

6、和有些地方出警時間過長的實際情況，我們擬在增加平臺把出警時間當做首要因素，以平臺的效率為次要因素對A區(qū)20個平臺管轄范圍和發(fā)案率進展分析確定出需要增加平臺的位置和個數(shù)。對于問題二，三、問題假設(shè)假設(shè)所有的道路均是雙向?qū)?。假設(shè)警車在發(fā)生突發(fā)事件時出警是勻速的。假設(shè)犯罪嫌疑人駕車逃逸的速度為60km/h。假設(shè)警車出警和嫌疑犯逃跑是均不會發(fā)生交通堵塞，車故障等意外事件。四、符號說明i第i個平臺j第j個節(jié)點Ci第i個平臺fij管轄變量五、模型的建設(shè)與求解5.1模型一的建設(shè)與求解5.1.1分配A區(qū)交巡警服務(wù)平臺管轄范圍根據(jù)該市中心城區(qū)A的交通網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有的20個交巡警服務(wù)平臺的設(shè)置情況示意圖，利用matl

7、ab畫圖工具得出A區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)和平臺設(shè)置的坐標圖如圖1所示。我們利用matlab求出鄰接矩陣和雙向?qū)ǖ缆饭?jié)點的歐式距離。以A區(qū)交通路口的節(jié)點數(shù)據(jù)建設(shè)矩陣X，以A區(qū)交通路口的路線建設(shè)矩陣Y,并且利用matlab程序求解得出A區(qū)雙向?qū)ǖ缆饭?jié)點的鄰接矩陣A9292。X=A區(qū)路口節(jié)點標號路口的橫坐標路口的縱坐標Y=路線起始節(jié)點標號路線終點節(jié)點標號假設(shè)在A區(qū)內(nèi)兩節(jié)點的最短距離為dij,利用Floyd算法進展求解得出A區(qū)各節(jié)點之間的最短距離矩陣dij。具體的Floyd算法如下：1.從任意一條單邊路徑開場。所有兩點之間的距離是邊的權(quán)，如果兩點之間沒有邊相連，那么權(quán)為無窮大。2.對于每一對節(jié)點i和j，看看

8、是否存在一個頂點 w 使得從 i 到 w 再到 j 比的路徑更短。如果是那么更新它。3.把圖用鄰接矩陣A9292表示出來，如果從到有路可達，那么表示該路的長度；否那么為無窮大。定義一個矩陣D用來記錄所插入點的信息，表示從到需要經(jīng)過的點，初始化=。把各個頂點插入圖中，比較插點后的距離與原來的距離， = min( ,+ )，如果 的值變小，那么=。在G中包含有兩點之間最短道路的信息，而在D中那么包含了最短通路徑的信息。求解出來的A區(qū)各節(jié)點之間的最短距離鄰接矩陣如表2所示。123909192101.89873.88386.00726.48168.484121.898702.11166.13656.6

9、1088.6133133.88382.111605.72426.19858.2010904.51716.33737.847400.47432.4768914.99146.81168.32180.474302.0024926.99398.072710.18442.47682.00240表2 .A區(qū)兩節(jié)點的最短距離矩陣 在發(fā)生突發(fā)事件時，交巡警服務(wù)平臺立即出警，交巡警駕駛警車以60km/h的時速盡量在3分鐘內(nèi)到達事故現(xiàn)場。也就是說，交巡警服務(wù)平臺距可能發(fā)生事故的道路節(jié)點的距離s3km,以交巡警服務(wù)平臺分配規(guī)那么得出各平臺的管轄范圍如表1所示。我們確定出交巡警服務(wù)平臺分配規(guī)那么為：將只屬于某一個平臺

10、的道路節(jié)點選出 ； 再將可歸屬于兩個或者兩個以上的道路節(jié)點選出；將不屬于任何一個的道路節(jié)點選出；對于不屬于任何一個的道路節(jié)點，把這些節(jié)點歸到離它最近的 ；對于可屬于兩個及兩個以上的道路節(jié)點，將它們篩選出，歸到離它們近的交巡警服務(wù)平臺。利用matlab得出滿足交巡警服務(wù)平臺分配規(guī)那么的20個交巡警服務(wù)平臺的管轄范圍和發(fā)案率。交巡警平臺位置標號交巡警平臺管轄的范圍交巡警平臺發(fā)案率11 67 68 69 71 73 74 75 76 7810.322 39 40 43 44 70 729.733 54 55 65 665.644 57 60 62 63 646.655 49 50 51 52 53

11、56 58 599.7662.577 30 32 47 48 619.688 33 46599 31 34 35 458.210101.61111 26 274.61212 2541313 23 245.714143.61515 28 294.81616 36 37 386.21717 41 425.31818 80 81 82 836.11919 77 793.42020 84 85 86 87 88 89 90 91 9211.5表 SEQ 表格 * ARABIC 1交巡警平臺的管轄范圍5.1.2 A區(qū)交巡警服務(wù)平臺警力封鎖路口調(diào)度方案該市A區(qū)共有13條進入該區(qū)的交通要道，20個交巡警服務(wù)

12、平臺在發(fā)生重大突發(fā)事件時同時出發(fā)封鎖路口。我們采用用0-1規(guī)劃模型，以最快到達13條交通要道為目標，約束條件為一個平臺的警力最多封鎖一個路口，0-1變量矩陣組。我們先引入管轄變量,其取值只能是0或1。并令封鎖住13條交通要道的道路節(jié)點為M=12 14 16 21 23 24 28 29 30 38 48 62，當交巡警服務(wù)平臺最快對13條交通要道進展封鎖時的數(shù)學模型是求解模型得出最快封鎖交通要道的平臺分配方案如表3所示。出入A區(qū)的路口標號12141621222324282930384862封鎖交巡警平臺位置標號的平臺1214916101311151782545.1.3確定增加平臺的個數(shù)和位置根

13、據(jù)表1中A區(qū)交巡警平臺管轄范圍發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有交巡警平臺所存在的主要問題，工作量不均衡和有些地方出警時間過長的實際情況?，F(xiàn)擬在A區(qū)內(nèi)增加2到5個平臺提高交巡警服務(wù)平臺的效率。分析表1交巡警服務(wù)平臺的管轄范圍和發(fā)案率，我們發(fā)現(xiàn)20個交巡警服務(wù)平臺中工作量較大為平臺1和平臺20，而發(fā)案率最高的平臺20平均發(fā)案為11.5次，平臺2、5、7也有較高的發(fā)案率。在收到報案消息后交巡警平臺即刻出警以60km/h的時速在3分鐘內(nèi)到達為限制條件，發(fā)現(xiàn)所分配的平臺未能在3分鐘內(nèi)趕到的道路節(jié)點分別為28、29、38、39、61、92。我們在增加平臺時以出警時間當做首要因素，以平臺的效率為次要因素進展考慮。比照A區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)

14、和平臺設(shè)置的坐標圖發(fā)現(xiàn)路口節(jié)點28和29間的距離較近且發(fā)生突發(fā)事件時分配平臺的交巡警均不能在3分鐘內(nèi)到達路口節(jié)點，考慮到路口節(jié)點28的發(fā)案率高于路口節(jié)點29，所以我們擬在路口節(jié)點29處設(shè)立一個交巡警服務(wù)平臺。路口節(jié)點38和39的距離較近且發(fā)生突發(fā)事件時分配平臺的交巡警均不能在3分鐘內(nèi)到達路口節(jié)點，考慮到路口節(jié)點38的發(fā)案率低于路口節(jié)點39，所以我們擬在路口節(jié)點39處設(shè)立一個交巡警服務(wù)平臺。交巡警服務(wù)平臺20的工作量最大負責管轄10個路口節(jié)點且發(fā)案率最高為11.5次，擬在平臺20中增加一個交巡警服務(wù)平臺。對平臺20進展數(shù)據(jù)分析如4所示。208485868788899091922001.17520

15、.44720.36051.46501.29460.94861.30221.59873.6012841.175200.72801.53571.10620.70310.30.65351.00723.0097850.44720.728000.80771.83421.43111.02801.38151.73523.7377860.36051.53570.807701.10450.93401.30921.66271.23823.2407871.46501.10621.83421.104500.40310.80621.15970.70722.1377881.29460.70311.43110.93400.

16、403100.40310.75660.30412.3066890.94860.31.02801.30920.80620.403100.35350.70722.7097901.30220.65351.38151.66271.15970.75660.353500.47432.4768911.59871.00721.73521.23820.70720.30410.70720.474302.0024923.60123.00973.73773.24072.13772.30662.70972.47682.00240分析表4可得出道口節(jié)點87、88、89、90、91距路口節(jié)點92的距離均小于3km，且路口節(jié)

17、點89在這五個路口節(jié)點中發(fā)案率最高。應(yīng)選擇在道口節(jié)點89設(shè)立第3個交巡警服務(wù)平臺。目前出警時間過長的路口節(jié)點只剩節(jié)點61，路口節(jié)點61屬平臺7所管轄，而平臺7和平臺5的發(fā)案率較高為9.7次和9.6次，故我們在路口節(jié)點61設(shè)立第四個交巡警服務(wù)平臺。平臺1的發(fā)案率僅次于平臺20為10.3次，為提高平臺的效率，找出平臺1所管轄的路口節(jié)點的最高發(fā)案率為路口節(jié)點69，故我們在路口節(jié)點69設(shè)立第5個交巡警服務(wù)平臺。5.2模型二的建設(shè)與求解5.2.1全市交巡警服務(wù)平臺設(shè)置方案根據(jù)全市六個區(qū)A、B、C、D、E、F的交通網(wǎng)絡(luò)和80個交巡警服務(wù)平臺的設(shè)置情況示意圖，我們利用matlab畫圖工具得出全市的交通網(wǎng)絡(luò)和

18、平臺設(shè)置的坐標圖如圖2所示。為了求出全市任意兩個道路節(jié)點的最短距離矩陣，我們先利用matlab求解得出全市各區(qū)雙向?qū)ǖ缆饭?jié)點的鄰接矩陣E58280和雙向?qū)ǖ缆饭?jié)點的歐式距離。假設(shè)全市各區(qū)的任意倆節(jié)點的最短距離為，利用Floyd算法求解的出最短距離鄰接矩陣如表3所示。在發(fā)生突發(fā)事件時我們以交巡警平臺立即出警以60km/h的時速盡量在3分鐘內(nèi)到達事故現(xiàn)場，假設(shè)不能在三分鐘內(nèi)到達那么考慮可最快到達事故現(xiàn)場的交巡警平臺，以交巡警服務(wù)平臺分配規(guī)那么得出全市80個平臺的管轄范圍，并考慮到此時各平臺的發(fā)案率。具體數(shù)據(jù)見附錄。模型的檢驗?zāi)Ｐ偷脑u價參考文獻1薛毅、劉德剛、朱建明、侯思祥，?運籌學導論初級篇?，北京：人民郵電出