導語：如何才能寫好一篇數學(xue)建模交(jiao)通(tong)流量問題，這就需要搜集整(zheng)理(li)更多的(de)資(zi)料(liao)和(he)文(wen)獻，歡(huan)迎閱讀(du)由(you)公(gong)務員(yuan)之家整(zheng)理(li)的(de)十篇范文(wen)，供你(ni)借鑒(jian)。

篇1

關(guan)鍵詞： 交通強度 統計回(hui)歸(gui)模型 Lagrange函數法

引言

據國家統計局2013年統計，我國機動車保有量達2.19億輛，其中汽車占總量的45.88%，而我國汽車數量占全世界1.9%，但汽車交通死亡事故占全球15%，每年車禍死亡人數超過十萬人，道路上出現交通事故后，由于無法及時解決事故車輛、清理現場，從而導致交通擁堵，甚至交通癱瘓。因此改善道路交通安全問題是我國當今所面臨的首要難題之一。本文擦考了《2013高教社杯全國大學生數學建模競賽》[1]中所闡述的(de)問題(ti)，就造成道路車(che)輛排隊的(de)原因與(yu)(yu)車(che)輛排隊長度與(yu)(yu)事(shi)故路口上游(you)車(che)流量間(jian)的(de)關系小作探討。

1、造成道路車輛排(pai)隊(dui)原(yuan)因的分析(xi)

就北京、上海與深圳等一線大城市的道路擁堵問題，其原因主要有環路外輔路通行能力低、主要道路進出口設置不合理、環路與快速路部分橋區的轉向功能不全、環路與快速路的部分道路空間為充分利用等方面[2]，。其中，環路外輔路通行能力低，則不能夠有效地幫助主要道路疏散車輛，即環路外輔路的沒有起到實際的作用；主要道路的進出口設置不合理，即限制了主要道路的實際通行能力[3] ，如果進出口位置相距較遠，那么對于目的地位于這段路程之間的行人來說就有可能因為繞路而不會進入主要道路；對于環路與快速路部分橋區的轉向功能不全、環路與快速路的部分道路空間為充分利用，我們知道，環路與快速路部分橋區的轉向功能是為了防止道路擁堵與道路交通安全的(de)有利(li)措施，如果其(qi)功(gong)能(neng)與(yu)道(dao)路(lu)空間得不(bu)(bu)到充分(fen)(fen)的(de)利(li)用的(de)話，那(nei)么便會(hui)直接導(dao)致道(dao)路(lu)的(de)擁(yong)堵與(yu)車(che)輛的(de)排(pai)隊，更有可能(neng)導(dao)致道(dao)路(lu)安全事(shi)故的(de)發(fa)生(sheng)。而對于一些二、三線的(de)小城(cheng)鎮，除具備以上所分(fen)(fen)析的(de)部分(fen)(fen)原因(yin)(yin)(yin)以外，還有可能(neng)受(shou)限于經濟與(yu)城(cheng)市(shi)發(fa)展(zhan)的(de)不(bu)(bu)足，存(cun)在(zai)如硬化道(dao)路(lu)不(bu)(bu)足，道(dao)路(lu)路(lu)面不(bu)(bu)平(ping)整等原因(yin)(yin)(yin)，也存(cun)在(zai)如由于道(dao)路(lu)施工(gong)而出現的(de)亂戰亂用的(de)現象，或因(yin)(yin)(yin)為交通事(shi)故而占(zhan)用車(che)道(dao)等特殊因(yin)(yin)(yin)素，這些都是(shi)造成車(che)輛排(pai)隊、道(dao)路(lu)擁(yong)堵的(de)原因(yin)(yin)(yin)。

2、道(dao)路(lu)車輛排(pai)隊長度與事故(gu)路(lu)口橫斷(duan)面實際通行能力的分析

由1我們分析了一些造成道路車輛排隊的原因，這里我們僅就其中的道路車輛排隊長度與事故路口上游車流量間的(de)關系進行簡(jian)(jian)單分析。首先我(wo)們(men)進行一些簡(jian)(jian)單的(de)符(fu)號說(shuo)明： ρ交通強(qiang)度； λ交通流輸(shu)入車輛(liang)數； μ交通流輸(shu)出車輛(liang)數；L 排(pai)隊長度。

我們根據(ju)參考資料，借鑒了《2013高(gao)教社杯全國大(da)學生數學建(jian)模競賽》[1]中(zhong)附(fu)件所提(ti)供的數據(ju)，運用(yong)交通工程(cheng)學中(zhong)排(pai)隊(dui)論理論[3]，其(qi)具(ju)體定義如下(xia)：如果交通強度(du)ρ

ρ=

交(jiao)(jiao)通(tong)流排(pai)隊(dui)長度(du)峰值(zhi)會按(an)一定概(gai)率反(fan)復(fu)出(chu)現；當ρ≥1時，則(ze)交(jiao)(jiao)通(tong)流排(pai)隊(dui)長度(du)會越(yue)來越(yue)長，使得(de)整個交(jiao)(jiao)通(tong)系統呈現出(chu)不穩(wen)定的狀(zhuang)態。我們已分(fen)析出(chu)視頻一中交(jiao)(jiao)通(tong)事故路(lu)段的實際通(tong)行(xing)能(neng)力呈波(bo)動(dong)狀(zhuang)態，即符合ρ

通(tong)過觀察(cha)《2013高教社杯(bei)全國大(da)學生(sheng)數(shu)(shu)學建模競賽》[1]中附件所提供的數(shu)(shu)據，記錄(lu)其視頻中各個時(shi)間(jian)段的交(jiao)(jiao)通(tong)流，計算整(zheng)理(li)出(chu)該路段在各個時(shi)間(jian)段內的交(jiao)(jiao)通(tong)流平均(jun)到達率及交(jiao)(jiao)通(tong)流平均(jun)輸(shu)出(chu)率，此(ci)(ci)處，規定交(jiao)(jiao)通(tong)流的輸(shu)出(chu)車(che)輛數(shu)(shu)為(wei)通(tong)過事故路段的車(che)輛數(shu)(shu)，交(jiao)(jiao)通(tong)流輸(shu)入車(che)輛數(shu)(shu)為(wei)涌入事故路段的車(che)輛數(shu)(shu)。與此(ci)(ci)同時(shi)，將(jiang)所得(de)數(shu)(shu)據輸(shu)入公式（2）當中，求得(de)各個時(shi)間(jian)段交(jiao)(jiao)通(tong)流的交(jiao)(jiao)通(tong)強度值，建立(li)下(xia)

式(shi)，從(cong)而計算出各個時間段的排(pai)隊長度[2]（此(ci)處L代表排(pai)隊長度），即：

L=我(wo)們(men)運(yun)用人工(gong)計(ji)算(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)對參(can)考文獻中的(de)(de)(de)(de)(de)附件(jian)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)進(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)統(tong)計(ji)與計(ji)算(suan)，并且(qie)算(suan)出了(le)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng)(sheng)點平均實際通(tong)行(xing)(xing)(xing)量為(wei)19.5pcu/min（pcu/min為(wei)每分(fen)鐘(zhong)所(suo)通(tong)過(guo)事(shi)故(gu)路(lu)(lu)口橫斷面處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)數(shu)，下文同理），由(you)此推(tui)算(suan)出每分(fen)鐘(zhong)通(tong)過(guo)事(shi)故(gu)路(lu)(lu)段的(de)(de)(de)(de)(de)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)數(shu)為(wei)19.5輛(liang)(liang)，進(jin)而我(wo)們(men)以(yi)每分(fen)鐘(zhong)有19.5輛(liang)(liang)車(che)(che)(che)通(tong)過(guo)事(shi)故(gu)路(lu)(lu)段作為(wei)交(jiao)通(tong)流(liu)輸出車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)數(shu)目的(de)(de)(de)(de)(de)標準數(shu)據，即μ=19.1pcu/min。通(tong)過(guo)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)一，求得(de)通(tong)過(guo)上(shang)游路(lu)(lu)段紅(hong)綠燈(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)數(shu)即交(jiao)通(tong)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)輸入車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)數(shu)λ，再次(ci)運(yun)用人工(gong)計(ji)算(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)(xing)(xing)簡單的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)算(suan)與統(tong)計(ji)，我(wo)們(men)得(de)出了(le)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)排(pai)(pai)隊長度(du)L與上(shang)游車(che)(che)(che)流(liu)量λ之間的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系，我(wo)們(men)可以(yi)通(tong)過(guo)參(can)考文獻的(de)(de)(de)(de)(de)附件(jian)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)中看出，在(zai)視(shi)(shi)頻(pin)(pin)中事(shi)故(gu)剛發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)時候(hou)，上(shang)游車(che)(che)(che)流(liu)量為(wei)20.50，車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)排(pai)(pai)隊長度(du)為(wei)5.00，隨(sui)著時間的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)移，事(shi)故(gu)路(lu)(lu)口上(shang)游車(che)(che)(che)流(liu)量在(zai)19.00與16.00之間上(shang)下浮(fu)動(dong)，車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)排(pai)(pai)隊長度(du)在(zai)1.33至2.50之間上(shang)下浮(fu)動(dong)，因此，根據此處(chu)得(de)出的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據，我(wo)們(men)建立(li)起統(tong)計(ji)回(hui)歸模(mo)型[4]，利用SPSS軟件(jian)對排(pai)(pai)隊長度(du)L隨(sui)上(shang)游路(lu)(lu)段車(che)(che)(che)流(liu)輛(liang)(liang)數(shu)λ的(de)(de)(de)(de)(de)變化數(shu)據進(jin)行(xing)(xing)(xing)回(hui)歸模(mo)擬，得(de)到了(le)關(guan)于λLagrange的(de)(de)(de)(de)(de)函(han)數(shu)：

L=L（λ）

我們(men)運用(yong)了(le)(le)SPSS軟件對(dui)此模(mo)型進行了(le)(le)評估，得(de)出了(le)(le)該模(mo)型的(de)(de)參(can)數(shu)估計值其二次(ci)(ci)方程(cheng)(cheng)的(de)(de)決定系數(shu)（一(yi)個反應因變(bian)量(liang)(liang)與(yu)自(zi)(zi)變(bian)量(liang)(liang)相關(guan)(guan)(guan)度(du)(du)(du)大小(xiao)的(de)(de)指(zhi)標，其值越大，因變(bian)量(liang)(liang)與(yu)自(zi)(zi)變(bian)量(liang)(liang)的(de)(de)相關(guan)(guan)(guan)程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)越大）R2=0.948，說(shuo)明(ming)方程(cheng)(cheng)的(de)(de)因變(bian)量(liang)(liang)與(yu)自(zi)(zi)變(bian)量(liang)(liang)相關(guan)(guan)(guan)程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)達(da)到(dao)94.8%，且(qie)二次(ci)(ci)方程(cheng)(cheng)的(de)(de)準(zhun)確(que)度(du)(du)(du)比一(yi)次(ci)(ci)方程(cheng)(cheng)和三次(ci)(ci)方程(cheng)(cheng)高。所以，為(wei)了(le)(le)減小(xiao)車輛(liang)排隊長度(du)(du)(du)的(de)(de)計算(suan)誤(wu)差，建立L關(guan)(guan)(guan)于上游路段車流(liu)量(liang)(liang)的(de)(de)二次(ci)(ci)方程(cheng)(cheng)[4]，即：

從SPSS軟件的評估中我們得(de)到了回歸系數，列出如下：a0=44.043，a1=-6.007，a2=0.224，代入(ru)二次方程得(de)：

因此，我(wo)們便求解出了道(dao)路(lu)車(che)輛排隊長度(du)與(yu)事故路(lu)口(kou)上游車(che)流(liu)量(liang)間的關系，其符合公式：

參考文獻：

[1] 2013度《2013高教(jiao)社杯全國大學(xue)(xue)生數(shu)學(xue)(xue)建(jian)模競賽》，2013—9—14.

[2]邵杰、何(he)斌，《北京道理交通擁堵原因(yin)及(ji)對策分(fen)析》，道路交通與(yu)安全-第八卷第1期2008年2月

篇2

【關鍵詞】視(shi)頻監控(kong)屏幕 交通信(xin)號(hao)燈 智能(neng)交通信(xin)號(hao)控(kong)制(zhi)系統(tong)

本(ben)文通過對(dui)圖像車隊長度檢測和配時算法設計方面的(de)探討(tao)結合人為(wei)監視視頻，從而對(dui)新(xin)型交(jiao)通信號燈(deng)進(jin)行設計開發，制(zhi)定出(chu)一(yi)種能(neng)夠(gou)滿足當下交(jiao)通需求的(de)一(yi)種視頻監控(kong)類的(de)交(jiao)通信號燈(deng)系統。

1 研究現狀

世(shi)界(jie)上(shang)第一個(ge)交(jiao)通(tong)信(xin)號燈(deng)始于19世(shi)紀70年(nian)代的(de)英國，人(ren)們(men)體會到它的(de)便捷之后便對(dui)(dui)其開始了(le)(le)正式(shi)的(de)研究，在20世(shi)紀中后葉(xie)，美國相繼出版了(le)(le)《道路(lu)(lu)通(tong)行能(neng)力手冊》，并提(ti)出了(le)(le)十字路(lu)(lu)口(kou)通(tong)行能(neng)力服務水平的(de)評價，漸(jian)漸(jian)的(de)從過去的(de)單一交(jiao)叉路(lu)(lu)口(kou)獨立的(de)控制(zhi)系(xi)(xi)統逐步上(shang)升到了(le)(le)一條干(gan)路(lu)(lu)綜(zong)合(he)考慮交(jiao)通(tong)密度流(liu)優化控制(zhi)系(xi)(xi)統，最后發(fa)展(zhan)成(cheng)了(le)(le)整個(ge)區域路(lu)(lu)口(kou)相互影(ying)響(xiang)的(de)聯動型全(quan)面控制(zhi)系(xi)(xi)統。20世(shi)紀70年(nian)代，英國率先研制(zhi)出TRANSYT系(xi)(xi)統，隨著對(dui)(dui)其深(shen)入的(de)研究，發(fa)達國家的(de)完(wan)備只能(neng)交(jiao)通(tong)系(xi)(xi)統理論也逐步發(fa)展(zhan)成(cheng)型。

在(zai)我國(guo)，2005年(nian)后才開始對交(jiao)通信號控(kong)制系(xi)統(tong)(tong)有了系(xi)統(tong)(tong)性(xing)的(de)(de)研(yan)(yan)究和(he)開發(fa)，例如基于(yu)手機移動技(ji)術(shu)采集的(de)(de)動態交(jiao)通信息服(fu)務、基于(yu)視頻或(huo)激光(guang)技(ji)術(shu)的(de)(de)客流檢測系(xi)統(tong)(tong)和(he)全國(guo)重點營運車輛聯(lian)網(wang)聯(lian)控(kong)系(xi)統(tong)(tong)等多項先進的(de)(de)交(jiao)通監控(kong)系(xi)統(tong)(tong)。交(jiao)通監控(kong)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)研(yan)(yan)發(fa)也(ye)得(de)到(dao)了國(guo)家大(da)力(li)的(de)(de)支持，并在(zai)“863”計劃里提出(chu)了設立(li)智能交(jiao)通系(xi)統(tong)(tong)專(zhuan)題。但是從整體上來(lai)說，我國(guo)目前(qian)的(de)(de)只能交(jiao)通信息系(xi)統(tong)(tong)領域的(de)(de)規模(mo)較國(guo)外來(lai)說規模(mo)還是較小，因此(ci)其前(qian)景廣(guang)闊，但是發(fa)展(zhan)空間十分巨大(da)。

2 城市(shi)道(dao)路中視頻監控的作用

隨著智慧(hui)城(cheng)市的(de)(de)概念推出，視頻(pin)監(jian)控類的(de)(de)產(chan)品(pin)可(ke)以當成(cheng)信息采(cai)集類的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)(de)一種，通過傳(chuan)(chuan)輸(shu)端(duan)進行視頻(pin)信息匯聚，到(dao)應用端(duan)得(de)到(dao)廣泛的(de)(de)應用，發揮(hui)了(le)巨(ju)大(da)的(de)(de)作用。在城(cheng)市交通監(jian)控中視頻(pin)監(jian)控產(chan)品(pin)及技術發揮(hui)了(le)重要作用。

2.1 及時發現異常(chang)交通事件

通過實時視(shi)頻流分析，發(fa)現(xian)道路(lu)(lu)異(yi)常事(shi)件，如擁堵、車輛逆(ni)行(xing)，異(yi)常停車（事(shi)故）、行(xing)人闖(chuang)干道、車輛起火等，一旦(dan)發(fa)現(xian)及(ji)時通知管(guan)理人員，做相(xiang)應處(chu)理和疏導，提(ti)高道路(lu)(lu)通行(xing)效率，并有效降低生命(ming)財(cai)產損(sun)失。

2.2 獲取實時交通(tong)數據

監控系統可以實時獲得(de)包括車流(liu)量，車速(su)，車型分類，信(xin)號燈狀(zhuang)態(tai)、道(dao)路(lu)能見(jian)度、擁堵狀(zhuang)況(kuang)等信(xin)息(xi)(xi)，通(tong)過分析這些信(xin)息(xi)(xi)得(de)到(dao)車流(liu)運行的規(gui)律，更好的服務于交(jiao)通(tong)疏導(dao)，道(dao)路(lu)規(gui)劃，信(xin)號燈控制(zhi)，進(jin)一步(bu)服務于公眾出(chu)行。

2.3 違(wei)章行為檢測

及時發現(xian)車(che)輛(liang)闖紅燈(deng)、超速、不(bu)按車(che)道行(xing)(xing)駛、逆行(xing)(xing)、非法(fa)停(ting)車(che)、非法(fa)占用公(gong)交車(che)道等違章車(che)輛(liang)行(xing)(xing)為，并抓拍或錄像以獲取現(xian)場(chang)證據，通(tong)過(guo)處(chu)罰手段來規范車(che)輛(liang)行(xing)(xing)為。

2.4 為城(cheng)市(shi)治(zhi)安提(ti)供有效信息

獲取的通行(xing)車輛信(xin)息(xi)，如(ru)車牌號(hao)碼、車身顏色(se)、車型、車輛品牌等，可以為城(cheng)市(shi)治安監控提供有效信(xin)息(xi)，為公安案件(jian)偵破提供線索。

一個城市的(de)(de)(de)(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)交通(tong)系(xi)(xi)統(tong)需(xu)要(yao)一個管(guan)(guan)理平(ping)臺來實現。一般而言，這(zhe)個管(guan)(guan)理平(ping)臺由視頻監(jian)控、電子地圖與指揮調度系(xi)(xi)統(tong)、通(tong)信(xin)系(xi)(xi)統(tong)三個小部分(fen)組成(cheng)。因此(ci)，這(zhe)個城市智(zhi)(zhi)能(neng)交通(tong)管(guan)(guan)理指揮平(ping)臺需(xu)要(yao)體現這(zhe)三大組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)應用(yong)。因此(ci)，現代電子監(jian)控設備需(xu)要(yao)以“信(xin)息通(tong)路(lu)”、“終端產品”、“數字地圖和(he)數據倉庫、報(bao)表(biao)管(guan)(guan)理生(sheng)成(cheng)工(gong)具”、“人工(gong)智(zhi)(zhi)能(neng)、專(zhuan)家系(xi)(xi)統(tong)以及(ji)地理分(fen)析等(deng)關(guan)鍵技(ji)術(shu)”為技(ji)術(shu)依托，并建(jian)設“數字交通(tong)網(wang)站”和(he)“物(wu)(wu)流(liu)(liu)信(xin)息平(ping)臺”，為城市道路(lu)交通(tong)運(yun)輸管(guan)(guan)理的(de)(de)(de)(de)(de)各個職能(neng)政府(fu)部門，為出(chu)租車公司、公交公司、“兩客一危”運(yun)輸企(qi)(qi)業(ye)、其它運(yun)輸企(qi)(qi)業(ye)，從(cong)事第一方物(wu)(wu)流(liu)(liu)、第二方物(wu)(wu)流(liu)(liu)、第三方物(wu)(wu)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)各個企(qi)(qi)業(ye)，為市內旅(lv)游(you)消費出(chu)行、制訂長途旅(lv)行計劃的(de)(de)(de)(de)(de)市民提(ti)供各種從(cong)決策分(fen)析、報(bao)表(biao)統(tong)計、信(xin)息查詢等(deng)專(zhuan)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)、個性化的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)和(he)服務。

3 交(jiao)通流基本參數

描(miao)述交通(tong)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)參(can)數主要(yao)有(you)3個(ge)：交通(tong)流(liu)(liu)(liu)量（用q表(biao)示(shi)），交通(tong)密(mi)度(du)(du)（用ρ表(biao)示(shi)），空間(jian)(jian)內(nei)平(ping)均(jun)車(che)(che)速（用v表(biao)示(shi)）。在(zai)單(dan)位時(shi)間(jian)(jian)內(nei)，通(tong)過(guo)某(mou)地點的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)車(che)(che)輛(liang)數稱為交通(tong)流(liu)(liu)(liu)量。但是(shi)(shi)(shi)我(wo)們知(zhi)道這樣(yang)定(ding)義方式產(chan)生的(de)(de)(de)交通(tong)流(liu)(liu)(liu)量只是(shi)(shi)(shi)描(miao)述了其中(zhong)(zhong)某(mou)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)(jian)內(nei)的(de)(de)(de)交通(tong)流(liu)(liu)(liu)量情(qing)況，而道路上車(che)(che)輛(liang)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)動情(qing)況變化(hua)(hua)性(xing)非常的(de)(de)(de)強，即使相臨(lin)的(de)(de)(de)兩個(ge)信號(hao)周期間(jian)(jian)，交通(tong)流(liu)(liu)(liu)量也(ye)(ye)會有(you)有(you)較大別。所以(yi)在(zai)研究當中(zhong)(zhong)，我(wo)們常取某(mou)一(yi)特(te)定(ding)時(shi)間(jian)(jian)段(duan)內(nei)的(de)(de)(de)平(ping)均(jun)交通(tong)流(liu)(liu)(liu)量。某(mou)一(yi)時(shi)刻，在(zai)一(yi)定(ding)長度(du)(du)道路上通(tong)行的(de)(de)(de)車(che)(che)輛(liang)數目。可(ke)(ke)視(shi)其為瞬時(shi)值(zhi)，密(mi)度(du)(du)也(ye)(ye)隨時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)而變化(hua)(hua)。空間(jian)(jian)平(ping)均(jun)車(che)(che)速與(yu)交通(tong)流(liu)(liu)(liu)量類似(si)，也(ye)(ye)是(shi)(shi)(shi)出(chu)于需要(yao)而求(qiu)出(chu)的(de)(de)(de)均(jun)值(zhi)。這三個(ge)參(can)數之(zhi)間(jian)(jian)也(ye)(ye)存在(zai)密(mi)切(qie)的(de)(de)(de)聯系，經過(guo)研究后發現，在(zai)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)(jian)范圍內(nei)，交通(tong)流(liu)(liu)(liu)可(ke)(ke)以(yi)近似(si)的(de)(de)(de)看做某(mou)種流(liu)(liu)(liu)體，它以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)，速度(du)(du)向某(mou)個(ge)方向流(liu)(liu)(liu)動著。

4 智(zhi)能交通等控制系統

4.1 模糊控制

模(mo)糊控(kong)制(zhi)在(zai)(zai)交(jiao)通控(kong)制(zhi)系統中，跟以系統來(lai)模(mo)擬交(jiao)通警指揮的(de)(de)過程(cheng)相(xiang)類似，它能合理(li)的(de)(de)判斷各相(xiang)位通行的(de)(de)緊迫程(cheng)度，但是一(yi)(yi)般在(zai)(zai)現(xian)有的(de)(de)基(ji)于(yu)模(mo)糊控(kong)制(zhi)在(zai)(zai)配(pei)時方法上(shang)，是實驗(yan)性的(de)(de)不(bu)斷增加信號的(de)(de)時間(jian)(jian)，頻繁的(de)(de)增加信號時間(jian)(jian)會(hui)對(dui)駕駛員的(de)(de)駕駛產生一(yi)(yi)定影響，甚至會(hui)對(dui)司機自身(shen)產生一(yi)(yi)些(xie)不(bu)必要(yao)的(de)(de)心(xin)理(li)壓(ya)力。

4.2 配時(shi)算法設計

交(jiao)(jiao)通(tong)流(liu)的變化與(yu)大海的漲潮(chao)退(tui)潮(chao)類似，它在重復著高(gao)峰與(yu)低(di)峰。在高(gao)峰期(qi)通(tong)常一個常用信(xin)號周(zhou)期(qi)（如120秒）的時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)里是不夠各相(xiang)位所有車(che)輛(liang)及時(shi)(shi)(shi)(shi)通(tong)過(guo)，此時(shi)(shi)(shi)(shi)交(jiao)(jiao)通(tong)流(liu)處于(yu)過(guo)飽(bao)和(he)狀態(tai)(tai)。而在低(di)峰期(qi)時(shi)(shi)(shi)(shi)，各個相(xiang)位車(che)輛(liang)通(tong)行(xing)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)總和(he)要小于(yu)常用信(xin)號周(zhou)期(qi)，這時(shi)(shi)(shi)(shi)交(jiao)(jiao)通(tong)流(liu)處于(yu)欠飽(bao)和(he)狀態(tai)(tai)。如果欠飽(bao)狀態(tai)(tai)時(shi)(shi)(shi)(shi)候交(jiao)(jiao)通(tong)信(xin)號燈換(huan)燈周(zhou)期(qi)不變，就一定會產生綠燈浪費(fei)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，因此周(zhou)期(qi)的長(chang)短應(ying)該根據當(dang)前交(jiao)(jiao)通(tong)流(liu)的情(qing)況(kuang)自適(shi)應(ying)調整。

5 視頻監控交通系統的應用開發

以杭州(zhou)交通為例，交管局在交通燈旁都設(she)置了(le)(le)相同的(de)視(shi)頻監控(kong)(kong)系統用于(yu)道(dao)路(lu)監控(kong)(kong)，這(zhe)些視(shi)頻監控(kong)(kong)直接(jie)和(he)交管局監控(kong)(kong)中心聯(lian)網。等同于(yu)在交通密(mi)集區有了(le)(le)一雙監控(kong)(kong)全城道(dao)路(lu)的(de)“眼睛(jing)”。這(zhe)雙“眼睛(jing)”除了(le)(le)能(neng)夠看見當地交通狀況以外還能(neng)夠實現以下功能(neng)，其(qi)中計(ji)數(shu)功能(neng)能(neng)夠在不增加其(qi)他設(she)施的(de)情況下統計(ji)交通流(liu)量。

（1）后端(duan)視頻平臺可以將(jiang)前端(duan)上傳的交(jiao)通(tong)流量(liang)數據(ju)收集成(cheng)完整信息(xi)，預留接口開發將(jiang)數據(ju)共享給(gei)交(jiao)管(guan)局交(jiao)通(tong)燈控制(zhi)系(xi)統。

（2）交(jiao)管局后(hou)端平(ping)臺可(ke)以通過交(jiao)通流量(liang)(liang)統計(ji)數據(ju)的分析，對比不同(tong)時間段(duan)的流量(liang)(liang)信息制定相應位(wei)置交(jiao)通燈的時間設定。

（3）前端視頻監控在長期的(de)(de)信(xin)息采(cai)集，形成大(da)量的(de)(de)數(shu)據(ju)，包括(kuo)早中(zhong)晚夜、冷溫熱、春夏秋冬、陰晴雨霧、周一至周日的(de)(de)各(ge)時段、國(guo)慶五(wu)一中(zhong)秋清明等(deng)交通數(shu)據(ju)。數(shu)據(ju)可以(yi)作為(wei)大(da)數(shu)據(ju)分(fen)析，將雜亂的(de)(de)數(shu)據(ju)無相關的(de)(de)信(xin)息通過數(shu)學的(de)(de)統(tong)計(ji)法等(deng)方式，利用MATLAB等(deng)軟件建模，尋找(zhao)出深層的(de)(de)聯(lian)系。

（4）單個(ge)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)模型(xing)模擬(ni)(ni)為(wei)(wei)單個(ge)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)時(shi)(shi)間(jian)(jian)設(she)(she)定(ding)提供(gong)(gong)參(can)考；相(xiang)鄰交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)之間(jian)(jian)的數(shu)據模型(xing)模擬(ni)(ni)為(wei)(wei)相(xiang)鄰交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)時(shi)(shi)間(jian)(jian)設(she)(she)定(ding)提供(gong)(gong)參(can)考；一段道路上的交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)之間(jian)(jian)數(shu)據模型(xing)模擬(ni)(ni)為(wei)(wei)該道路上交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)時(shi)(shi)間(jian)(jian)設(she)(she)定(ding)提供(gong)(gong)參(can)考；一片區(qu)域內的交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)之間(jian)(jian)數(shu)據模型(xing)模擬(ni)(ni)為(wei)(wei)該片區(qu)域的交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)時(shi)(shi)間(jian)(jian)設(she)(she)定(ding)提供(gong)(gong)參(can)考。（時(shi)(shi)間(jian)(jian)設(she)(she)定(ding)包括交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)自身紅(hong)綠黃燈(deng)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，還有相(xiang)鄰近(jin)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)燈(deng)一個(ge)燈(deng)次的時(shi)(shi)間(jian)(jian)差）。

一旦建模后，可(ke)以將交(jiao)通燈調整時間，并(bing)且通過(guo)前(qian)端(duan)視頻監控實時獲取交(jiao)通信息，與建模和預期結果比(bi)較，并(bing)通過(guo)反(fan)饋(kui)及時調整更新。

6 結語

城市(shi)道路(lu)(lu)視(shi)(shi)頻監(jian)控(kong)系統(tong)(tong)是(shi)智能交通(tong)系統(tong)(tong)的(de)一個重要組成部分，建立(li)視(shi)(shi)頻圖像監(jian)控(kong)系統(tong)(tong)目的(de)是(shi)及(ji)(ji)時準確(que)地掌(zhang)握(wo)所監(jian)視(shi)(shi)路(lu)(lu)口、路(lu)(lu)段周圍(wei)(wei)的(de)車(che)輛(liang)、行人的(de)流(liu)量(liang)、交通(tong)治安(an)情況等，為指揮(hui)人員提供迅速直觀(guan)的(de)信息(xi)從而(er)對交通(tong)事故(gu)和交通(tong)堵塞做出(chu)準確(que)判(pan)斷并及(ji)(ji)時響應，對監(jian)控(kong)范(fan)圍(wei)(wei)內(nei)的(de)突(tu)發(fa)性(xing)治安(an)事件錄像取證，為內(nei)外事警衛工作服務，起到綜合治理效果。

參考文獻

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篇3

Abstract： This paper briefly introduces the problems of mathematical modeling in the practical problems of economics， puts forward that the mathematical model can be applied to the teaching of Economic Mathematics in higher vocational education and carries out three teaching cases. Through the teaching case， this paper gives the whole process of mathematical modeling： model preparation， model assumption， model establishment， model solution and result analysis. Moreover， the content of mathematical modeling should be introduced into the teaching of economic mathematics and it should be combined with the practical application.

關鍵詞(ci)：經濟數學；數學建模(mo)；數學教學

Key words： economic mathematics；mathematical modeling；mathematical education

中圖分(fen)類(lei)號(hao)：O141.4；G712 文(wen)獻標識碼(ma)：A 文(wen)章(zhang)編號(hao)：1006-4311（2017）13-0207-02

0 引言

經濟(ji)數學(xue)是高(gao)(gao)(gao)職院校(xiao)財經類專業(ye)設置的核心課(ke)(ke)程之一，是經管(guan)類各專業(ye)的一門(men)重要基礎課(ke)(ke)，而使數學(xue)建模的知(zhi)識(shi)融入到高(gao)(gao)(gao)職經濟(ji)數學(xue)這(zhe)門(men)基礎課(ke)(ke)程教學(xue)中，以更好地為高(gao)(gao)(gao)素質、高(gao)(gao)(gao)技能(neng)型人才培(pei)養(yang)目標服務，一直是高(gao)(gao)(gao)職院校(xiao)數學(xue)教學(xue)改(gai)革的難點。

數(shu)(shu)學(xue)(xue)建(jian)模(mo)是通過調(diao)查研究、了(le)解(jie)信息、簡化假設、抽象分析(xi)、運(yun)用(yong)數(shu)(shu)學(xue)(xue)的符號(hao)和(he)程(cheng)(cheng)序，以此建(jian)立數(shu)(shu)學(xue)(xue)模(mo)型(xing)，以求解(jie)模(mo)型(xing)得到結(jie)果(guo)并解(jie)決實際(ji)問題，最后實際(ji)檢驗(yan)結(jie)論是否(fou)正確(que)的全過程(cheng)(cheng)。目前數(shu)(shu)學(xue)(xue)建(jian)模(mo)課(ke)程(cheng)(cheng)的教(jiao)學(xue)(xue)實驗(yan)雖取得了(le)一(yi)些成效(xiao)，但也存在著不足。究其原因，其一(yi)數(shu)(shu)學(xue)(xue)建(jian)模(mo)主(zhu)要針對本科(ke)教(jiao)學(xue)(xue)而高職(zhi)類(lei)較少，特(te)別是經濟數(shu)(shu)學(xue)(xue)建(jian)模(mo)教(jiao)學(xue)(xue)和(he)輔導(dao)的教(jiao)材缺(que)乏；其二重理論教(jiao)學(xue)(xue)而輕實踐應用(yong)，很難得到有(you)(you)實際(ji)應用(yong)的數(shu)(shu)學(xue)(xue)模(mo)型(xing)，缺(que)乏所研究問題的知識和(he)背景；其三沒有(you)(you)明確(que)的數(shu)(shu)學(xue)(xue)建(jian)模(mo)教(jiao)學(xue)(xue)方法的指導(dao)。所以，要推動高職(zhi)院校數(shu)(shu)學(xue)(xue)建(jian)模(mo)教(jiao)學(xue)(xue)活動的有(you)(you)效(xiao)開展(zhan)，必(bi)須進(jin)一(yi)步(bu)對數(shu)(shu)學(xue)(xue)建(jian)模(mo)在高職(zhi)院校教(jiao)學(xue)(xue)中的作用(yong)進(jin)行(xing)探索與研究。

最近幾年(nian)數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)建模(mo)的(de)(de)(de)競賽活(huo)動(dong)在全國高職院校蓬(peng)勃(bo)開展，廣州大學(xue)(xue)(xue)(xue)市政技術學(xue)(xue)(xue)(xue)院積極探索將數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)建模(mo)的(de)(de)(de)內容融入數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)或專業教學(xue)(xue)(xue)(xue)之中。下面作(zuo)者結合自(zi)身的(de)(de)(de)教學(xue)(xue)(xue)(xue)經驗，給出三個把數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)建模(mo)融入高職經濟數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)教學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)案例。

1 交通網絡(luo)流(liu)量分析問題

1.1 模(mo)型(xing)準備 廣(guang)東某城市單行線(xian)的(de)(de)交通流(liu)量(liang)(liang)如下圖所示(shi)(shi)，以每(mei)小時通過的(de)(de)汽車(che)(che)數量(liang)(liang)來度(du)量(liang)(liang)，數字(zi)則表示(shi)(shi)該路段每(mei)小時按(an)箭(jian)頭方向通過的(de)(de)車(che)(che)流(liu)量(liang)(liang)（單位：輛(liang)）。

①建立各條道路上(shang)車流(liu)量的線性方程組；

②若(ruo)確定唯一未知流量，還需要(yao)增加哪些條(tiao)道路上的(de)車流量；

③當x5=350時，確(que)定x1，x2，x3，x4的值。

1.2 模型(xing)假(jia)設 第一，每條道路都是(shi)單行(xing)線；第二，每個交叉路口(kou)車輛進出數(shu)量相等。

1.3 模(mo)型建立(li) 依據圖1和網絡流(liu)量模(mo)型的基(ji)本假設，在四個交叉(cha)路口處進出車輛(liang)數(shu)量，我們可以得到(dao)下列(lie)方程：

A：x1+20=30+x2；B：x2+30=x3+x4；

C：x4=40+x5；D：x5+50=10+x1；

1.4 模型求(qiu)解 根據該(gai)網(wang)(wang)絡(luo)的(de)總(zong)流入量（200+300+500）等(deng)于網(wang)(wang)絡(luo)的(de)總(zong)流出量（300+x3+400+100），化(hua)簡得x3=200，把這個方程與整理后的(de)前4個方程聯(lian)立，得如下方程組：

1.5 結果分析

若確定(ding)唯(wei)一未知流量，只要(yao)增加x5統(tong)計的值(zhi)(zhi)即可。當x5=350時(shi)，確定(ding)x1=350，x2=350，x4=350。網絡分支(zhi)中(zhong)(zhong)的負流量表示與模型中(zhong)(zhong)指(zhi)定(ding)的方向相反，由于街道(dao)是單(dan)行(xing)線，因此變量不(bu)能取負值(zhi)(zhi)，這也導致變量在(zai)取正值(zhi)(zhi)時(shi)有一定(ding)的局(ju)限。

2 黃牛出售的問(wen)題

2.1 模(mo)型(xing)準(zhun)備 養殖場(chang)預(yu)計(ji)(ji)每(mei)(mei)天(tian)投入(ru)資(zi)金(jin)為(wei)10元，用(yong)于購買(mai)飼料(liao)、設備以及(ji)工(gong)人工(gong)資(zi)，估(gu)計(ji)(ji)將使當前200公(gong)斤重(zhong)的(de)黃牛(niu)每(mei)(mei)天(tian)增長2公(gong)斤。目前的(de)市場(chang)價(jia)格為(wei)每(mei)(mei)公(gong)斤20元，但(dan)是預(yu)計(ji)(ji)每(mei)(mei)天(tian)將會(hui)降低0.1元，問黃牛(niu)應該在(zai)何時出售。如果估(gu)計(ji)(ji)和預(yu)測有(you)誤差，對(dui)結果影響(xiang)如何。

2.2 模型假設 資(zi)金投入使黃牛體重隨時間同(tong)步增長(chang)，出售(shou)單價隨時間同(tong)步減少，所以若使利潤(run)最(zui)(zui)大(da)定(ding)存在(zai)最(zui)(zui)佳的出售(shou)時機(ji)。

2.3 模型建立 根據題意(yi)，令(ling)黃牛的增長速度(du)為r=2，收(shou)購(gou)價格(ge)降低速度(du)為g=0.1。

①若當前(qian)出售，利潤(run)為(wei)200×20=4000（元(yuan)）

②若t天(tian)后出售，黃(huang)牛體重(zhong)w=200+rt，銷售收入R=pw，出售價格p=20-gt，資金投入C=8t

若黃牛的價格每天降低量r增加1%，出(chu)售時間提前3%。

3 商品的最優(you)價格(ge)問題

3.1 模型準(zhun)備(bei) 設廣(guang)東(dong)某手(shou)機(ji)廠商(shang)生產(chan)一臺手(shou)機(ji)的成本是c，而每(mei)臺手(shou)機(ji)的銷售(shou)(shou)(shou)(shou)價格(ge)(ge)是p，銷售(shou)(shou)(shou)(shou)量(liang)(liang)是x。若(ruo)該(gai)廠商(shang)的生產(chan)處于(yu)均衡狀態，即手(shou)機(ji)的生產(chan)量(liang)(liang)等(deng)于(yu)銷售(shou)(shou)(shou)(shou)量(liang)(liang)。按照市(shi)場預測分析，銷售(shou)(shou)(shou)(shou)量(liang)(liang)x與銷售(shou)(shou)(shou)(shou)價格(ge)(ge)p之間的關系為(wei)：x=Me-ap（M>0，a>0）。其中市(shi)鱟(hou)畬笮棖(cheng)罅課M，價格(ge)(ge)系數為(wei)a。

而生(sheng)產部門對(dui)生(sheng)產環節的(de)(de)進行(xing)分(fen)析后，對(dui)每(mei)臺手機(ji)(ji)的(de)(de)生(sheng)產成本c計算如(ru)下：c=c0-klnx（k>0，x>1）。其中(zhong)規模系數為(wei)k，只生(sheng)產一(yi)臺手機(ji)(ji)的(de)(de)成本為(wei)c0。據上所(suo)述(shu)，該廠(chang)商若要(yao)獲得最大利潤，應(ying)如(ru)何確(que)定(ding)手機(ji)(ji)的(de)(de)銷售價格p。

3.2 模型假設 在商(shang)品的(de)生(sheng)產和(he)銷(xiao)售(shou)過程中(zhong)，手機的(de)銷(xiao)售(shou)量、生(sheng)產成本與銷(xiao)售(shou)價(jia)格是相互影響的(de)。所以(yi)廠商(shang)只有選(xuan)擇合(he)適(shi)的(de)銷(xiao)售(shou)價(jia)格即(ji)最(zui)優價(jia)格，才能獲得最(zui)大(da)的(de)利潤。

3.3 模型建立 假設手機(ji)廠家獲(huo)得的(de)利(li)潤為(wei)(wei)U，每臺手機(ji)的(de)生產成本為(wei)(wei)c，銷售價格為(wei)(wei)p，銷售量為(wei)(wei)x，則利(li)潤函數(shu)為(wei)(wei)U=（p-c）x，問題變為(wei)(wei)在(zai)約束條件g（x，p）=0和h（c，p）=0中求(qiu)解該利(li)潤函數(shu)的(de)最大值。

3.4 模型求解

為(wei)了更(geng)好地使數(shu)(shu)(shu)學建模進(jin)入高職經(jing)濟數(shu)(shu)(shu)學的教學中(zhong)，我(wo)們在平時(shi)的教學中(zhong)，需要(yao)把數(shu)(shu)(shu)學教學和數(shu)(shu)(shu)學建模有機地結合起來(lai)，在教學中(zhong)適時(shi)適當滲透數(shu)(shu)(shu)學建模思想(xiang)，這樣可以(yi)提高學生的各方面能(neng)力，有助于(yu)他們更(geng)好地學習專業(ye)課(ke)，更(geng)有利(li)于(yu)今后時(shi)代對人才的需要(yao)。

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篇4

（南(nan)通(tong)大(da)學(xue)交(jiao)通(tong)學(xue)院，江蘇 南(nan)通(tong) 226019）

【摘(zhai)　要】基(ji)于交(jiao)(jiao)通(tong)調查與分析(xi)課(ke)(ke)程(cheng)改革(ge)的必要性，從(cong)課(ke)(ke)程(cheng)教(jiao)學(xue)(xue)(xue)內容、實(shi)(shi)踐、實(shi)(shi)驗教(jiao)學(xue)(xue)(xue)以及課(ke)(ke)程(cheng)考試(shi)等(deng)(deng)方面，提(ti)出(chu)了在卓越(yue)工程(cheng)師培養計劃(hua)下的交(jiao)(jiao)通(tong)調查與分析(xi)課(ke)(ke)程(cheng)教(jiao)學(xue)(xue)(xue)改革(ge)以及模式的創新，提(ti)高(gao)學(xue)(xue)(xue)生(sheng)在理(li)論分析(xi)、數學(xue)(xue)(xue)建模、軟(ruan)件應用(yong)等(deng)(deng)方面的綜合(he)能力，且這一(yi)模式的最大特點是打破了原來的學(xue)(xue)(xue)科式課(ke)(ke)程(cheng)體系，將理(li)論知(zhi)識融入實(shi)(shi)踐之中的教(jiao)學(xue)(xue)(xue)內容，符合(he)卓越(yue)工程(cheng)師計劃(hua)下交(jiao)(jiao)通(tong)行業人(ren)才培養的要求。

關鍵詞 交通(tong)調查與分析(xi)；卓越工程師；教學改革；項目教學法

基金項(xiang)目：江蘇省南通大學(xue)2013年(nian)度(du)教學(xue)改(gai)革課題(ti)（2013B120）。

作者簡(jian)介：孫美(mei)（1988—），女，江蘇(su)南(nan)(nan)通人，碩士，南(nan)(nan)通大學交(jiao)通學院(yuan)，助教(jiao)，研(yan)究方向(xiang)為(wei)交(jiao)通設(she)備與控制工程(cheng)。

0　引言

卓越工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)師教育培養計(ji)劃的(de)基(ji)本目(mu)標(biao)，是培養學生(sheng)具備(bei)獨立(li)從事某項(xiang)技(ji)術項(xiang)目(mu)與技(ji)術開發的(de)能力，讓(rang)學生(sheng)更快(kuai)地適應工(gong)(gong)作環境，將在校(xiao)(xiao)期間學到(dao)的(de)知識應用到(dao)解決(jue)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)技(ji)術中的(de)實(shi)(shi)際問(wen)題中去。在交通設備(bei)與控(kong)制(zhi)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)專業，卓越工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)師計(ji)劃的(de)培養目(mu)標(biao)就是使學生(sheng)將在校(xiao)(xiao)期間學到(dao)的(de)智能交通系統相關知識應用到(dao)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)實(shi)(shi)踐中，學習(xi)并掌握如何面對及解決(jue)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)實(shi)(shi)踐中問(wen)題，使大學成為未來工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)師的(de)搖(yao)籃[1]。想要實(shi)(shi)現這一目(mu)標(biao)，就必須對一些(xie)專業基(ji)礎課程(cheng)(cheng)進行(xing)改革。

1　交通調查(cha)與分析課程改革的(de)必要(yao)性

交(jiao)(jiao)(jiao)通調查(cha)與(yu)分析(xi)在(zai)交(jiao)(jiao)(jiao)通設(she)備與(yu)控制工程專業(ye)具有重要的(de)(de)意義[2]，是交(jiao)(jiao)(jiao)通管理(li)與(yu)控制的(de)(de)基(ji)礎。首先(xian)，交(jiao)(jiao)(jiao)通調查(cha)的(de)(de)實(shi)際數(shu)(shu)據(ju)是進行(xing)交(jiao)(jiao)(jiao)通智能(neng)化需求分析(xi)與(yu)設(she)計的(de)(de)必要條件，在(zai)分析(xi)的(de)(de)每個階段(duan)都離不(bu)開實(shi)際系(xi)統(tong)的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)，以(yi)幫助建立(li)(li)模型或檢驗設(she)計的(de)(de)合理(li)性。其次，對于已(yi)經(jing)建設(she)好(hao)的(de)(de)智能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)通系(xi)統(tong)，對其進行(xing)管理(li)，如交(jiao)(jiao)(jiao)叉口的(de)(de)信號(hao)配時(shi)、車輛的(de)(de)誘導等，這些都需要先(xian)采集交(jiao)(jiao)(jiao)通信息、了解交(jiao)(jiao)(jiao)通狀況，建立(li)(li)相應的(de)(de)數(shu)(shu)學(xue)模型，從而提(ti)出解決方法。

以往(wang)的(de)(de)教學(xue)過程中(zhong)，交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)調(diao)查(cha)(cha)與分(fen)析課(ke)程教學(xue)內容安排(pai)和實驗環(huan)節(jie)側重(zhong)(zhong)傳授交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)調(diao)查(cha)(cha)與分(fen)析的(de)(de)基(ji)礎(chu)理論(lun)知識，在較少的(de)(de)實驗課(ke)上，僅(jin)僅(jin)只(zhi)是學(xue)生做了一些(xie)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)數(shu)據的(de)(de)調(diao)查(cha)(cha)和對一些(xie)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)調(diao)查(cha)(cha)中(zhong)的(de)(de)考察，而沒有真正讓學(xue)生調(diao)查(cha)(cha)出(chu)來的(de)(de)數(shu)據發揮最大的(de)(de)作用(yong)，無法(fa)根據調(diao)查(cha)(cha)的(de)(de)數(shu)據來驗證、分(fen)析或改進(jin)(jin)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)模(mo)型、交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)流分(fen)配(pei)(pei)、信號配(pei)(pei)時方案等智能交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)設(she)備所需的(de)(de)許多工(gong)作。而卓(zhuo)越工(gong)程師培養(yang)計劃更重(zhong)(zhong)能力的(de)(de)培養(yang)、重(zhong)(zhong)實踐鍛(duan)煉(lian)、重(zhong)(zhong)實際應用(yong)[3]，因此，有必要對本(ben)課(ke)程進(jin)(jin)行改革，優化整個課(ke)程體系(xi)。

2　交通調查與(yu)分析課(ke)程教學內容改(gai)革

交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)設備(bei)與控(kong)制工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)專業培養計(ji)劃(hua)的(de)梳理(li)與調(diao)整。本(ben)專業方(fang)向以培養具有交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)設備(bei)研(yan)發、交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)息(xi)(xi)化以及交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)管理(li)等(deng)方(fang)面(mian)知識及研(yan)究開(kai)發能力為目標(biao)，掌握交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)運(yun)輸工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)、交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)設備(bei)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)、信(xin)息(xi)(xi)與控(kong)制工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)方(fang)面(mian)的(de)基(ji)本(ben)原理(li)、方(fang)法。在交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)設備(bei)與控(kong)制工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)專業課(ke)程(cheng)(cheng)(cheng)設置中交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)調(diao)查與分析(xi)的(de)前修課(ke)程(cheng)(cheng)(cheng)，包(bao)括(kuo)高(gao)等(deng)數學、概(gai)率論(lun)與數理(li)統計(ji)、運(yun)籌學、計(ji)算機(ji)語言編程(cheng)(cheng)(cheng)、交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)概(gai)論(lun)等(deng)課(ke)程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)教學內(nei)容(rong)和(he)教學實踐，為了改善學生機(ji)械式的(de)應用(yong)傳統方(fang)法進行交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)數據(ju)分析(xi)的(de)情(qing)況(kuang)，在原有的(de)計(ji)算機(ji)基(ji)礎(chu)、Visual C++語言等(deng)基(ji)礎(chu)上，增設了交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)專業軟(ruan)件應用(yong)課(ke)程(cheng)(cheng)(cheng)，以此增強了本(ben)科生軟(ruan)件應用(yong)與實踐能力的(de)培養。

基(ji)礎(chu)理(li)(li)(li)論(lun)教學內容(rong)改革[4]。交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)調查是通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)過長期(qi)連續(xu)性(xing)(xing)觀測(ce)或短(duan)期(qi)間隙性(xing)(xing)和(he)臨(lin)時性(xing)(xing)觀測(ce)，搜集(ji)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)(liu)及其有關(guan)現(xian)象（交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)運輸狀況、城鄉規劃、道(dao)路交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)設施、交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)環(huan)境等）的(de)(de)(de)資料，了(le)解(jie)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)量在時間、空間上(shang)的(de)(de)(de)變化，并進行分析(xi)，從而(er)了(le)解(jie)與(yu)掌(zhang)握交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)規律(lv)，為交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)(liu)理(li)(li)(li)論(lun)、交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)規劃、道(dao)路建設、交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)控制與(yu)管理(li)(li)(li)、工程經濟(ji)分析(xi)等提供必要(yao)的(de)(de)(de)數據[5]。本次教學內容(rong)改革中引入交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)調查組(zu)織模板(ban)的(de)(de)(de)概念(nian)，增加交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)調查的(de)(de)(de)集(ji)成性(xing)(xing)、交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)調查管理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)系統性(xing)(xing)，改進傳統檢(jian)測(ce)數據處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)算(suan)法，改變以往理(li)(li)(li)論(lun)描述性(xing)(xing)的(de)(de)(de)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)分析(xi)方法的(de)(de)(de)介(jie)紹，加強了(le)本課程的(de)(de)(de)理(li)(li)(li)論(lun)性(xing)(xing)和(he)應用性(xing)(xing)。

3　交通調(diao)查與分析課(ke)程實驗教學改革

傳統的(de)(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)調查(cha)(cha)與(yu)分(fen)析(xi)(xi)課程的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)教(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)側重于(yu)對理論(lun)教(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)解(jie)釋(shi)、驗(yan)(yan)(yan)(yan)證(zheng)和(he)簡單延(yan)伸，主(zhu)要(yao)為理論(lun)教(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)服務(wu)(wu)，以(yi)教(jiao)師(shi)講解(jie)為主(zhu)。學(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)(sheng)在實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)課堂(tang)上按照教(jiao)師(shi)組(zu)(zu)織的(de)(de)(de)(de)方案機械式(shi)的(de)(de)(de)(de)進行實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)，且完成(cheng)的(de)(de)(de)(de)是(shi)同一個(ge)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)任(ren)務(wu)(wu)，激發不(bu)了學(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)興(xing)趣，不(bu)利于(yu)學(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)踐能力的(de)(de)(de)(de)培養(yang)[6]。本次課程實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)改革，引(yin)入任(ren)務(wu)(wu)驅動式(shi)小(xiao)組(zu)(zu)教(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)法(fa)(fa)(fa)，將全班分(fen)成(cheng)若干個(ge)學(xue)(xue)(xue)(xue)習小(xiao)組(zu)(zu)，變(bian)傳統的(de)(de)(de)(de)教(jiao)師(shi)“教(jiao)會”為學(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)(sheng)“學(xue)(xue)(xue)(xue)會”，在課堂(tang)講授(shou)理論(lun)課的(de)(de)(de)(de)時(shi)候下達(da)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)任(ren)務(wu)(wu)，將每一個(ge)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)劃(hua)分(fen)成(cheng)若干個(ge)小(xiao)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)，每一個(ge)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)延(yan)續周期為四(si)周，每組(zu)(zu)組(zu)(zu)員負責不(bu)同的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)調查(cha)(cha)任(ren)務(wu)(wu)，最后在實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)課堂(tang)上學(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)(sheng)匯(hui)總數(shu)(shu)(shu)據(ju)，共(gong)同完成(cheng)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)數(shu)(shu)(shu)據(ju)分(fen)析(xi)(xi)和(he)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)報告。為了達(da)到(dao)互(hu)動互(hu)助的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)習效果(guo)，為整(zheng)個(ge)課程建立一個(ge)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)調查(cha)(cha)與(yu)分(fen)析(xi)(xi)網絡學(xue)(xue)(xue)(xue)習平(ping)臺(tai)，平(ping)臺(tai)包(bao)括獲取交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)流數(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)、各種車輛(liang)檢測器使用和(he)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)地交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)調查(cha)(cha)方法(fa)(fa)(fa)，其(qi)功(gong)能主(zhu)要(yao)包(bao)括數(shu)(shu)(shu)據(ju)采集、數(shu)(shu)(shu)據(ju)預處理、數(shu)(shu)(shu)據(ju)處理分(fen)析(xi)(xi)以(yi)及分(fen)析(xi)(xi)結果(guo)輸出等(deng)。該平(ping)臺(tai)供學(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)(sheng)們共(gong)享自己(ji)調查(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)與(yu)方法(fa)(fa)(fa)，便(bian)于(yu)學(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)(sheng)及時(shi)交(jiao)(jiao)(jiao)流討論(lun)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)信息分(fen)析(xi)(xi)過程中(zhong)遇到(dao)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)，同時(shi)學(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)(sheng)參與(yu)到(dao)數(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)(xi)和(he)整(zheng)合過程中(zhong)，將以(yi)往自己(ji)調查(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)片段式(shi)的(de)(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)調查(cha)(cha)資料建立成(cheng)動態的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)庫，進行深入的(de)(de)(de)(de)研究和(he)分(fen)析(xi)(xi)，提出現(xian)有(you)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)問題(ti)的(de)(de)(de)(de)解(jie)決方案。

總體來說(shuo)，在實(shi)驗(yan)(yan)教(jiao)學(xue)(xue)中引入(ru)(ru)任(ren)務驅動式小組教(jiao)學(xue)(xue)法，任(ren)務的設計滿足(zu)實(shi)驗(yan)(yan)教(jiao)學(xue)(xue)目標(biao)的要(yao)求，通過(guo)學(xue)(xue)生融入(ru)(ru)社會進(jin)行交通調查，才能為學(xue)(xue)生畢業后(hou)，為步入(ru)(ru)工(gong)作崗位后(hou)經(jing)歷工(gong)程(cheng)(cheng)項目的過(guo)程(cheng)(cheng)中逐步成長為卓越工(gong)程(cheng)(cheng)師奠定(ding)基礎和創造條件。

4　交通調查(cha)與分析課程(cheng)實踐改革

按照教學(xue)大(da)綱的(de)要求本(ben)門課(ke)程(cheng)在(zai)大(da)二的(de)下學(xue)期(qi)開設，共(gong)32個(ge)(ge)(ge)學(xue)時(shi)(shi)(shi)(shi)，其(qi)中理論(lun)教學(xue)24個(ge)(ge)(ge)學(xue)時(shi)(shi)(shi)(shi)，實(shi)(shi)驗教學(xue)8個(ge)(ge)(ge)學(xue)時(shi)(shi)(shi)(shi)。整個(ge)(ge)(ge)課(ke)程(cheng)的(de)安排(pai)缺少學(xue)生(sheng)的(de)調(diao)(diao)查(cha)(cha)實(shi)(shi)踐(jian)環節，這樣就導致了學(xue)生(sheng)理論(lun)和(he)(he)實(shi)(shi)踐(jian)的(de)脫節，不(bu)利于(yu)培(pei)養(yang)學(xue)生(sheng)的(de)研(yan)(yan)究能(neng)(neng)力和(he)(he)實(shi)(shi)踐(jian)能(neng)(neng)力。本(ben)次改革將課(ke)程(cheng)實(shi)(shi)踐(jian)環節安排(pai)到課(ke)程(cheng)建(jian)設中，為(wei)時(shi)(shi)(shi)(shi)一周(zhou)，且在(zai)實(shi)(shi)踐(jian)環節教學(xue)中引(yin)入項目教學(xue)法，整個(ge)(ge)(ge)課(ke)程(cheng)實(shi)(shi)踐(jian)依托項目《南(nan)通公(gong)路現代(dai)化(hua)用(yong)戶滿意度(du)調(diao)(diao)查(cha)(cha)研(yan)(yan)究》進(jin)行(xing)(xing)展開。首先對(dui)(dui)南(nan)通的(de)崇(chong)川(chuan)區(qu)(qu)、港閘區(qu)(qu)和(he)(he)開發區(qu)(qu)三個(ge)(ge)(ge)地區(qu)(qu)的(de)居(ju)民展開問卷調(diao)(diao)查(cha)(cha)，然后(hou)再對(dui)(dui)滿意度(du)較高和(he)(he)較低的(de)公(gong)路的(de)交(jiao)叉(cha)口(kou)進(jin)行(xing)(xing)交(jiao)通流量(liang)(liang)變化(hua)的(de)調(diao)(diao)查(cha)(cha)。學(xue)生(sheng)每3個(ge)(ge)(ge)人(ren)為(wei)一個(ge)(ge)(ge)小組(zu)，每個(ge)(ge)(ge)班(ban)10個(ge)(ge)(ge)小組(zu)，崇(chong)川(chuan)區(qu)(qu)4個(ge)(ge)(ge)小組(zu)，其(qi)余兩個(ge)(ge)(ge)區(qu)(qu)各3個(ge)(ge)(ge)小組(zu)，耗時(shi)(shi)(shi)(shi)2天(tian)(tian)的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)進(jin)行(xing)(xing)問卷調(diao)(diao)查(cha)(cha)，統計數據(ju)(ju)得出滿意度(du)較高和(he)(he)較低的(de)公(gong)路段，花耗2天(tian)(tian)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)進(jin)行(xing)(xing)交(jiao)通流量(liang)(liang)的(de)調(diao)(diao)查(cha)(cha)，以人(ren)工(gong)觀(guan)測法分(fen)車型進(jin)行(xing)(xing)調(diao)(diao)查(cha)(cha)，時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)間(jian)隔為(wei)5分(fen)鐘。最后(hou)一天(tian)(tian)進(jin)行(xing)(xing)數據(ju)(ju)整理、匯總與數據(ju)(ju)分(fen)析，對(dui)(dui)交(jiao)叉(cha)口(kou)進(jin)行(xing)(xing)評(ping)價，并(bing)與市(shi)民的(de)滿意度(du)進(jin)行(xing)(xing)對(dui)(dui)比。

針對目(mu)前交通調查(cha)與分析課程(cheng)(cheng)教學(xue)重(zhong)理論(lun)輕實(shi)(shi)踐的(de)(de)缺陷(xian)，將項(xiang)目(mu)教學(xue)法[7]引入該課程(cheng)(cheng)的(de)(de)實(shi)(shi)踐教學(xue)中(zhong)，學(xue)生(sheng)通過完成項(xiang)目(mu)任務，在(zai)掌握了(le)課程(cheng)(cheng)的(de)(de)理論(lun)知識(shi)的(de)(de)同時又能(neng)(neng)(neng)較熟練地運(yun)用到實(shi)(shi)際(ji)(ji)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)項(xiang)目(mu)中(zhong)去(qu)解(jie)決問題。培養學(xue)生(sheng)知識(shi)運(yun)用能(neng)(neng)(neng)力(li)、實(shi)(shi)踐能(neng)(neng)(neng)力(li)和交際(ji)(ji)能(neng)(neng)(neng)力(li)，對于獲得所期望(wang)的(de)(de)卓越工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)師培養效果(guo)至關重(zhong)要。

5　考核方式改革

這(zhe)門課(ke)程的考(kao)(kao)核(he)方(fang)式(shi)(shi)常采用平時(shi)作業成(cheng)(cheng)(cheng)績和(he)期末考(kao)(kao)試成(cheng)(cheng)(cheng)績加權求(qiu)和(he)的方(fang)式(shi)(shi)計算學(xue)(xue)(xue)生的課(ke)程成(cheng)(cheng)(cheng)績。平時(shi)成(cheng)(cheng)(cheng)績以習(xi)題(ti)(ti)為主，期末考(kao)(kao)試通常是閉(bi)卷形式(shi)(shi)，這(zhe)種(zhong)考(kao)(kao)核(he)方(fang)式(shi)(shi)往(wang)往(wang)導致學(xue)(xue)(xue)生擅長做習(xi)題(ti)(ti)卻無法解決實際問題(ti)(ti)，為了應對考(kao)(kao)試而突擊復習(xi)背誦(song)理論知識，這(zhe)種(zhong)考(kao)(kao)試模式(shi)(shi)不(bu)能完全反映學(xue)(xue)(xue)生的綜合素質。本課(ke)題(ti)(ti)卓越工程師培(pei)養為目標(biao)，在課(ke)程實踐環節的小組調(diao)研報(bao)告(gao)成(cheng)(cheng)(cheng)績的基礎上進行綜合評(ping)定，以此(ci)真正體(ti)現及提高學(xue)(xue)(xue)生的綜合能力。

6　結束語

在新(xin)的(de)交通(tong)形勢下(xia)，傳(chuan)統(tong)交通(tong)調(diao)(diao)查(cha)方法與(yu)數據理(li)論分析(xi)方法與(yu)現(xian)代交通(tong)智(zhi)能(neng)化的(de)快(kuai)速發展尚(shang)不相(xiang)適應(ying)，不利于創(chuang)新(xin)型人(ren)才培(pei)養(yang)(yang)。提出了(le)基于卓越工程師培(pei)養(yang)(yang)計劃的(de)交通(tong)調(diao)(diao)查(cha)與(yu)分析(xi)課程教(jiao)學內容(rong)改(gai)革以(yi)及模(mo)式(shi)(shi)創(chuang)新(xin)，梳理(li)與(yu)調(diao)(diao)整了(le)教(jiao)學內容(rong)，在實驗教(jiao)學環節引入(ru)任務(wu)驅動式(shi)(shi)小組教(jiao)學法，增設實踐環節，并對(dui)考核(he)方式(shi)(shi)進行相(xiang)應(ying)的(de)改(gai)革，以(yi)此(ci)培(pei)養(yang)(yang)出創(chuang)新(xin)能(neng)力(li)強(qiang)、適應(ying)經濟社會發展需(xu)要的(de)高質量工程技術(shu)人(ren)才。

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［6］任保利,徐建閩,沈文超,等.基于(yu)模板的交通調(diao)查分(fen)析系統設計與實(shi)現[J].交通信息與安全,2012,3(30).

篇5

（一）數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)深度(du)挖掘與(yu)預(yu)測(ce)研(yan)究(jiu)(jiu)對(dui)(dui)海(hai)量(liang)(liang)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)進行(xing)挖掘，分(fen)(fen)析(xi)(xi)、提(ti)(ti)煉出有(you)價值的(de)(de)(de)(de)(de)(de)信息(xi)(xi)(xi)，一直是交(jiao)(jiao)(jiao)警(jing)總隊在(zai)(zai)(zai)(zai)常(chang)態交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)管(guan)(guan)理(li)(li)中努力和(he)(he)不斷嘗試(shi)并力求達到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)析(xi)(xi)動態化、管(guan)(guan)理(li)(li)精細(xi)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標。在(zai)(zai)(zai)(zai)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)事(shi)故(gu)預(yu)警(jing)方(fang)(fang)(fang)(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)，我(wo)(wo)們通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)對(dui)(dui)370余萬條(tiao)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)事(shi)故(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地點(dian)、人員(yuan)、車(che)(che)輛(liang)(liang)等信息(xi)(xi)(xi)分(fen)(fen)析(xi)(xi)，每年市、區(qu)兩級事(shi)故(gu)易發(fa)或死亡人數(shu)(shu)(shu)較多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“黑點(dian)”，由(you)總隊定(ding)(ding)期督促屬地交(jiao)(jiao)(jiao)警(jing)支（大(da)(da)）隊限(xian)期整改。針對(dui)(dui)一段時(shi)間(jian)內本市欺詐通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)事(shi)故(gu)（俗稱(cheng)“碰瓷(ci)”）高發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況，我(wo)(wo)們建(jian)立(li)并不斷補充完善了(le)(le)(le)(le)事(shi)故(gu)“碰瓷(ci)”嫌疑人員(yuan)和(he)(he)車(che)(che)輛(liang)(liang)黑名(ming)單，通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)提(ti)(ti)前(qian)預(yu)警(jing)、發(fa)案(an)比(bi)(bi)對(dui)(dui)等方(fang)(fang)(fang)(fang)式(shi)累(lei)計(ji)鎖(suo)定(ding)(ding)相關(guan)(guan)嫌疑人415人，取(qu)得了(le)(le)(le)(le)很(hen)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成效。在(zai)(zai)(zai)(zai)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)狀況評價方(fang)(fang)(fang)(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)，我(wo)(wo)們以(yi)(yi)道(dao)(dao)(dao)路(lu)(lu)(lu)擁(yong)堵程度(du)、交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)事(shi)故(gu)數(shu)(shu)(shu)量(liang)(liang)為主要(yao)(yao)評價要(yao)(yao)素，創新性地將各區(qu)（縣）地面(mian)(mian)(mian)(mian)道(dao)(dao)(dao)路(lu)(lu)(lu)和(he)(he)快(kuai)速(su)(su)(su)路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)整體交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)情況以(yi)(yi)“指數(shu)(shu)(shu)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形式(shi)分(fen)(fen)色展現，供業務部門和(he)(he)支（大(da)(da)）隊參考。為掌握全市快(kuai)速(su)(su)(su)路(lu)(lu)(lu)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)結構和(he)(he)集(ji)(ji)散規律(lv)，我(wo)(wo)們利(li)用(yong)分(fen)(fen)布(bu)在(zai)(zai)(zai)(zai)中環(huan)及(ji)中環(huan)以(yi)(yi)內快(kuai)速(su)(su)(su)路(lu)(lu)(lu)上(shang)(shang)約(yue)300個斷面(mian)(mian)(mian)(mian)構成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)車(che)(che)牌識(shi)別系(xi)(xi)統(tong)實(shi)時(shi)采集(ji)(ji)流(liu)量(liang)(liang)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，開展了(le)(le)(le)(le)集(ji)(ji)散性OD分(fen)(fen)析(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)探索(suo)，即(ji)將全市快(kuai)速(su)(su)(su)路(lu)(lu)(lu)網(wang)(wang)劃(hua)分(fen)(fen)成20個“小區(qu)”，通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)數(shu)(shu)(shu)學建(jian)模和(he)(he)車(che)(che)輛(liang)(liang)信息(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)跟蹤，展現各“小區(qu)”間(jian)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)流(liu)轉移(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)空(kong)分(fen)(fen)布(bu)特(te)征，為擁(yong)堵成因分(fen)(fen)析(xi)(xi)、排(pai)堵預(yu)案(an)制(zhi)定(ding)(ding)等提(ti)(ti)供參考。在(zai)(zai)(zai)(zai)道(dao)(dao)(dao)口(kou)安(an)(an)保方(fang)(fang)(fang)(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)，我(wo)(wo)們通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)對(dui)(dui)歷(li)史數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)類(lei)統(tong)計(ji)、比(bi)(bi)較，研(yan)究(jiu)(jiu)制(zhi)定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)重大(da)(da)活動安(an)(an)保工(gong)作的(de)(de)(de)(de)(de)(de)道(dao)(dao)(dao)口(kou)查(cha)控方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)。2010年上(shang)(shang)海(hai)世(shi)(shi)博會(hui)舉辦前(qian)夕，時(shi)任市委(wei)書記的(de)(de)(de)(de)(de)(de)俞正聲同志在(zai)(zai)(zai)(zai)G15沈海(hai)高速(su)(su)(su)公(gong)路(lu)(lu)(lu)朱橋檢查(cha)站(zhan)現場(chang)，對(dui)(dui)“車(che)(che)駕(jia)查(cha)控系(xi)(xi)統(tong)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)架構、實(shi)時(shi)運(yun)作以(yi)(yi)及(ji)海(hai)量(liang)(liang)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)采集(ji)(ji)、分(fen)(fen)析(xi)(xi)及(ji)應用(yong)狀況進行(xing)了(le)(le)(le)(le)詳細(xi)調研(yan)，當即(ji)要(yao)(yao)求我(wo)(wo)們研(yan)發(fa)“世(shi)(shi)博道(dao)(dao)(dao)口(kou)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)行(xing)證管(guan)(guan)理(li)(li)及(ji)不停車(che)(che)安(an)(an)檢系(xi)(xi)統(tong)”。上(shang)(shang)海(hai)世(shi)(shi)博會(hui)期間(jian)，該系(xi)(xi)統(tong)累(lei)計(ji)實(shi)時(shi)關(guan)(guan)聯10多(duo)個數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)庫(ku)，核發(fa)297.7萬余張(zhang)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)行(xing)證，不僅(jin)將進滬車(che)(che)輛(liang)(liang)安(an)(an)全審核檢查(cha)關(guan)(guan)口(kou)前(qian)移(yi)，還通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)利(li)用(yong)“車(che)(che)駕(jia)查(cha)控系(xi)(xi)統(tong)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)時(shi)比(bi)(bi)對(dui)(dui)功(gong)能，既做到了(le)(le)(le)(le)“持證”車(che)(che)輛(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快(kuai)速(su)(su)(su)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)行(xing)，又實(shi)現了(le)(le)(le)(le)“逢疑必(bi)查(cha)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標。世(shi)(shi)博期間(jian)，系(xi)(xi)統(tong)比(bi)(bi)對(dui)(dui)命中有(you)關(guan)(guan)車(che)(che)輛(liang)(liang)1.5萬余輛(liang)(liang)次(ci)，有(you)效提(ti)(ti)升了(le)(le)(le)(le)民警(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作效率和(he)(he)打(da)擊精確度(du)，同時(shi)也對(dui)(dui)預(yu)防和(he)(he)緩解全市各道(dao)(dao)(dao)口(kou)因安(an)(an)檢引發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)面(mian)(mian)(mian)(mian)積擁(yong)堵問(wen)題起(qi)到了(le)(le)(le)(le)積極作用(yong)，減少了(le)(le)(le)(le)道(dao)(dao)(dao)口(kou)現場(chang)安(an)(an)檢壓力及(ji)對(dui)(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，得到了(le)(le)(le)(le)各級領(ling)導和(he)(he)社會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一致肯定(ding)(ding)。在(zai)(zai)(zai)(zai)為“大(da)(da)公(gong)安(an)(an)”服務方(fang)(fang)(fang)(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)，我(wo)(wo)們嘗試(shi)定(ding)(ding)期將網(wang)(wang)上(shang)(shang)追逃(tao)(tao)人員(yuan)信息(xi)(xi)(xi)與(yu)本市機動車(che)(che)檔案(an)進行(xing)關(guan)(guan)聯比(bi)(bi)對(dui)(dui)，篩選出在(zai)(zai)(zai)(zai)逃(tao)(tao)人員(yuan)可能駕(jia)駛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機動車(che)(che)信息(xi)(xi)(xi)，累(lei)計(ji)抓獲(huo)在(zai)(zai)(zai)(zai)逃(tao)(tao)人員(yuan)329名(ming)，探索(suo)出了(le)(le)(le)(le)“先(xian)由(you)人查(cha)車(che)(che)、再由(you)車(che)(che)查(cha)人”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)信息(xi)(xi)(xi)提(ti)(ti)煉新方(fang)(fang)(fang)(fang)法，取(qu)得了(le)(le)(le)(le)很(hen)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)戰效果。

（二）數據可(ke)視(shi)(shi)化隨(sui)著各類(lei)統計、分析(xi)數據的(de)(de)(de)(de)(de)不斷增多，各級領導、基層民警都希望通(tong)過直接的(de)(de)(de)(de)(de)“可(ke)視(shi)(shi)化”界面(mian)展示各類(lei)數據和信(xin)息。2009年，我們(men)構(gou)建了(le)基于GIS地(di)圖(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)應用平臺，并將采集或共享的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)時(shi)(shi)路(lu)(lu)況(kuang)、“110”交通(tong)類(lei)報警事件、視(shi)(shi)頻監控、快(kuai)速路(lu)(lu)入口匝道(dao)控制(zhi)、停車(che)場泊(bo)位等(deng)信(xin)息在電子地(di)圖(tu)(tu)(tu)上進(jin)行分層次(ci)展現，這些實(shi)(shi)時(shi)(shi)、動(dong)態的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息可(ke)按需(xu)隨(sui)時(shi)(shi)調(diao)閱。2010年上海(hai)世(shi)博會期間，根據安(an)保工作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)要，我們(men)制(zhi)作(zuo)了(le)兩張專題(ti)圖(tu)(tu)(tu)。“進(jin)滬(hu)陸路(lu)(lu)道(dao)口流量(liang)專題(ti)圖(tu)(tu)(tu)”實(shi)(shi)時(shi)(shi)展示當日全市(shi)進(jin)滬(hu)道(dao)口的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)動(dong)車(che)流量(liang)、“持進(jin)滬(hu)通(tong)行證”機(ji)動(dong)車(che)流量(liang)、5分鐘進(jin)滬(hu)流量(liang)等(deng)信(xin)息和道(dao)口排隊區、安(an)檢區的(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)(shi)頻監控信(xin)息。此外，通(tong)過對各道(dao)口歷(li)史(shi)流量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)數據統計，提供流量(liang)預警信(xin)息。“世(shi)博園區管控區周邊道(dao)路(lu)(lu)流量(liang)專題(ti)圖(tu)(tu)(tu)”除(chu)整合了(le)全市(shi)快(kuai)速路(lu)(lu)、高(gao)速公路(lu)(lu)、地(di)面(mian)主干道(dao)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)時(shi)(shi)路(lu)(lu)況(kuang)和快(kuai)速路(lu)(lu)匝道(dao)開(kai)閉狀態等(deng)信(xin)息外，實(shi)(shi)時(shi)(shi)展示當日進(jin)出世(shi)博管控區的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)動(dong)車(che)流量(liang)、5分鐘流量(liang)等(deng)。兩張圖(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)應用，為(wei)市(shi)公安(an)局“二指(zhi)”坐鎮指(zhi)揮的(de)(de)(de)(de)(de)領導以及(ji)民警實(shi)(shi)時(shi)(shi)掌握(wo)交通(tong)流量(liang)、科學(xue)指(zhi)揮、調(diao)配(pei)警力等(deng)提供了(le)依(yi)據，受到了(le)充分肯定。

（三(san)）參與“交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)指(zhi)數(shu)(shu)”的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)經過多年的(de)(de)建設，上(shang)海(hai)已經完成市(shi)(shi)區重要道(dao)(dao)(dao)路的(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)流信息(xi)的(de)(de)采集(ji)，并(bing)實(shi)現以(yi)紅、黃(huang)、綠三(san)種顏(yan)色代表路況(kuang)的(de)(de)信息(xi)。為使交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)參與者(zhe)(zhe)全面、客觀地(di)了解本(ben)市(shi)(shi)道(dao)(dao)(dao)路交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)的(de)(de)實(shi)時(shi)(shi)通(tong)行(xing)(xing)狀態，向其提供了量(liang)化(hua)的(de)(de)擁堵指(zhi)標(biao)。2009年，交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)警總隊(dui)在數(shu)(shu)據(ju)應用上(shang)的(de)(de)視野不再僅著(zhu)眼(yan)于自身，而(er)是跨出(chu)(chu)一步，會同(tong)市(shi)(shi)政(zheng)府相關(guan)部門(men)，將手中(zhong)(zhong)的(de)(de)靜態數(shu)(shu)據(ju)和市(shi)(shi)政(zheng)府相關(guan)部門(men)可共(gong)享的(de)(de)動(dong)態數(shu)(shu)據(ju)關(guan)聯起來(lai)。繼參與了榮獲上(shang)海(hai)市(shi)(shi)科技進步一等獎的(de)(de)“上(shang)海(hai)世博智能交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)系統關(guan)鍵技術及應用”項(xiang)目研(yan)(yan)發之后，2011年起，交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)警總隊(dui)積極配合(he)上(shang)海(hai)市(shi)(shi)城鄉建設和交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)發展研(yan)(yan)究(jiu)院（原上(shang)海(hai)市(shi)(shi)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)信息(xi)中(zhong)(zhong)心）研(yan)(yan)究(jiu)“道(dao)(dao)(dao)路交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)指(zhi)數(shu)(shu)”。通(tong)過對大量(liang)采集(ji)的(de)(de)各(ge)類(lei)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)實(shi)時(shi)(shi)數(shu)(shu)據(ju)、歷史(shi)數(shu)(shu)據(ju)進行(xing)(xing)統計、分(fen)(fen)析(xi)、比較，最終(zhong)用“道(dao)(dao)(dao)路交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)指(zhi)數(shu)(shu)”這一數(shu)(shu)值方式來(lai)量(liang)化(hua)描述道(dao)(dao)(dao)路交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)運行(xing)(xing)狀態，同(tong)時(shi)(shi)結合(he)GIS地(di)圖加以(yi)分(fen)(fen)色、分(fen)(fen)塊(kuai)展現，并(bing)通(tong)過網站、微博、手機APP等向公眾實(shi)時(shi)(shi)，力爭做到既能客觀地(di)評價(jia)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)擁堵狀況(kuang)，又能方便出(chu)(chu)行(xing)(xing)者(zhe)(zhe)的(de)(de)理解與記(ji)憶。

二、與當今“大(da)數據”應(ying)用的差(cha)距(ju)

目(mu)前，“大(da)數(shu)據”的(de)(de)應(ying)用處于發(fa)展初(chu)期，在我(wo)國(guo)更是剛(gang)剛(gang)起步。通過多(duo)年的(de)(de)實踐(jian)和積極(ji)探索，交警總隊“大(da)數(shu)據”的(de)(de)應(ying)用成效明顯，但我(wo)們(men)感到，與當今國(guo)內外成功的(de)(de)“大(da)數(shu)據”應(ying)用相比，我(wo)們(men)還存在差距，主要表現(xian)在：

（一）在(zai)(zai)理念和思維(wei)上仍存在(zai)(zai)差距(ju)隨著互(hu)聯(lian)網、云計算、移動互(hu)聯(lian)等(deng)相關智能(neng)技術的(de)飛速發展(zhan)，可(ke)以預見，“大(da)(da)(da)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)”陳(chen)志康：公安交通(tong)管理“大(da)(da)(da)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)”的(de)應(ying)用(yong)與研(yan)究(jiu)在(zai)(zai)公安交通(tong)管理方面(mian)的(de)應(ying)用(yong)也(ye)將愈(yu)加(jia)(jia)廣泛。但(dan)與其“4V”（即(ji)Volume大(da)(da)(da)量(liang)、Velocity高速、Variety多(duo)樣、Veracity真實性）特點(dian)相比，未來“大(da)(da)(da)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)”的(de)應(ying)用(yong)與發展(zhan)絕不是(shi)(shi)簡單(dan)依賴數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采(cai)集量(liang)的(de)擴大(da)(da)(da)，也(ye)不僅(jin)僅(jin)是(shi)(shi)服(fu)務(wu)器性能(neng)、數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)簡單(dan)擴容或(huo)累加(jia)(jia)，而是(shi)(shi)對于其中蘊含的(de)理念、思維(wei)的(de)轉變和突破。與“小數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)”時(shi)代相比，“大(da)(da)(da)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)”時(shi)代的(de)轉變是(shi)(shi)多(duo)方面(mian)的(de)。例如，傳統(tong)統(tong)計方法(fa)追求精確，但(dan)“大(da)(da)(da)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)”只預測(ce)宏觀趨勢；傳統(tong)的(de)統(tong)計、研(yan)究(jiu)關注(zhu)因果關系，而“大(da)(da)(da)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)”更強調(diao)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)之間(jian)的(de)關聯(lian)等(deng)。

（二(er)）在(zai)技術和手(shou)段(duan)上(shang)仍較(jiao)為(wei)匱乏就我們目(mu)前(qian)擁有的(de)(de)(de)(de)各(ge)類交(jiao)通管理(li)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)而言，其(qi)體量(liang)并(bing)不能(neng)稱之為(wei)“大(da)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)”。如(ru)果要同各(ge)警種的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)聯，與市政(zheng)府相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)部(bu)門(men)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)相(xiang)(xiang)融合，將數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)轉化(hua)為(wei)生產力(li)，其(qi)所(suo)面(mian)臨(lin)的(de)(de)(de)(de)困境還(huan)十分(fen)明顯，這(zhe)也(ye)直(zhi)接反映了我們在(zai)技術和手(shou)段(duan)上(shang)的(de)(de)(de)(de)匱乏。2009年，我們便已(yi)利用(yong)“數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)倉(cang)庫(ku)”技術等(deng)當時較(jiao)為(wei)成熟和先進的(de)(de)(de)(de)技術開展交(jiao)通管理(li)核(he)心數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)深(shen)度挖掘(jue)，力(li)求為(wei)業務部(bu)門(men)提(ti)供更豐(feng)富、有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)統計(ji)(ji)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，但受(shou)限于傳(chuan)統關(guan)(guan)(guan)系(xi)型(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)庫(ku)的(de)(de)(de)(de)架(jia)構(gou)(gou)，無論(lun)在(zai)計(ji)(ji)算(suan)效(xiao)(xiao)率還(huan)是(shi)結(jie)(jie)果表現(xian)上(shang)均無法得到“質”的(de)(de)(de)(de)突破。此外，我們對(dui)于海量(liang)視(shi)頻(pin)的(de)(de)(de)(de)快速檢索(suo)、車(che)輛照片關(guan)(guan)(guan)鍵特征(zheng)的(de)(de)(de)(de)提(ti)取等(deng)方(fang)面(mian)仍缺(que)少高效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)手(shou)段(duan)，使得對(dui)于這(zhe)類非(fei)結(jie)(jie)構(gou)(gou)化(hua)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)、管理(li)仍處(chu)于初級階(jie)段(duan)，對(dui)其(qi)中蘊含(han)的(de)(de)(de)(de)有深(shen)層次(ci)應用(yong)價值的(de)(de)(de)(de)信息無法加以(yi)進一步挖掘(jue)。“大(da)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)”的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)流程一般(ban)可概括為(wei)四個步驟，即(ji)“采集、預處(chu)理(li)、統計(ji)(ji)分(fen)析、數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)挖掘(jue)”。其(qi)中，“預處(chu)理(li)”是(shi)當前(qian)傳(chuan)統數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)處(chu)理(li)中被忽視(shi)或被弱化(hua)的(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)，除了受(shou)限于主流的(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)(guan)系(xi)型(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)庫(ku)（如(ru)Oracle）、集中式存(cun)(cun)儲等(deng)架(jia)構(gou)(gou)外，還(huan)與缺(que)少將非(fei)結(jie)(jie)構(gou)(gou)化(hua)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)（例(li)如(ru)視(shi)頻(pin)、圖(tu)片、文本(ben)、聲音等(deng)）向結(jie)(jie)構(gou)(gou)化(hua)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)（即(ji)可以(yi)用(yong)二(er)維表結(jie)(jie)構(gou)(gou)來表達的(de)(de)(de)(de)行數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，例(li)如(ru)存(cun)(cun)儲在(zai)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)庫(ku)中的(de)(de)(de)(de)記錄(lu)）轉換的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)技術手(shou)段(duan)有著重要關(guan)(guan)(guan)系(xi)。所(suo)以(yi)，現(xian)有的(de)(de)(de)(de)統計(ji)(ji)分(fen)析、數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)挖掘(jue)等(deng)絕大(da)多數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)針對(dui)的(de)(de)(de)(de)是(shi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)化(hua)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)（目(mu)前(qian)僅占所(suo)有數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)量(liang)的(de)(de)(de)(de)10%至20%，其(qi)余均為(wei)非(fei)結(jie)(jie)構(gou)(gou)化(hua)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)），難以(yi)真正體現(xian)“大(da)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)”多樣性的(de)(de)(de)(de)特點。

三、今后(hou)公安交通管理(li)“大數據”的研(yan)究與(yu)應用方向

（一(yi)）研究(jiu)(jiu)和建立“公(gong)(gong)安(an)(an)交(jiao)通(tong)管理大(da)數(shu)(shu)(shu)(shu)據應(ying)用(yong)平(ping)臺(tai)”結合市公(gong)(gong)安(an)(an)局“十三五”信(xin)息化建設(she)規劃，研究(jiu)(jiu)和建立“公(gong)(gong)安(an)(an)交(jiao)通(tong)管理大(da)數(shu)(shu)(shu)(shu)據應(ying)用(yong)平(ping)臺(tai)”。不斷學習研究(jiu)(jiu)Hadoop、虛(xu)擬(ni)化等新技術(shu)，構(gou)建全新的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據存(cun)儲(chu)(chu)、處(chu)理技術(shu)架構(gou)，不但要(yao)使數(shu)(shu)(shu)(shu)據的(de)(de)(de)存(cun)儲(chu)(chu)容(rong)量更(geng)大(da)、運算速度更(geng)快、展現形式更(geng)豐富，更(geng)要(yao)突破同類(lei)數(shu)(shu)(shu)(shu)據的(de)(de)(de)局限，從看似毫不相干的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據之間(jian)發現關聯性，真正(zheng)體現“大(da)數(shu)(shu)(shu)(shu)據”的(de)(de)(de)精髓。

（二）滿足數(shu)據(ju)(ju)采集的(de)(de)(de)需求，提升管(guan)(guan)理(li)水平(ping)“大數(shu)據(ju)(ju)”應用的(de)(de)(de)核心是(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)挖掘，為(wei)(wei)公安交(jiao)通(tong)管(guan)(guan)理(li)中遇到的(de)(de)(de)難點問(wen)題提供(gong)原因分析依據(ju)(ju)，但其基礎(chu)卻是(shi)(shi)所采集數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)質量和(he)種類(lei)。因此，一是(shi)(shi)要不斷提高各(ge)類(lei)交(jiao)通(tong)管(guan)(guan)理(li)相(xiang)關基礎(chu)信息的(de)(de)(de)采集質量，為(wei)(wei)后續(xu)數(shu)據(ju)(ju)處(chu)理(li)奠定堅實(shi)的(de)(de)(de)基礎(chu)。二是(shi)(shi)要積極建(jian)立與市交(jiao)通(tong)委(wei)員會(hui)、市保監會(hui)等社(she)會(hui)相(xiang)關部(bu)(bu)門的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)共享機制，擴充與機動車、駕駛(shi)人(ren)、特定行業管(guan)(guan)理(li)、道路等相(xiang)關的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)類(lei)型(xing)。三(san)是(shi)(shi)依托高校(xiao)、科研(yan)院所等專(zhuan)業力量進行深(shen)入研(yan)究，力爭(zheng)突破圖片、視頻(pin)等海(hai)量非結(jie)構(gou)化數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)理(li)難題，運用有效的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)模型(xing)和(he)架(jia)構(gou)，實(shi)現類(lei)似結(jie)構(gou)化數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)統(tong)一描述、查詢和(he)處(chu)理(li)。四是(shi)(shi)積極會(hui)同(tong)市公安局(ju)相(xiang)關部(bu)(bu)門，在(zai)數(shu)據(ju)(ju)層面加(jia)強與市公安局(ju)“警(jing)綜平(ping)臺(tai)(tai)(tai)”“情報(bao)綜合研(yan)判實(shi)戰平(ping)臺(tai)(tai)(tai)”“視頻(pin)監控平(ping)臺(tai)(tai)(tai)”“治安卡(ka)口(kou)信息綜合管(guan)(guan)理(li)平(ping)臺(tai)(tai)(tai)”等的(de)(de)(de)對接，為(wei)(wei)公安交(jiao)通(tong)信息研(yan)判分析提供(gong)支撐。

（三）抓住重點(dian)，突破四個(ge)階(jie)段(duan)(duan)(duan)的(de)核(he)心技術應用“瓶頸(jing)”我們要選擇合適(shi)的(de)軟件(jian)、工(gong)具，真正將數(shu)(shu)據(ju)(ju)轉(zhuan)化為信息，并(bing)(bing)提煉出有價值的(de)信息。在數(shu)(shu)據(ju)(ju)采(cai)集方(fang)面，重點(dian)解(jie)決(jue)高(gao)并(bing)(bing)發(fa)數(shu)(shu)的(de)訪問、操作(zuo)問題(ti)，使(shi)服務器(qi)、數(shu)(shu)據(ju)(ju)庫(ku)負載均衡并(bing)(bing)分片處理(li)。在預(yu)處理(li)階(jie)段(duan)(duan)(duan)，重點(dian)做好“生產庫(ku)”向“資源庫(ku)”的(de)轉(zhuan)移(yi)和數(shu)(shu)據(ju)(ju)清洗等工(gong)作(zuo)，滿足(zu)后(hou)續(xu)數(shu)(shu)據(ju)(ju)處理(li)的(de)實時計(ji)算需(xu)求(qiu)。在統計(ji)分析(xi)階(jie)段(duan)(duan)(duan)，要在了解(jie)業(ye)務需(xu)求(qiu)的(de)基礎上，著重在不同數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)“關聯(lian)性”上下工(gong)夫，找到規律。在數(shu)(shu)據(ju)(ju)挖掘階(jie)段(duan)(duan)(duan)，要力爭實現數(shu)(shu)據(ju)(ju)從“事(shi)后(hou)統計(ji)”到“事(shi)前預(yu)測”的(de)突破。

篇6

Abstract： We only use several years to achieve the application of Internet of things technology from the rise of the concept. Now， it is generally believed that the Internet of things technology is another revolutionary technology in the human information industry following the Internet and mobile communication technology. With the gradual deepening of China's urbanization process， the city's population is also increasing， and the number of cars， urban traffic congestion phenomenon have caused a negative impact on the production and living of urban residents. Moreover， the pollution of the environment， the consumption of energy and other issues are the common problems that all countries in the world need to deal with， so by means of the Internet of things technology to build urban intelligent transportation is imminent.

關(guan)鍵詞： 物(wu)聯網；智(zhi)能交通系統；移動通信技(ji)術

Key words： Internet of things；intelligent transportation system；mobile communication technology

中D分(fen)類(lei)號：F274 文獻標識碼(ma)：A 文章編號：1006-4311（2017）15-0065-02

0 引言

城(cheng)市智(zhi)(zhi)能交通(tong)系統的(de)(de)建立，極大地扭(niu)轉了城(cheng)市交通(tong)堵塞、減緩交通(tong)擁擠的(de)(de)現象，是(shi)一項高效、科(ke)學(xue)的(de)(de)技(ji)(ji)術措施，當前(qian)國內外越來越受重(zhong)視(shi)[1]。不僅(jin)如此，利用射頻技(ji)(ji)術、傳感(gan)器(qi)技(ji)(ji)術、GPS等(deng)信息傳感(gan)設(she)備孕(yun)育而(er)生的(de)(de)物聯網(wang)能夠將所有物品和互聯網(wang)進(jin)行(xing)智(zhi)(zhi)能連接，再(zai)利用通(tong)訊(xun)技(ji)(ji)術，完成(cheng)了對網(wang)絡的(de)(de)物體(ti)進(jin)行(xing)智(zhi)(zhi)能化識別、跟(gen)蹤、定位、監(jian)控(kong)和管理。

1 建設(she)基于物(wu)聯網技術的城市智能交通(tong)存在的困境

現(xian)(xian)階(jie)段(duan)(duan)，智(zhi)能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)的(de)信息數據(ju)還并(bing)沒(mei)有(you)完(wan)全實(shi)現(xian)(xian)全天候的(de)提供現(xian)(xian)場信息的(de)能(neng)力(li)。城市(shi)智(zhi)能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)在(zai)建(jian)(jian)設(she)的(de)過程中(zhong)仍會面臨的(de)困境：一是(shi)(shi)智(zhi)能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)流(liu)的(de)集散(san)點布置過多；二是(shi)(shi)智(zhi)能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)流(liu)的(de)路線(xian)、流(liu)量(liang)往往時常發(fa)生變化，其(qi)路線(xian)與車(che)輛(liang)(liang)流(liu)量(liang)并(bing)不穩定；三是(shi)(shi)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)運輸的(de)工具類別不盡相同，其(qi)速(su)度也(ye)有(you)很(hen)大(da)差異大(da)；四是(shi)(shi)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)客流(liu)、車(che)流(liu)以(yi)及(ji)車(che)流(liu)之(zhi)間存在(zai)很(hen)多交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)叉，彼此干擾大(da)；五(wu)是(shi)(shi)城市(shi)智(zhi)能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)必(bi)須要有(you)大(da)量(liang)的(de)附屬(shu)設(she)施以(yi)及(ji)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)管(guan)理設(she)施；六是(shi)(shi)城市(shi)智(zhi)能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)的(de)車(che)輛(liang)(liang)管(guan)理牽涉到交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)路面包括運輸、公安、城建(jian)(jian)等很(hen)多單位部(bu)門。但是(shi)(shi)現(xian)(xian)階(jie)段(duan)(duan)并(bing)沒(mei)有(you)妥善(shan)處(chu)理城市(shi)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)擁(yong)堵、疏(shu)通(tong)(tong)以(yi)及(ji)車(che)輛(liang)(liang)動態誘導行之(zhi)有(you)效的(de)手段(duan)(duan)，故而全面加強突發(fa)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)事件的(de)應(ying)急(ji)處(chu)理能(neng)力(li)成為建(jian)(jian)設(she)城市(shi)智(zhi)能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)(tong)的(de)當(dang)務(wu)之(zhi)急(ji)。

2 建設基于物聯(lian)網技術的城市智能(neng)交通架(jia)構

通(tong)過(guo)每一種不同方(fang)法(fa)收(shou)集路(lu)面(mian)交(jiao)通(tong)的信(xin)息，充分融入物聯網(wang)技術，全(quan)面(mian)交(jiao)通(tong)路(lu)面(mian)中的公(gong)交(jiao)、出租車以及車輛的日常運營(ying)現(xian)實水平，通(tong)過(guo)車載(zai)的GPS系統與無線通(tong)訊技術的移動車檢測(ce)手段，完成路(lu)網(wang)全(quan)景式，最終得以呈現(xian)交(jiao)通(tong)中的車輛流量、路(lu)面(mian)占有率、車輛行車的均速，時間等一系列(lie)的交(jiao)通(tong)信(xin)息，并且實施(shi)全(quan)方(fang)位、全(quan)天候的監測(ce)。

全方位收取(qu)路(lu)網(wang)(wang)的(de)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)信息，用諸如(ru)數(shu)學建(jian)模(mo)、數(shu)據融合、無線傳(chuan)輸(shu)、人工智能、警用GIS系統等相關(guan)技術，盡可能地完成以(yi)(yi)公交(jiao)優先、公眾車輛以(yi)(yi)及特殊車輛優先的(de)最優路(lu)徑規(gui)劃(hua)[2]，與(yu)此同時，完成對路(lu)面(mian)突發事件的(de)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)管制、動(dong)態誘導以(yi)(yi)及面(mian)臨(lin)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)堵塞的(de)預(yu)警功(gong)能。利用物聯網(wang)(wang)技術對交(jiao)通(tong)(tong)(tong)路(lu)網(wang)(wang)的(de)流量進行動(dong)態分析(xi)預(yu)測與(yu)對現實交(jiao)通(tong)(tong)(tong)狀況展開判斷，給路(lu)面(mian)交(jiao)通(tong)(tong)(tong)的(de)控制策略、路(lu)網(wang)(wang)建(jian)設還有有關(guan)城市交(jiao)通(tong)(tong)(tong)規(gui)劃(hua)給予意(yi)見與(yu)建(jian)議。

上述是以(yi)(yi)物(wu)聯(lian)網技術(shu)在城市智能(neng)(neng)交(jiao)(jiao)通(tong)架構中關(guan)于(yu)建設路網交(jiao)(jiao)通(tong)信息(xi)采(cai)集的(de)(de)相關(guan)規范和標準，以(yi)(yi)便(bian)能(neng)(neng)夠更好(hao)地整合(he)交(jiao)(jiao)通(tong)信息(xi)，給城市交(jiao)(jiao)通(tong)信息(xi)數據平(ping)臺提(ti)供一個全(quan)景式、多(duo)角度的(de)(de)整體服(fu)務。城市智能(neng)(neng)交(jiao)(jiao)通(tong)系(xi)統正是通(tong)過路網立體式交(jiao)(jiao)通(tong)信息(xi)完成第一時間(jian)的(de)(de)全(quan)天信息(xi)分析與獲取，充分結合(he)車載GPS定位設備與各個通(tong)訊手段，達(da)到行車路徑的(de)(de)最優(you)處理、車輛動態誘導、信號控(kong)制的(de)(de)物(wu)聯(lian)網交(jiao)(jiao)通(tong)管理控(kong)制與智能(neng)(neng)綠波控(kong)制。以(yi)(yi)下為(wei)基(ji)于(yu)物(wu)聯(lian)網技術(shu)的(de)(de)城市智能(neng)(neng)交(jiao)(jiao)通(tong)架構：

一是中心性子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)。這(zhe)個(ge)(ge)系(xi)統(tong)(tong)涵蓋(gai)了路(lu)面(mian)交通(tong)管(guan)理(li)的(de)10個(ge)(ge)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)，分別是：維護與工(gong)程(cheng)管(guan)理(li)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)、突發(fa)事件管(guan)理(li)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)、收費管(guan)理(li)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)、尾氣排放(fang)管(guan)理(li)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)、商用(yong)車(che)輛管(guan)理(li)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)、提(ti)供信(xin)息服(fu)務的(de)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)、管(guan)理(li)公共交通(tong)的(de)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)、車(che)輛運(yun)行和(he)貨運(yun)調度(du)管(guan)理(li)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)及數據(ju)分析管(guan)理(li)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)等。這(zhe)10個(ge)(ge)子(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)的(de)一致的(de)特點，便是在空(kong)(kong)間(jian)位置的(de)選擇上不需要受到實(shi)際交通(tong)基礎(chu)設施(shi)的(de)限制(zhi)，有著(zhu)非常強的(de)空(kong)(kong)間(jian)獨立(li)性。

二是旅行(xing)者(zhe)子系(xi)統。這個系(xi)統主要是以從事旅行(xing)服(fu)務(wu)業的(de)人(ren)員(yuan)以及旅行(xing)人(ren)員(yuan)作為設計對(dui)象，通(tong)過城市智能(neng)(neng)交通(tong)系(xi)統中的(de)有關(guan)功(gong)能(neng)(neng)完成了對(dui)各種存在的(de)旅行(xing)模式進(jin)行(xing)有效服(fu)務(wu)。

此外，再充分配(pei)合個人信息(xi)訪問子系(xi)(xi)統以及遠(yuan)距(ju)離旅行支持子系(xi)(xi)統，利用通訊設備和別的類型子系(xi)(xi)統間實施直接的信息(xi)傳遞。

三是區(qu)域(yu)型子(zi)系(xi)統(tong)(tong)。這(zhe)個子(zi)系(xi)統(tong)(tong)包(bao)括(kuo)道路運行狀況、收費(fei)、安全(quan)監(jian)控、停車(che)管理及(ji)商用車(che)輛核查等子(zi)系(xi)統(tong)(tong)。

四是(shi)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)型子系統。這一系統具體(ti)裝置(zhi)于(yu)交通(tong)行駛的車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)上，按照(zhao)每一種(zhong)類(lei)型的車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)，可把這一系統劃分為公交車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)、出租車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)子、商(shang)用車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)、普通(tong)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)、緊急車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)和維護(hu)與工(gong)程車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)子系統。

3 建設(she)基于(yu)物聯(lian)網技術的(de)城(cheng)市智能交通(tong)的(de)運用(yong)

3.1 無線射(she)頻(pin)識(shi)別技術

無線射頻識(shi)別技(ji)(ji)術屬于一(yi)種便于操控(kong)簡單實用(yong)(yong)，在(zai)進(jin)行識(shi)別時不需要人(ren)工干(gan)預(yu)，適合用(yong)(yong)于自(zi)動化(hua)控(kong)制管(guan)理的(de)(de)一(yi)門應用(yong)(yong)技(ji)(ji)術。它的(de)(de)識(shi)別功能既能支持只讀(du)工作模式，同時也能支持讀(du)寫模式，無需物體間的(de)(de)接觸(chu)或瞄準；其性能不會(hui)受到油漬、霧霾污染等氣候環境(jing)的(de)(de)影響(xiang)，適應環境(jing)變化(hua)的(de)(de)能力(li)較強；無線射頻識(shi)別技(ji)(ji)術產品運用(yong)(yong)最(zui)廣泛(fan)的(de)(de)領(ling)域還是在(zai)交(jiao)通運行管(guan)理上，能識(shi)別距離較長，例如常用(yong)(yong)于不停車公路收(shou)費(fei)和自(zi)動識(shi)別車牌等。

其(qi)實，無線射頻自動識別技術(shu)獨特的優(you)越性，其(qi)他識別技術(shu)是不可比擬的：

第一， 識別讀取數據能(neng)力強。在沒有(you)光源，甚至物(wu)品有(you)外包裝的(de)(de)情況下(xia)，也(ye)能(neng)夠(gou)準確無誤地讀出(chu)相關數據。有(you)效識別的(de)(de)距離較大，當讀取自(zi)帶電源的(de)(de)主動標(biao)簽時，無線(xian)射(she)頻自(zi)動識別系統(tong)有(you)超(chao)過(guo)三十米(mi)的(de)(de)有(you)效識別距離。

第(di)二，識別(bie)讀(du)取(qu)數據的速(su)度(du)快。識別(bie)解讀(du)器(qi)能(neng)在第(di)一時(shi)間準確讀(du)取(qu)到進(jin)入磁場范圍內的車輛(liang)信息，也可以同時(shi)讀(du)取(qu)多個標(biao)簽，實現批量次(ci)車輛(liang)信息的識別(bie)。

第三，技(ji)術的(de)(de)使用年(nian)限更(geng)長，其(qi)應(ying)用區域更(geng)廣。具備無(wu)線電通信方式，能夠使無(wu)線射頻(pin)識別技(ji)術應(ying)用在放射性環(huan)境或(huo)遭(zao)受粉塵等污染的(de)(de)環(huan)境，封閉式的(de)(de)技(ji)術路徑使其(qi)壽命遠遠超過(guo)條(tiao)形(xing)碼(ma)識別技(ji)術。

第四(si)，具有動態更改(gai)標簽數據的功能。其目的是通過編程器而賦予RFID電子(zi)標簽實(shi)現交互式便攜(xie)數據文件(jian)，寫入標簽時比(bi)打印條形(xing)碼的速度更快。

第五，正常情況下，標簽(qian)與解讀(du)器的(de)通(tong)信頻率達到50～100次/秒，所(suo)以，只要附著RFC標簽(qian)的(de)物體(ti)(ti)在(zai)解讀(du)器的(de)有效(xiao)識別范圍內(nei)，就能(neng)實(shi)施對該物體(ti)(ti)的(de)位置(zhi)和動態進行監控及追蹤(zong)。

3.2 無線(xian)射(she)頻技術的模(mo)塊(kuai)分析(xi)

根(gen)據(ju)(ju)(ju)智(zhi)能(neng)交通監(jian)控系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)功(gong)能(neng)屬(shu)性和(he)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)對象需(xu)求，可以把智(zhi)能(neng)交通監(jian)控系(xi)(xi)統分(fen)為(wei)四種功(gong)能(neng)型模(mo)(mo)塊(kuai)：一是(shi)(shi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)顯(xian)示(shi)(shi)模(mo)(mo)塊(kuai)。該模(mo)(mo)塊(kuai)主(zhu)要(yao)展示(shi)(shi)智(zhi)能(neng)交通監(jian)控系(xi)(xi)統可視化階段的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，其通用性很強，是(shi)(shi)全面展現(xian)系(xi)(xi)統數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)信(xin)息(xi)體現(xian)的(de)(de)(de)重要(yao)模(mo)(mo)塊(kuai)。二(er)是(shi)(shi)信(xin)息(xi)管理模(mo)(mo)塊(kuai)。這(zhe)是(shi)(shi)具有(you)較好(hao)通用性的(de)(de)(de)職能(neng)模(mo)(mo)塊(kuai)，是(shi)(shi)實(shi)現(xian)計算(suan)機監(jian)控系(xi)(xi)統功(gong)能(neng)必不可少的(de)(de)(de)模(mo)(mo)塊(kuai)。三是(shi)(shi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)預處(chu)(chu)理模(mo)(mo)塊(kuai)。是(shi)(shi)實(shi)現(xian)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)顯(xian)示(shi)(shi)模(mo)(mo)塊(kuai)功(gong)能(neng)的(de)(de)(de)一個輔(fu)助(zhu)型模(mo)(mo)塊(kuai)，當數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)處(chu)(chu)理對象不斷增加(jia)，接近飽(bao)和(he)狀態(tai)時(shi)，使(shi)用數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)預處(chu)(chu)理模(mo)(mo)塊(kuai)可以有(you)效提升數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)檢索效率(lv)；四是(shi)(shi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)設(she)置(zhi)模(mo)(mo)塊(kuai)。該業(ye)務(wu)模(mo)(mo)塊(kuai)屬(shu)于物聯網中計算(suan)機監(jian)控系(xi)(xi)統中的(de)(de)(de)核心模(mo)(mo)塊(kuai)，根(gen)據(ju)(ju)(ju)系(xi)(xi)統功(gong)能(neng)設(she)置(zhi)的(de)(de)(de)相(xiang)關參(can)數(shu)(shu)(shu)及監(jian)控的(de)(de)(de)對象數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)都能(neng)主(zhu)要(yao)呈現(xian)在這(zhe)個模(mo)(mo)塊(kuai)中。

3.3 瞬時值監測(ce)與(yu)歷史(shi)值監測(ce)

物(wu)聯網技術在智能(neng)交通(tong)監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)中的(de)(de)應用，對(dui)(dui)瞬時(shi)值(zhi)監(jian)測其主要目的(de)(de)是實現(xian)對(dui)(dui)監(jian)測對(dui)(dui)象的(de)(de)實時(shi)監(jian)控(kong)(kong)，重點關(guan)注可視化(hua)(hua)數據的(de)(de)動(dong)態(tai)變化(hua)(hua)特性。對(dui)(dui)收(shou)集的(de)(de)數據信(xin)息量并(bing)非要進(jin)行固定值(zhi)的(de)(de)靜(jing)態(tai)比較，而是要根(gen)據對(dui)(dui)各個監(jian)測對(dui)(dui)象采集到實時(shi)的(de)(de)靜(jing)態(tai)信(xin)息，通(tong)過(guo)肉(rou)眼視覺延遲的(de)(de)感(gan)受實現(xian)對(dui)(dui)實時(shi)信(xin)息進(jin)行的(de)(de)對(dui)(dui)比。

對(dui)監控系統(tong)歷史值監測的意義在(zai)于觀測數(shu)據(ju)的變化(hua)趨勢，通過數(shu)據(ju)的變化(hua)過程(cheng)，來分析判斷道路交通流的運行(xing)羈觥

因此，如何才能(neng)把(ba)數據本身(shen)與比較(jiao)信息解釋得(de)更為客觀全面，是智能(neng)交通(tong)監控系統功能(neng)實現的(de)關鍵。

3.4 監控系統可視(shi)化分析

根據(ju)物聯網(wang)組成(cheng)元素分析(xi)，通(tong)過傳感層(ceng)一(yi)般(ban)是采集(ji)到(dao)道路路面受力狀態的數(shu)(shu)(shu)據(ju)，傳輸層(ceng)是把預設標準所采集(ji)來(lai)的電(dian)信號通(tong)過無(wu)線手段傳輸到(dao)計算機(ji)監控(kong)(kong)系統的后臺數(shu)(shu)(shu)據(ju)庫，服(fu)務器再把貯存(cun)在(zai)(zai)數(shu)(shu)(shu)據(ju)庫中(zhong)(zhong)的數(shu)(shu)(shu)據(ju)進行實時處理，從而來(lai)應用(yong)層(ceng)監控(kong)(kong)客(ke)戶端發輸送的請求，并(bing)且(qie)把最終的數(shu)(shu)(shu)據(ju)情況(kuang)呈現到(dao)屏幕上來(lai)。在(zai)(zai)這過程中(zhong)(zhong)，監控(kong)(kong)系統中(zhong)(zhong)的可視化技術重點應用(yong)在(zai)(zai)自后臺數(shu)(shu)(shu)據(ju)庫服(fu)務器到(dao)前臺客(ke)戶端的環節。

所(suo)以(yi)，監控(kong)重點是客戶端的(de)(de)實際呈(cheng)現的(de)(de)狀態，其所(suo)見內容一(yi)方(fang)面涵括(kuo)(kuo)了傳感(gan)器所(suo)得到的(de)(de)數(shu)據信息，另一(yi)方(fang)面也涵括(kuo)(kuo)了計算機監控(kong)計算即時監控(kong)到的(de)(de)參數(shu)信息，也只有完善(shan)的(de)(de)應用(yong)配合方(fang)可實現在客觀角度(du)實現智能的(de)(de)要求。

綜上所述，物聯(lian)網(wang)如今(jin)被視(shi)為(wei)繼計算機、互(hu)聯(lian)網(wang)后，信息(xi)產(chan)(chan)業(ye)(ye)的(de)第三次浪潮，物聯(lian)網(wang)也是(shi)信息(xi)產(chan)(chan)業(ye)(ye)的(de)全新領域，其發(fa)展(zhan)(zhan)對普通人群的(de)生產(chan)(chan)生活(huo)和社會經(jing)濟發(fa)展(zhan)(zhan)都會產(chan)(chan)生巨大影響(xiang)。隨著物聯(lian)網(wang)技(ji)術(shu)的(de)推廣應用，必(bi)然推動著交(jiao)通運輸(shu)業(ye)(ye)朝著智能(neng)化、標準化的(de)方向發(fa)展(zhan)(zhan)，智能(neng)交(jiao)通必(bi)將是(shi)交(jiao)通事業(ye)(ye)朝著健康可(ke)持續發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)必(bi)然路(lu)徑，是(shi)交(jiao)通事業(ye)(ye)的(de)一場(chang)革命。

本文(wen)以物聯網技術在城市智(zhi)能交通建設的系(xi)統領域中出現(xian)的數據類(lei)別(bie)多、信息量大(da)、數據之間關(guan)系(xi)龐雜等現(xian)實的問(wen)題為分析論點，提(ti)出了(le)對于解決(jue)上述問(wen)題所(suo)有的積極影(ying)響，并(bing)展開了(le)相應(ying)地驗證與實踐(jian)。

參考文獻：

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篇7

【 關鍵詞(ci) 】 多機場(chang)；流量(liang)調配；整(zheng)數規劃；時隙分(fen)配；Job Shop

Research of Flow Allocation Under Multi-airport System on Mixed-integer Program

Chen Xiang 1 Li Yu-sheng 2

（1. China's Civil Aviation Air Traffic Management Bureau of Fujian Sub-Bureau FujianFuzhou 350000；

2. University of Science and Technology of China AnhuiHefei 230000）

【 Abstract 】 With the rapid development of the national air traffic，the air traffic flow is increasing day by day，and it becomes the main reason of flight delay. How to allocate air traffic flow reasonably has become an important issue in recent years. In this paper， we consider the problem of typical traffic allocation problem based on the airport and route point constraints. By introducing the traditional scheduling problem， the problem is transformed into a mixed integer programming problem and the global optimal solutions are obtained. Finally， the validity of the model is verified by the numerical tests.

【 Keywords 】 multi-airport； air traffic flow allocation； mixed-integer program； time slot allocation； job shop

1 引言

隨(sui)著經濟發展(zhan)，伴隨(sui)著日益(yi)增長的(de)交(jiao)通(tong)運輸需求，航(hang)空(kong)(kong)(kong)交(jiao)通(tong)的(de)規模(mo)和復(fu)雜(za)性日益(yi)加(jia)大。2010年(nian)，我國(guo)境內民用航(hang)空(kong)(kong)(kong)（頒(ban)證）機場(chang)共(gong)有175個（不含香港和澳門），其(qi)中(zhong)定期航(hang)班通(tong)航(hang)機場(chang)175個，定期航(hang)班通(tong)航(hang)城市172個。我國(guo)民航(hang)業已保(bao)持了(le)30多年(nian)17.6%的(de)年(nian)均增長率，創造了(le)全球航(hang)空(kong)(kong)(kong)運輸業的(de)奇跡。

《中國(guo)(guo)民航(hang)十二五發展規劃》指出，到2015年，我(wo)國(guo)(guo)運輸總(zong)周轉量(liang)達(da)990億(yi)噸公里，旅客運輸量(liang)達(da)4.5億(yi)人次，貨(huo)郵運輸量(liang)達(da)900萬噸，年均分別增長13%、11%和10%，航(hang)班正常率高于80%。我(wo)國(guo)(guo)經濟(ji)發達(da)地區，如(ru)北上廣深(shen)地區，出現(xian)了幾個多(duo)機場的(de)(de)終(zhong)端區域，以往(wang)簡單(dan)的(de)(de)放行(xing)策略(lve)已(yi)經無法滿足如(ru)今繁忙(mang)的(de)(de)空域狀(zhuang)況，建立多(duo)機場終(zhong)端區的(de)(de)協同決策系(xi)統(tong)迫(po)在眉睫。為航(hang)班分配合理的(de)(de)放行(xing)時隙是該系(xi)統(tong)的(de)(de)核心模塊(kuai)之一，也是減(jian)少航(hang)班延誤的(de)(de)關鍵因素。

多機場(chang)系(xi)統這一概念最早由美(mei)國(guo)德克薩斯州委員會與(yu)20世紀(ji)50年(nian)代提(ti)出，隨著(zhu)都市群的(de)不斷壯(zhuang)大，多機場(chang)系(xi)統的(de)涌現以(yi)及美(mei)國(guo)NextGen計劃的(de)發展，美(mei)國(guo)眾多學者對多機場(chang)展開深入研究(jiu)。多機場(chang)終(zhong)端(duan)區域(yu)聯合放行，是(shi)指通過調整(zheng)終(zhong)端(duan)區域(yu)內航(hang)班(ban)(ban)的(de)起(qi)降(jiang)時刻，以(yi)達到滿足終(zhong)端(duan)區跑道，移交點等流量約束(shu)要求，并盡可能(neng)少得減(jian)少航(hang)班(ban)(ban)延誤，盡早放飛未起(qi)飛航(hang)班(ban)(ban)。

多(duo)機(ji)(ji)場系(xi)統(tong)中涉及(ji)多(duo)個機(ji)(ji)場、多(duo)個航空(kong)公司和多(duo)元(yuan)運行(xing)限制，且多(duo)機(ji)(ji)場系(xi)統(tong)運行(xing)極易(yi)受(shou)到外界干(gan)擾和波動，如何合(he)理科學(xue)地(di)分配放(fang)行(xing)時隙，統(tong)籌安排(pai)航班放(fang)行(xing)，增強多(duo)機(ji)(ji)場系(xi)統(tong)運行(xing)保障能力(li)和抗干(gan)擾能力(li)，是研(yan)究的關鍵。解(jie)決基于航班時刻優(you)化的多(duo)機(ji)(ji)場聯合(he)放(fang)行(xing)問(wen)題(ti)，可有效地(di)提高機(ji)(ji)場運營效率(lv)和安全性，所以(yi)此問(wen)題(ti)是近期研(yan)究的熱(re)點(dian)問(wen)題(ti)。

2 多機(ji)場流量調配建模

2.1 問題描述

考慮同一終端區(qu)(qu)內(nei)所有(you)(you)要起飛的(de)(de)航(hang)(hang)班，其中部分航(hang)(hang)班使用(yong)相同的(de)(de)跑道和多個公共離(li)場(chang)(chang)(chang)定(ding)(ding)(ding)位點，從(cong)而(er)在這些(xie)地方(fang)形(xing)成(cheng)資(zi)源(yuan)上(shang)的(de)(de)競爭，這些(xie)關鍵點有(you)(you)一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)間(jian)隔要求，如何(he)合理(li)安排(pai)起飛次序(xu)是充分利用(yong)資(zi)源(yuan)的(de)(de)保證(zheng)。盡(jin)管各國(guo)(guo)學者在航(hang)(hang)班離(li)場(chang)(chang)(chang)排(pai)序(xu)問題(ti)上(shang)進行了(le)大量研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，但以往(wang)的(de)(de)很多研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)多集中于單(dan)機場(chang)(chang)(chang)離(li)場(chang)(chang)(chang)航(hang)(hang)班排(pai)序(xu)策略(lve)問題(ti)，協調同一終端區(qu)(qu)內(nei)多機場(chang)(chang)(chang)系統(tong)的(de)(de)離(li)場(chang)(chang)(chang)放行策略(lve)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)比較少(shao)，即使有(you)(you)很多技術(shu)上(shang)也不成(cheng)熟(shu)，而(er)且國(guo)(guo)外研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)具體條件和國(guo)(guo)內(nei)環(huan)境(jing)有(you)(you)一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)差別。多機場(chang)(chang)(chang)系統(tong)航(hang)(hang)班離(li)場(chang)(chang)(chang)排(pai)序(xu)問題(ti)又是NP難問題(ti)，這也在一定(ding)(ding)(ding)程度上(shang)增加了(le)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)難度，只能(neng)提(ti)出一些(xie)近似算法，得到問題(ti)的(de)(de)近似解。

建(jian)模之(zhi)前先做一些符號說明。考慮一系列要排序的(de)航(hang)(hang)班(ban)F={f1，...，fn}，分屬(shu)于AN個機(ji)場(chang)，所有機(ji)場(chang)的(de)跑(pao)道(dao)共(gong)RN個，航(hang)(hang)班(ban)經(jing)過的(de)移(yi)交(jiao)(jiao)點(dian)個數為PN。各(ge)(ge)個跑(pao)道(dao)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)最(zui)小間(jian)(jian)隔要求分別為TR1，...，TRRN，移(yi)交(jiao)(jiao)點(dian)之(zhi)間(jian)(jian)最(zui)小間(jian)(jian)隔要求分別為TP1，...，TPPN。航(hang)(hang)班(ban)的(de)預定(ding)起飛(fei)時(shi)(shi)刻為r1，...，rn。第(di)i架航(hang)(hang)班(ban)從(cong)起飛(fei)到(dao)達第(di)a個移(yi)交(jiao)(jiao)點(dian)的(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)為ta，i。假設在一次(ci)排序中，航(hang)(hang)班(ban)不能提前起飛(fei)，航(hang)(hang)班(ban)到(dao)各(ge)(ge)個移(yi)交(jiao)(jiao)點(dian)的(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)固定(ding)且已(yi)知。

現在(zai)問題變為如(ru)何給航班分配合(he)理的(de)(de)放(fang)行(xing)時刻(ke)使得(de)航班晚(wan)于(yu)預定起飛(fei)時刻(ke)，且在(zai)跑道和移交點上滿足相應的(de)(de)間隔要求(qiu)，我們這里的(de)(de)目標是希望盡(jin)可(ke)能早得(de)放(fang)飛(fei)所有航班。不(bu)同的(de)(de)目的(de)(de)要求(qiu)，模(mo)型可(ke)以有不(bu)用的(de)(de)目標，比如(ru)加上延(yan)誤成本等因素(su)(su)，可(ke)以得(de)到更(geng)為復雜的(de)(de)目標函數，這里只對時間要素(su)(su)進行(xing)優化(hua)，使得(de)最后起飛(fei)的(de)(de)航班的(de)(de)起飛(fei)時刻(ke)盡(jin)可(ke)能早。

2.2 車(che)間作業(ye)調度問(wen)題

調度(du)（Scheduling）問題是(shi)(shi)在(zai)工(gong)業(ye)界(jie)應(ying)用(yong)比(bi)較廣泛的(de)(de)一(yi)(yi)類(lei)優化(hua)問題，有著比(bi)較長的(de)(de)研究歷(li)史。車(che)間調度(du)就是(shi)(shi)對一(yi)(yi)個可(ke)用(yong)的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)機(ji)床集(ji)在(zai)時間上(shang)進(jin)(jin)行加(jia)(jia)工(gong)任(ren)務集(ji)分配(pei)，以滿足一(yi)(yi)個性能(neng)指(zhi)標(biao)集(ji)。典(dian)型的(de)(de)車(che)間調度(du)問題包括(kuo)一(yi)(yi)個要(yao)(yao)完成的(de)(de)作(zuo)業(ye)集(ji)，每個作(zuo)業(ye)由一(yi)(yi)個操(cao)作(zuo)集(ji)所組成，各操(cao)作(zuo)的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)需(xu)要(yao)(yao)占用(yong)機(ji)床或(huo)其它資(zi)源，并且必須(xu)按一(yi)(yi)些可(ke)行的(de)(de)工(gong)藝次序進(jin)(jin)行加(jia)(jia)工(gong)；每臺機(ji)床可(ke)加(jia)(jia)工(gong)工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)若(ruo)干操(cao)作(zuo)，并且在(zai)不同(tong)的(de)(de)機(ji)床上(shang)能(neng)加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)操(cao)作(zuo)集(ji)可(ke)以不同(tong)。調度(du)的(de)(de)目標(biao)是(shi)(shi)將作(zuo)業(ye)合(he)理地安排到(dao)各機(ji)床，并合(he)理安排作(zuo)業(ye)的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)次序和加(jia)(jia)工(gong)開始時間，使約束條件(jian)(jian)被滿足，同(tong)時優化(hua)一(yi)(yi)些性能(neng)指(zhi)標(biao)。

在調度問(wen)(wen)題(ti)中，有(you)一(yi)類很經典的(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)――Job Shop問(wen)(wen)題(ti)，即(ji)車(che)(che)間(jian)作(zuo)業調度問(wen)(wen)題(ti)。Job Shop問(wen)(wen)題(ti)是(shi)(shi)(shi)著(zhu)名的(de)(de)組合(he)優化問(wen)(wen)題(ti)，是(shi)(shi)(shi)調度問(wen)(wen)題(ti)中的(de)(de)典型(xing)難題(ti)。解決這樣的(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)既有(you)重要的(de)(de)科研(yan)價(jia)值，又有(you)重大的(de)(de)實際工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)程意(yi)義。Job Shop問(wen)(wen)題(ti)是(shi)(shi)(shi)指，加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)車(che)(che)間(jian)有(you)n個(ge)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)需要加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)和m臺(tai)機器，不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)可以有(you)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)序，即(ji)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)經過不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)機器進行加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)并完工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)。不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)在不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)機器上的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)時(shi)間(jian)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，每個(ge)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)可以有(you)最早(zao)開始加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)時(shi)間(jian)要求，即(ji)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)不(bu)(bu)(bu)能(neng)早(zao)于某(mou)一(yi)時(shi)間(jian)開始加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)；工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)可以有(you)從一(yi)臺(tai)機器運輸到(dao)下一(yi)臺(tai)機器上的(de)(de)運輸時(shi)間(jian)，運輸時(shi)間(jian)一(yi)般是(shi)(shi)(shi)固定的(de)(de)；工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)過程中可以要求中斷(duan)再繼續加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)也可以要求不(bu)(bu)(bu)允許中斷(duan)；同(tong)(tong)一(yi)臺(tai)機器在同(tong)(tong)一(yi)時(shi)刻只能(neng)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)一(yi)個(ge)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)，即(ji)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)之間(jian)不(bu)(bu)(bu)能(neng)有(you)時(shi)間(jian)上的(de)(de)沖突。

如圖(tu)1就表示(shi)了一(yi)種Job Shop調度(du)問(wen)題，經常(chang)用來描(miao)述(shu)調度(du)問(wen)題，被稱為甘特圖(tu)（Gantt Chart）。如圖(tu)1所示(shi)，共(gong)5臺(tai)機器(qi)3個(ge)工(gong)件，不(bu)同(tong)(tong)顏色方塊代(dai)表不(bu)同(tong)(tong)的(de)工(gong)件，不(bu)同(tong)(tong)方塊的(de)長度(du)表示(shi)該(gai)工(gong)件在該(gai)機器(qi)上加(jia)工(gong)時(shi)間的(de)長短。同(tong)(tong)一(yi)個(ge)工(gong)件只能(neng)在完成(cheng)上道(dao)工(gong)序(xu)之(zhi)后才能(neng)加(jia)工(gong)下一(yi)道(dao)工(gong)序(xu)。該(gai)問(wen)題的(de)目(mu)標(biao)(biao)函數可以是(shi)最后一(yi)個(ge)工(gong)件的(de)完成(cheng)時(shi)間盡(jin)可能(neng)的(de)早(zao)(zao)，也可以是(shi)加(jia)入權重(zhong)的(de)平均完成(cheng)時(shi)間最少，或(huo)者(zhe)其(qi)他想要達到的(de)目(mu)標(biao)(biao)。達到目(mu)標(biao)(biao)的(de)同(tong)(tong)時(shi)滿足一(yi)系列的(de)約束條(tiao)件，如不(bu)能(neng)早(zao)(zao)于最早(zao)(zao)開始(shi)時(shi)間，同(tong)(tong)一(yi)臺(tai)機器(qi)只能(neng)同(tong)(tong)時(shi)加(jia)工(gong)一(yi)個(ge)工(gong)件等約束條(tiao)件。

Job Shop問題已(yi)經有(you)比較長的研究歷史，但是問題本身是NP難的。為了解(jie)決問題，很多研究者提(ti)出了一些近似算法(fa)，如遺傳(chuan)算法(fa)，禁(jin)忌(ji)搜索算法(fa)等，參考文獻[1]，同時也有(you)些給出了一些精(jing)確求解(jie)的模型(xing)，參考文獻[2]。

2.3 流量調配問(wen)題建模

流量調配(pei)問(wen)題(ti)(ti)與Job Shop問(wen)題(ti)(ti)相似的(de)(de)(de)(de)地(di)方是，我們(men)可(ke)以將所有(you)的(de)(de)(de)(de)跑(pao)道和移交(jiao)點當做(zuo)Job Shop問(wen)題(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)器(qi)，要(yao)排序的(de)(de)(de)(de)航(hang)(hang)班當做(zuo)要(yao)加工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)。預定(ding)起飛時(shi)(shi)(shi)刻(ke)為(wei)Job Shop問(wen)題(ti)(ti)約(yue)束條件(jian)中的(de)(de)(de)(de)最(zui)早(zao)(zao)開始加工(gong)(gong)時(shi)(shi)(shi)間(jian)；航(hang)(hang)班從(cong)一(yi)臺(tai)“機(ji)(ji)(ji)器(qi)”到(dao)另(ling)一(yi)臺(tai)“機(ji)(ji)(ji)器(qi)”的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)為(wei)工(gong)(gong)件(jian)從(cong)一(yi)臺(tai)機(ji)(ji)(ji)器(qi)運輸到(dao)另(ling)一(yi)臺(tai)機(ji)(ji)(ji)器(qi)的(de)(de)(de)(de)運輸時(shi)(shi)(shi)間(jian)；跑(pao)道和移交(jiao)點間(jian)隔要(yao)求(qiu)可(ke)以看作每個工(gong)(gong)件(jian)在每臺(tai)機(ji)(ji)(ji)器(qi)的(de)(de)(de)(de)加工(gong)(gong)時(shi)(shi)(shi)間(jian)；并且要(yao)求(qiu)一(yi)旦工(gong)(gong)件(jian)開始加工(gong)(gong)中間(jian)無法停止，知道加工(gong)(gong)結束。我們(men)這里的(de)(de)(de)(de)目(mu)標是希望(wang)盡可(ke)能早(zao)(zao)得(de)放飛所有(you)航(hang)(hang)班，描述為(wei)最(zui)后放飛的(de)(de)(de)(de)一(yi)架航(hang)(hang)班的(de)(de)(de)(de)起飛時(shi)(shi)(shi)間(jian)盡量的(de)(de)(de)(de)早(zao)(zao)。

這樣問題的數學模型可(ke)以表述為：

（1）

其中Cmax表(biao)示所有跑(pao)(pao)道(dao)上(shang)最后(hou)(hou)一(yi)架(jia)(jia)航(hang)(hang)班起(qi)(qi)飛(fei)的時刻；xi為(wei)(wei)(wei)分配好的第(di)i架(jia)(jia)航(hang)(hang)班起(qi)(qi)飛(fei)時刻；ri為(wei)(wei)(wei)第(di)i架(jia)(jia)航(hang)(hang)班的預定起(qi)(qi)飛(fei)時刻；ta，i為(wei)(wei)(wei)第(di)i架(jia)(jia)航(hang)(hang)班從起(qi)(qi)飛(fei)到跑(pao)(pao)道(dao)或移交點a的時間(jian)(jian)，如果其為(wei)(wei)(wei)跑(pao)(pao)道(dao)則ta，i=0；pa為(wei)(wei)(wei)第(di)a個跑(pao)(pao)道(dao)或移交點上(shang)要求的最小(xiao)間(jian)(jian)隔(ge)(ge)。第(di)一(yi)個表(biao)達(da)式(shi)表(biao)示其他航(hang)(hang)班都(dou)早于最后(hou)(hou)一(yi)家航(hang)(hang)班起(qi)(qi)飛(fei)；最后(hou)(hou)一(yi)個表(biao)達(da)式(shi)的意思(si)是，經過(guo)同一(yi)個跑(pao)(pao)道(dao)或者移交點a的航(hang)(hang)班兩兩之間(jian)(jian)的間(jian)(jian)隔(ge)(ge)都(dou)要大于pa，即兩兩之間(jian)(jian)的不能(neng)小(xiao)于間(jian)(jian)隔(ge)(ge)要求。

3 多機(ji)場流(liu)量調配模(mo)型求(qiu)解

3.1 混合線性(xing)整數規劃模(mo)型(xing)

上(shang)一(yi)節(jie)中得(de)到(dao)的(de)數學模型雖(sui)然(ran)比較(jiao)簡潔易于理解(jie)，但(dan)是(shi)最(zui)后一(yi)個表達式是(shi)非線(xian)性且(qie)非凸的(de)，這(zhe)樣(yang)會導致問題有許多(duo)局(ju)部(bu)最(zui)優解(jie)，實(shi)際(ji)上(shang)該問題的(de)局(ju)部(bu)最(zui)優解(jie)特(te)別多(duo)，全(quan)局(ju)最(zui)優解(jie)也不止一(yi)個。所以(yi)上(shang)述問題無(wu)法用常規算(suan)(suan)法求(qiu)解(jie)，但(dan)是(shi)大(da)部(bu)分可用的(de)全(quan)局(ju)的(de)求(qiu)解(jie)算(suan)(suan)法效率都比較(jiao)低(di)。為了提(ti)高求(qiu)解(jie)上(shang)的(de)效率，現對上(shang)述模型進行調整和修(xiu)改。

我們知道所有航(hang)班放行的(de)時間不(bu)可能到無窮大，所以對最后一個不(bu)等式加(jia)入上(shang)界，為了將問題變(bian)為線性的(de)，并引入整數(shu)0-1變(bian)量。具體(ti)(ti)做法是（1）中最后一個不(bu)等式中（xi-ta，i）-（xj-ta，j）的(de)取值區間分為兩段(duan)，[pa-M，-pa]和[pa，M-pa]。再引入整形變(bian)量z，則(ze)取值區間變(bian)為[pa-z*M，-pa+（1-z）*M]。M為一個足夠大的(de)數(shu)，在(zai)實(shi)(shi)際應用中只(zhi)要(yao)能滿足具體(ti)(ti)實(shi)(shi)用要(yao)求的(de)比較(jiao)大的(de)整數(shu)就(jiu)可以了。

這樣模型可以變(bian)為：

（2）

其中(zhong)x1表(biao)示最遲(chi)起飛航班起飛時(shi)刻(ke)(ke)變(bian)量，相當于（1）中(zhong)的(de)Cmax，這么做主要為(wei)了統一(yi)變(bian)量的(de)命名，為(wei)模(mo)型求解帶來方便。xi為(wei)第i-1架(jia)航班的(de)起飛時(shi)刻(ke)(ke)，i=2，...，n+1。z用(yong)來表(biao)示在a上i和j的(de)先后順序。

這樣就將模型(xing)（1）轉(zhuan)化為了混合(he)線性整數(shu)(shu)規劃模型(xing)（2），可(ke)以通過(guo)求解線性整數(shu)(shu)規劃問(wen)題比(bi)較(jiao)有(you)效的算法(fa)對其進行求解，比(bi)如說分(fen)支定界算法(fa)，或者割平面法(fa)等(deng)。同(tong)時(shi)有(you)一些現成的軟件或者代碼(ma)包，如Cplex，GLPK，Gurobi，Lpsolve，SCIP等(deng)。這里使用開源算法(fa)包SCIP（[3]）進行求解。

SCIP（Solving Constraint Integer Programs）是(shi)(shi)(shi)(shi)開(kai)源的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)(he)整(zheng)數(shu)規(gui)劃求解(jie)器，是(shi)(shi)(shi)(shi)Branch and cut和(he)Branch and price算(suan)法(fa)框架(jia)下搭建的(de)(de)(de)(de)(de)，由Zuse Institute Berlin負責組織進(jin)(jin)行，目前版本為3.1.1。SCIP除了開(kai)發自己的(de)(de)(de)(de)(de)框架(jia)外，還將市面上比較有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)源包包括進(jin)(jin)來，同(tong)時提(ti)(ti)供了商(shang)業(ye)軟(ruan)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)接口(kou)(kou)，也(ye)就是(shi)(shi)(shi)(shi)說(shuo)只(zhi)要(yao)你的(de)(de)(de)(de)(de)PC上裝有(you)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)商(shang)業(ye)軟(ruan)件(jian)(jian)，如Cplex，你可以在SCIP框架(jia)下調(diao)用(yong)Cplex的(de)(de)(de)(de)(de)算(suan)法(fa)和(he)求解(jie)器。SCIP還提(ti)(ti)供了常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)化數(shu)據的(de)(de)(de)(de)(de)讀取接口(kou)(kou)，如ZIMPL模(mo)型、MPS、OPB等(deng)數(shu)據格式(shi)。SCIP提(ti)(ti)供了大(da)約20種(zhong)約束類型的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)化問題，使得(de)它能(neng)解(jie)決包括混(hun)合(he)(he)線(xian)性(xing)整(zheng)數(shu)規(gui)劃，混(hun)合(he)(he)非線(xian)性(xing)整(zheng)數(shu)規(gui)劃，混(hun)合(he)(he)整(zheng)數(shu)二次規(gui)劃，甚至一些全(quan)局優(you)化的(de)(de)(de)(de)(de)算(suan)法(fa)也(ye)可以進(jin)(jin)行求解(jie)。SCIP是(shi)(shi)(shi)(shi)由C語(yu)言(yan)編寫的(de)(de)(de)(de)(de)，為了方便使用(yong)，開(kai)發者提(ti)(ti)供了C++的(de)(de)(de)(de)(de)包，同(tong)時matlab和(he)AMPL軟(ruan)件(jian)(jian)接口(kou)(kou)也(ye)進(jin)(jin)行了包裝。據數(shu)值測試(shi)，SCIP是(shi)(shi)(shi)(shi)目前世(shi)界上最快(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)非商(shang)業(ye)混(hun)合(he)(he)整(zheng)數(shu)線(xian)性(xing)規(gui)劃求解(jie)軟(ruan)件(jian)(jian)，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)(shi)我們之所以選(xuan)擇SCIP的(de)(de)(de)(de)(de)原因。

3.2 啟發式算法

為了和(he)上一節(jie)中混合(he)整數規劃模(mo)型(xing)的結果進行對比(bi)，這里還給出(chu)一個比(bi)較(jiao)簡單的啟發式算法(fa)。算法(fa)的思想比(bi)較(jiao)簡單，按照原先給出(chu)的航(hang)班(ban)的優先級從高到低進行遍歷(li)，對每一架航(hang)班(ban)首先按照預訂起飛時(shi)刻(ke)(ke)起飛，假如(ru)不滿足跑道和(he)移交點(dian)的約(yue)束條(tiao)件就將其起飛時(shi)刻(ke)(ke)向后移，直到滿足所有約(yue)束為止，將此時(shi)刻(ke)(ke)定為航(hang)班(ban)的起飛時(shi)刻(ke)(ke)。

算法流程如下：

啟發式算法框架：

輸入(ru)：航班列(lie)表（按照優(you)先級排好序(xu)），航班經過的移交點等(deng)，機場、移交點等(deng)容量約束(shu)；

For i=1，...，n ：n為航班個數

為每個(ge)航班fi安排(pai)離場時刻，判(pan)斷它是否滿足機場、移交(jiao)點容量約束：

If滿足：按照這個時刻離場

Else If不滿足(zu)：調(diao)整離(li)場時(shi)刻，在現(xian)有基礎上加上一個(ge)量Δ

End For

算法中(zhong)每(mei)次增加的(de)Δ是(shi)可(ke)以讓航(hang)(hang)班(ban)起(qi)飛的(de)最(zui)小時(shi)間段，這樣就(jiu)保證了上述算法得到(dao)的(de)解(jie)是(shi)具有(you)局部(bu)最(zui)優性質(zhi)的(de)解(jie)。而通(tong)過模型求(qiu)得的(de)則是(shi)問題的(de)全局最(zui)優解(jie)，即保證放(fang)飛所有(you)的(de)航(hang)(hang)班(ban)鎖用的(de)時(shi)間最(zui)少(shao)。

我們通過了(le)(le)大(da)量的(de)(de)數值實驗表(biao)明(ming)了(le)(le)該問(wen)題有(you)很(hen)多的(de)(de)全局最(zui)優解和局部(bu)最(zui)優解，并且(qie)通過啟發式算法求(qiu)(qiu)得(de)的(de)(de)局部(bu)解與(yu)數學(xue)模型求(qiu)(qiu)得(de)的(de)(de)全局最(zui)優解之(zhi)間的(de)(de)差距并不(bu)大(da)，約(yue)束條件越是寬(kuan)松，即間隔(ge)要求(qiu)(qiu)越短，兩者(zhe)的(de)(de)差距就越小(xiao)，這是符合常識的(de)(de)結果。接下來(lai)一(yi)節就展(zhan)示了(le)(le)我們的(de)(de)一(yi)些(xie)數值實驗的(de)(de)結果。

4 數值實驗

數(shu)值實(shi)驗采用(yong)數(shu)據為我國(guo)華北管制(zhi)區多機場系(xi)統不同時段的實(shi)際數(shu)據。混合線性(xing)整數(shu)規(gui)劃使用(yong)算(suan)法包SCIP進行求(qiu)解，為了(le)求(qiu)解方便，我們使用(yong)SCIP的matlab配(pei)置版本(ben)，啟發(fa)式算(suan)法同樣使用(yong)matlab編(bian)程(cheng)實(shi)現。所有程(cheng)序運(yun)(yun)行環境MATLAB 8.0，處理(li)器主頻3.3GHz，雙核，運(yun)(yun)行內存(cun)8GB，系(xi)統Windows7 32位個人電腦平臺(tai)上。

實驗(yan)共進行5組(zu)，為(wei)便于結果比較，航班時刻歸一化(hua)(hua)為(wei)從0時刻開(kai)始，時間單位化(hua)(hua)為(wei)秒（s）。

實(shi)驗一：共50架航(hang)班，共6個(ge)機場，8個(ge)跑道(dao)和19個(ge)移(yi)交(jiao)點，跑道(dao)間(jian)隔要求為90s，移(yi)交(jiao)點間(jian)隔要求分別為240s。混合線(xian)性整(zheng)數(shu)模型中0-1變量個(ge)數(shu)為582個(ge)，相關的(de)線(xian)性不等式(shi)約束1164個(ge)。

實驗二：共60架航班(ban)，共6個(ge)機場，8個(ge)跑道和21個(ge)移(yi)交點，跑道間隔要求為(wei)(wei)90s，移(yi)交點間隔要求分別為(wei)(wei)180s。混合線(xian)性(xing)整數(shu)(shu)模型中0-1變量個(ge)數(shu)(shu)為(wei)(wei)696個(ge)，相關(guan)的線(xian)性(xing)不(bu)等式約束(shu)1392個(ge)。

實(shi)驗三：共40架航班，共6個機場，8個跑道和19個移(yi)交點，跑道間(jian)隔要求(qiu)為(wei)90s，移(yi)交點間(jian)隔要求(qiu)分(fen)別為(wei)180s。混(hun)合線(xian)性(xing)整數(shu)模型中0-1變量個數(shu)為(wei)314個，相關的線(xian)性(xing)不(bu)等式約束628個。

實驗(yan)四：共80架航班，共6個機場，8個跑道和(he)15個移(yi)交點，跑道間隔要求為(wei)90s，移(yi)交點間隔要求分別(bie)為(wei)180s。混合(he)線(xian)性整數(shu)模型中0-1變(bian)量個數(shu)為(wei)1390個，相關的線(xian)性不等式(shi)約(yue)束2780個。

實驗五：共(gong)90架航(hang)班，共(gong)6個機場，8個跑(pao)道(dao)(dao)和(he)21個移交(jiao)點，跑(pao)道(dao)(dao)間隔(ge)要求為90s，移交(jiao)點間隔(ge)要求分(fen)別(bie)為180s。混合(he)線(xian)性整數(shu)模型(xing)中0-1變量個數(shu)為1896個，相關的(de)線(xian)性不(bu)等(deng)式約(yue)束3792個。

從上述數值(zhi)實驗(yan)中可(ke)以得出四個結論。

（1）隨著航班量的(de)(de)增(zeng)(zeng)加，0-1變量的(de)(de)數量和線(xian)性約束不等式的(de)(de)量不只是(shi)(shi)成倍增(zeng)(zeng)加的(de)(de)，所以如何減少無效(xiao)(xiao)的(de)(de)0-1變量的(de)(de)個數是(shi)(shi)提高算法效(xiao)(xiao)率的(de)(de)關(guan)鍵。

（2）當跑道或移交點(dian)間(jian)隔要求比(bi)較(jiao)(jiao)寬松時(shi)，啟發式算(suan)法求得的解與全局(ju)最優解之間(jian)的差距(ju)會(hui)更小，如實(shi)驗(yan)(yan)(yan)2，實(shi)驗(yan)(yan)(yan)4和實(shi)驗(yan)(yan)(yan)5；相反要求比(bi)較(jiao)(jiao)嚴格時(shi)，兩者(zhe)的差距(ju)是(shi)比(bi)較(jiao)(jiao)大的，如實(shi)驗(yan)(yan)(yan)1和實(shi)驗(yan)(yan)(yan)3。

（3）基于數學模型求(qiu)解的(de)算法效率(lv)相對較低一(yi)些，這一(yi)方(fang)面和使用的(de)軟件包有一(yi)定關(guan)系，基于C語言的(de)實現效率(lv)會更高(gao)一(yi)些。也與建立(li)的(de)模型有很(hen)大關(guan)系。如何提高(gao)求(qiu)解效率(lv)是我們以后(hou)需要深入研究的(de)重點(dian)。

（4）基于模型(xing)求解(jie)的(de)結果的(de)確(que)在一(yi)定程度(du)上能(neng)夠縮短放行(xing)航班的(de)時間，達到(dao)充(chong)分利用空域資源的(de)目標。

5 結束語

本(ben)文通過引(yin)入經典的(de)(de)(de)調(diao)度問(wen)(wen)(wen)(wen)題將多(duo)機場(chang)航(hang)空流(liu)量調(diao)配問(wen)(wen)(wen)(wen)題進行(xing)建模(mo)并轉(zhuan)化為(wei)混合(he)線(xian)性(xing)整數規劃(hua)問(wen)(wen)(wen)(wen)題，最后(hou)利用經典的(de)(de)(de)求(qiu)(qiu)解(jie)(jie)(jie)混合(he)線(xian)性(xing)整數規劃(hua)問(wen)(wen)(wen)(wen)題的(de)(de)(de)算(suan)法求(qiu)(qiu)解(jie)(jie)(jie)得(de)到(dao)(dao)全局最優(you)解(jie)(jie)(jie)，為(wei)多(duo)機場(chang)流(liu)量調(diao)配問(wen)(wen)(wen)(wen)題提供(gong)了一種解(jie)(jie)(jie)決(jue)思(si)路。但是如果每(mei)次放飛的(de)(de)(de)航(hang)班(ban)量比(bi)較大且移交(jiao)點數量較多(duo)時，模(mo)型(xing)求(qiu)(qiu)解(jie)(jie)(jie)效(xiao)率會隨(sui)之降低，達不到(dao)(dao)實時求(qiu)(qiu)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。我們(men)希望(wang)后(hou)期會再進行(xing)一些深入的(de)(de)(de)研(yan)究，發展更為(wei)快(kuai)速(su)的(de)(de)(de)求(qiu)(qiu)解(jie)(jie)(jie)算(suan)法或者(zhe)對模(mo)型(xing)進行(xing)一些更有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)改進，以達到(dao)(dao)更加快(kuai)速(su)求(qiu)(qiu)解(jie)(jie)(jie)得(de)目的(de)(de)(de)。

參考文獻

[1] Michael L.Pinedo Scheduling：Theory，Algorithm，andSystems[M].NY：Springer， 2011：183-220.

[2] David Applegate，William Cook A computational study of the Job-Shop scheduling problem[J].ORSA Journal on Computing，1991，3（2）：151-156.

[3] SCIP[EB/OL].http：//scip.zib.de/.

作者簡介：

篇8

關(guan)鍵(jian)詞：線性方程組 教學 MATLAB

中圖分類號：G623.5

一、 線(xian)性方程(cheng)組教學(xue)中(zhong)存在(zai)的(de)問題

當今知識創(chuang)新與技術創(chuang)新正成為時代的基本(ben)特征。學校培養的人才應該具有很(hen)強的

自學(xue)(xue)能(neng)力與應(ying)用(yong)意思，把(ba)學(xue)(xue)到的(de)基礎知(zhi)識(shi)能(neng)用(yong)到實(shi)際(ji)中去解決實(shi)際(ji)問題，也是我們數學(xue)(xue)教學(xue)(xue)中亟待研究(jiu)的(de)課題。目(mu)前線性(xing)代數的(de)教學(xue)(xue)內容普遍(bian)還是采用(yong)學(xue)(xue)科體(ti)系，教學(xue)(xue)中過分強(qiang)調(diao)知(zhi)識(shi)知(zhi)識(shi)的(de)系統性(xing)、理論的(de)嚴謹性(xing)和(he)抽象性(xing)，計(ji)算上(shang)強(qiang)調(diao)技巧性(xing)，在知(zhi)識(shi)的(de)應(ying)用(yong)上(shang)有所欠缺，造成學(xue)(xue)生學(xue)(xue)習無興趣，把(ba)數學(xue)(xue)看成是高不可攀屠龍之術，在一定程度上(shang)影響教學(xue)(xue)質量。教學(xue)(xue)中主要存在以下幾個(ge)問題：

1.重知識傳(chuan)授缺(que)少應用知識能力

教(jiao)師在實(shi)際(ji)教(jiao)學(xue)(xue)中(zhong)，往往強(qiang)調知(zhi)識的(de)傳授的(de)系統(tong)性、嚴謹性、抽象性，以學(xue)(xue)科(ke)體系展開教(jiao)學(xue)(xue)，注重理(li)論的(de)給出和計算(suan)方法與(yu)技巧(qiao)的(de)形(xing)成(cheng)，而忽(hu)略知(zhi)識的(de)實(shi)際(ji)應用。學(xue)(xue)習(xi)中(zhong)學(xue)(xue)生往往形(xing)成(cheng)"我學(xue)(xue)它有什么(me)用"的(de)疑問，一(yi)定程度上造成(cheng)教(jiao)學(xue)(xue)中(zhong)出現理(li)論與(yu)實(shi)際(ji)脫節。

2.教學(xue)方式(shi)缺(que)少師生互動

一方面是理論性過強，學(xue)生很難(nan)跟(gen)上教(jiao)師的(de)(de)(de)節(jie)奏，"滿堂灌(guan)"的(de)(de)(de)教(jiao)學(xue)現(xian)象相當普遍，缺少(shao)師生互動(dong)的(de)(de)(de)教(jiao)學(xue)，學(xue)生處于被動(dong)地位，學(xue)習(xi)效(xiao)果與教(jiao)學(xue)質量當然受到影(ying)響。培(pei)養學(xue)生自主學(xue)習(xi)、高效(xiao)學(xue)習(xi)成為(wei)一句空話(hua)。

3.學生(sheng)學習目的不(bu)清楚

線性代數一般(ban)都在大一開設，學(xue)生沒有(you)學(xue)習專業知識，往往對(dui)數學(xue)學(xue)習的(de)目(mu)的(de)不明確(que)，因而出現(xian)被動學(xue)習的(de)情況，只求及(ji)格(ge)就(jiu)萬事大吉，有(you)的(de)學(xue)生越學(xue)起沒興趣，覺得(de)數學(xue)深奧難懂、枯燥無用，選擇放棄者有(you)之。

諸此種種，說明教學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)上存在(zai)理論與實際(ji)脫(tuo)離(li)是根本問(wen)題。這些問(wen)題不(bu)解決，數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)成為(wei)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)障礙，培(pei)養(yang)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)的數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)素質是不(bu)可能(neng)的，更(geng)談不(bu)上培(pei)養(yang)創新人(ren)才(cai)。課堂教學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的問(wen)題最終還是要在(zai)課堂上解決的。經驗(yan)告訴我們(men)(men)：只有培(pei)養(yang)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的興趣，才(cai)能(neng)使學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)好(hao)(hao)數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)。而(er)對學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)來說，讓他們(men)(men)清(qing)楚地認識到(dao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)的數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)知識能(neng)實實在(zai)在(zai)的解決實際(ji)問(wen)題，才(cai)能(neng)引(yin)起學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)極大的興趣，投入(ru)到(dao)數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)中。如何在(zai)縝(zhen)密的數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)課程內容中融入(ru)相(xiang)關的實際(ji)應(ying)用(yong)內容，這正是我們(men)(men)要探討的問(wen)題，本文(wen)從(cong)一個側面：即線性方(fang)程組(zu)教學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)中應(ying)用(yong)意思培(pei)養(yang)，在(zai)解線性方(fang)程組(zu)教學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)中引(yin)入(ru)兩個實例，并用(yong)數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)軟(ruan)件MATLAB求(qiu)解，嘗試(shi)解決以上三個問(wen)題。經過幾年的實踐證明，在(zai)教學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)中收到(dao)良好(hao)(hao)了的教學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)效果(guo)。

二(er)、 線性方(fang)程組(zu)教(jiao)學中應用問題的融入(ru)

怎樣在教(jiao)學(xue)(xue)中(zhong)(zhong)適時適當地引(yin)入應用數學(xue)(xue)知識，在教(jiao)學(xue)(xue)中(zhong)(zhong)鼓勵學(xue)(xue)生主動探索知識、發現知識，在嘗(chang)試(shi)探索知識的過程中(zhong)(zhong)實現主動學(xue)(xue)習呢？在我們(men)準備教(jiao)學(xue)(xue)時大量(liang)地吸取應用案例，通過再(zai)加工成為我們(men)的教(jiao)學(xue)(xue)內容(rong)。

[案例1 ] 三家物(wu)流公(gong)(gong)(gong)司(si)為運(yun)輸(shu)(shu)需要，他(ta)(ta)們同意彼此實行資(zi)(zi)源共享，由(you)于運(yun)輸(shu)(shu)工(gong)具與(yu)成本各異，他(ta)(ta)們達成了(le)如下協議：（1）每(mei)個(ge)公(gong)(gong)(gong)司(si)總共工(gong)作(zuo)(zuo)10天(tian)（包括給自家公(gong)(gong)(gong)司(si)工(gong)作(zuo)(zuo)）； （2）每(mei)個(ge)公(gong)(gong)(gong)司(si)的(de)應得(de)的(de)日資(zi)(zi)金(jin)根據(ju)測(ce)算在60～80萬元之間；（3）每(mei)個(ge)公(gong)(gong)(gong)司(si)的(de)總收入與(yu)總支出(chu)相(xiang)等(deng).下表(biao)是他(ta)(ta)們協商(shang)后制定出(chu)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)天(tian)數的(de)分配方案，請你計(ji)算出(chu)他(ta)(ta)們每(mei)個(ge)公(gong)(gong)(gong)司(si)應得(de)的(de)日資(zi)(zi)金(jin)？

表1

針(zhen)對這個問題進行問題分(fen)析(xi)，把(ba)學生就近分(fen)成若(ruo)干小(xiao)組，進行小(xiao)組合作學習。

設(she)分(fen)別表示公司應得的日資金，由條件建立模型，得到線性方程組：

 化簡得(de)三家公司的日(ri)資金數應滿足(zu)如(ru)下的齊(qi)次線(xian)性方程組：

解齊次線性方程組，得(de)它的通解為

（為任意實數）.

最后，由(you)于每個公(gong)司的日資(zi)金在60～80萬元之(zhi)間，故選擇，則三家公(gong)司每天的日資(zi)金分(fen)別為62萬元、64萬元和(he)72萬元.

這個(ge)過(guo)程由學(xue)生來完成(cheng)，到(dao)化成(cheng)齊次線性方程組(zu)時，學(xue)生深深體會到(dao)數學(xue)無處不在，求(qiu)解之后更能體會到(dao)通解中"為任意實(shi)數"在實(shi)際問題(ti)中的涵義.

事實(shi)上，管理(li)中(zhong)(zhong)(zhong)存在(zai)大(da)量可以應用于(yu)數學(xue)課(ke)堂教學(xue)的(de)(de)現實(shi)材料，我們(men)循序(xu)漸(jian)進地引入一些案例，融入知識的(de)(de)講授中(zhong)(zhong)(zhong)，既可以使得(de)課(ke)堂教學(xue)變(bian)得(de)生動，又(you)能(neng)體現"從實(shi)際(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)來，到實(shi)際(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)去"的(de)(de)原(yuan)則，同時又(you)是(shi)對"數學(xue)是(shi)解(jie)決實(shi)際(ji)問題的(de)(de)工具"這(zhe)一教育特征的(de)(de)很好闡(chan)述(shu)。

教(jiao)(jiao)學(xue)的(de)過程(cheng)最好能恰(qia)當地設為(wei)解(jie)決(jue)現實(shi)問題的(de)應用(yong)過程(cheng)。我們在(zai)教(jiao)(jiao)學(xue)中(zhong)必須強(qiang)調數學(xue)理論來源(yuan)于實(shi)踐(jian)，用(yong)于實(shi)踐(jian)解(jie)決(jue)實(shi)際(ji)問題，在(zai)現實(shi)生(sheng)活中(zhong)各(ge)個領域都(dou)有廣泛的(de)應用(yong)。

大中城(cheng)市(shi)交通(tong)擁堵的(de)問題，可以說是世(shi)界許多城(cheng)市(shi)遇到的(de)難(nan)題。現在中國的(de)許多城(cheng)市(shi)也趕上了這一"時代"。要解(jie)(jie)決這個問題也用到我們(men)的(de)線性方程組去解(jie)(jie)決。

[案例2] 圖1給(gei)出(chu)了(le)某城市單行道的交通流量(liang)（每小時過車數(shu)）.

圖1

假設(she) （1）全部流入一個節點的流量(liang)等于全部流出此節點的流量(liang)；（2）全部流入網(wang)(wang)絡(luo)的流量(liang)等于全部流出網(wang)(wang)絡(luo)的流量(liang).試建立數(shu)學模型確定該(gai)交通網(wang)(wang)絡(luo)未知部分的具(ju)體流量(liang).

針對(dui)這(zhe)個問題進行問題分析，把學生就(jiu)近分成(cheng)若干小(xiao)組，進行小(xiao)組合作學習。

由網絡流(liu)(liu)(liu)量假設（1），對于(yu)各節(jie)點：流(liu)(liu)(liu)入與(yu)流(liu)(liu)(liu)出的(de)流(liu)(liu)(liu)量相等，可列9個方程：

 由(you)網絡(luo)(luo)流(liu)(liu)量(liang)假設（2），對于(yu)整(zheng)個網絡(luo)(luo)：流(liu)(liu)入與流(liu)(liu)出的流(liu)(liu)量(liang)相等，可列1個方(fang)程：

綜合上述，所給問題(ti)滿足如下線性方程(cheng)組：

解得(de)非齊(qi)次線(xian)性方程(cheng)組(zu)的(de)通解為

其中為任意實數.

取一組值(zhi)，就得(de)到(dao)一組交(jiao)(jiao)通網絡未(wei)知(zhi)部分的具(ju)體(ti)流量.它有無(wu)窮多個流量分布.如果布局(ju)不合理(li)，就會產生交(jiao)(jiao)通擁堵(du)。

在這個(ge)過程(cheng)中(zhong)學生親身(shen)體驗到(dao)數學知識(shi)的(de)實用(yong)性，在解決問題中(zhong)的(de)必(bi)不(bu)可(ke)少。

三、引入(ru)軟件MATLAB求解線性方程組應(ying)用問(wen)題

對于(yu)實際問(wen)題(ti)的(de)數學(xue)建模得到(dao)的(de)線性方(fang)程(cheng)組(zu)，學(xue)生(sheng)往往更(geng)關(guan)注它的(de)結(jie)果，在教學(xue)中(zhong)不但要開(kai)啟一個(ge)(ge)很(hen)好的(de)理論聯系實際的(de)窗口，更(geng)應(ying)該引導學(xue)生(sheng)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)的(de)辦法，就(jiu)前面兩(liang)個(ge)(ge)案例求解(jie)過程(cheng)用MATLAB軟(ruan)件求解(jie)展示，對學(xue)生(sheng)進(jin)行學(xue)無止(zhi)境的(de)教育是起到(dao)事(shi)半功倍的(de)作用。

篇9

[關鍵(jian)詞]供求匹(pi)配；層次分析；最小二乘法；指標權重(zhong)；判斷矩陣

[DOI]1013939/jcnkizgsc201720162

隨著中(zhong)(zhong)國經(jing)濟的(de)(de)(de)發展，出(chu)租(zu)(zu)車(che)在城(cheng)(cheng)市(shi)交(jiao)(jiao)通(tong)中(zhong)(zhong)扮演著不可替代(dai)的(de)(de)(de)角(jiao)色，[1]但(dan)是，近年中(zhong)(zhong)國人口數量的(de)(de)(de)大幅增加使城(cheng)(cheng)市(shi)出(chu)現(xian)了出(chu)租(zu)(zu)車(che)資(zi)源難以合理配(pei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)現(xian)像。目前，在出(chu)租(zu)(zu)車(che)資(zi)源配(pei)置(zhi)(zhi)問題研究(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)(fang)面(mian)(mian)，國內學者提(ti)出(chu)多(duo)種方(fang)(fang)法(fa)，在對(dui)(dui)出(chu)租(zu)(zu)車(che)資(zi)源配(pei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)采(cai)用(yong)(yong)BP神(shen)經(jing)網(wang)絡對(dui)(dui)西(xi)安市(shi)出(chu)車(che)資(zi)源供(gong)求(qiu)匹(pi)配(pei)情(qing)況(kuang)進行分(fen)(fen)析(xi)；[2]在成都(dou)市(shi)出(chu)租(zu)(zu)車(che)運(yun)營系(xi)統問題及對(dui)(dui)策(ce)(ce)研究(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)，從政(zheng)策(ce)(ce)法(fa)規、資(zi)源配(pei)置(zhi)(zhi)、信息系(xi)統、交(jiao)(jiao)通(tong)狀況(kuang)及經(jing)營機(ji)制等方(fang)(fang)面(mian)(mian)分(fen)(fen)析(xi)了造成這一(yi)表象的(de)(de)(de)原(yuan)因；[3]在“互聯網(wang)+”時(shi)代(dai)的(de)(de)(de)出(chu)租(zu)(zu)車(che)資(zi)源配(pei)置(zhi)(zhi)模(mo)(mo)型(xing)中(zhong)(zhong)分(fen)(fen)析(xi)了乘客和出(chu)租(zu)(zu)車(che)之間的(de)(de)(de)信息透明度關系(xi)，以及補貼方(fang)(fang)案對(dui)(dui)供(gong)求(qiu)匹(pi)配(pei)程(cheng)度的(de)(de)(de)影響。[4 ]但(dan)以上研究(jiu)(jiu)(jiu)主要從價格、服務、政(zheng)策(ce)(ce)等方(fang)(fang)面(mian)(mian)對(dui)(dui)某一(yi)地域(yu)運(yun)用(yong)(yong)綜合評(ping)價模(mo)(mo)型(xing)進行研究(jiu)(jiu)(jiu)，這些模(mo)(mo)型(xing)能夠(gou)從宏(hong)觀上解決某一(yi)地域(yu)出(chu)租(zu)(zu)車(che)“供(gong)求(qiu)匹(pi)配(pei)”程(cheng)度問題，預測(ce)結果準確性較低，不能適(shi)應(ying)于其他城(cheng)(cheng)市(shi)。本文通(tong)過(guo)運(yun)用(yong)(yong)層(ceng)次分(fen)(fen)析(xi)模(mo)(mo)型(xing)計算目標(biao)(biao)城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)出(chu)租(zu)(zu)車(che)“供(gong)求(qiu)匹(pi)配(pei)”程(cheng)度，結合目標(biao)(biao)城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)四個指標(biao)(biao)得(de)出(chu)目標(biao)(biao)城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)出(chu)租(zu)(zu)車(che)“供(gong)求(qiu)匹(pi)配(pei)”程(cheng)度具(ju)體(ti)情(qing)況(kuang)，進而得(de)出(chu)目標(biao)(biao)城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)出(chu)租(zu)(zu)車(che)資(zi)源配(pei)置(zhi)(zhi)方(fang)(fang)案，旨在向相關人員提(ti)供(gong)決策(ce)(ce)準則和依據(ju)。[5]

1評價指標建立

出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)車(che)(che)資(zi)(zi)源(yuan)配置情況(kuang)主(zhu)要(yao)體現在出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)車(che)(che)資(zi)(zi)源(yuan)“供求匹(pi)配”程(cheng)(cheng)度(du)，出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)車(che)(che)資(zi)(zi)源(yuan)“供求匹(pi)配”程(cheng)(cheng)度(du)主(zhu)要(yao)受出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)車(che)(che)有(you)效利(li)用程(cheng)(cheng)度(du)、出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)車(che)(che)數量、乘客滿(man)(man)意程(cheng)(cheng)度(du)的影響，因此，建立空(kong)駛率、萬人擁有(you)量、里程(cheng)(cheng)利(li)用率、車(che)(che)輛滿(man)(man)載率四個指標衡量出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)車(che)(che)資(zi)(zi)源(yuan)配置合理程(cheng)(cheng)度(du)。

11空駛率

空駛率主要反映運營出租車擁有量是否合理(li)，根據經驗，其值(zhi)在30%～40%較為合適(shi)，公(gong)式建立(li)如(ru)下：[6]

式(shi)（1）中：Py為(wei)(wei)出(chu)租車(che)平(ping)均(jun)有效行駛里程（萬千米）；T為(wei)(wei)出(chu)租車(che)一天平(ping)均(jun)營業時間(jian)（小時）；V為(wei)(wei)出(chu)租車(che)平(ping)均(jun)運營車(che)速（千米/小時）；N為(wei)(wei)出(chu)租車(che)總量。

12萬人擁有量

萬(wan)(wan)人擁有量表示平均(jun)每(mei)(mei)一萬(wan)(wan)人所占有出租車數，根據經驗，小城(cheng)市(shi)每(mei)(mei)萬(wan)(wan)人不(bu)(bu)少于(yu)120輛，大城(cheng)市(shi)每(mei)(mei)萬(wan)(wan)人不(bu)(bu)少于(yu)350輛，中等城(cheng)市(shi)可在該范圍取(qu)值，其公式建立如下：[7][8][9]

式（2）中：M為城市人(ren)口數（萬人(ren)）。

13里程利用率J

里(li)程(cheng)利(li)用(yong)率反(fan)映出租車載客效率，表示平均每(mei)公(gong)里(li)運營里(li)程(cheng)，與空駛(shi)率是相對的，一(yi)般里(li)程(cheng)利(li)用(yong)率控制(zhi)在50%～60%最為(wei)合適，其(qi)公(gong)式建立如下：

式（3）中(zhong)：b為營(ying)業里程（公里）；c為行駛總里程（公里）。

14出租車滿(man)載(zai)率L

出(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)車滿載率是(shi)通(tong)過在幾個具有代表性的地點選取長(chang)期觀(guan)測點，記錄單位時間(jian)內通(tong)過載有乘客的出(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)車數(shu)量占總通(tong)過出(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)車數(shu)量的比值，[10]經(jing)驗(yan)表明(ming)，70%相當于(yu)出(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)車滿載率的一個臨界點，其公式建立為(wei)：

式（4）中：e為(wei)載客車輛數；f為(wei)總通過車輛數。

2層次分析模型

21模型建立

空駛率(lv)、萬人擁有(you)量、里(li)程利用(yong)率(lv)、出租(zu)車(che)滿載率(lv)四(si)個(ge)(ge)(ge)指標分(fen)別不同程度(du)地衡量了城(cheng)市出租(zu)車(che)資源供(gong)求(qiu)情況，為(wei)了綜合分(fen)析城(cheng)市出租(zu)車(che)“供(gong)求(qiu)匹(pi)配(pei)”程度(du)，利用(yong)四(si)個(ge)(ge)(ge)指標構建(jian)一個(ge)(ge)(ge)層(ceng)次(ci)(ci)分(fen)析結構，層(ceng)次(ci)(ci)模型分(fen)為(wei)三層(ceng)，最(zui)高(gao)為(wei)目(mu)標層(ceng)，即出租(zu)車(che)“供(gong)求(qiu)匹(pi)配(pei)”程度(du)；中(zhong)間層(ceng)為(wei)準則層(ceng)，即指標權重，最(zui)低(di)為(wei)準則方案層(ceng)，即四(si)個(ge)(ge)(ge)指標，如下圖所示。

22權重計算

喲(yo)畏治(zhi)黿峁茍(gou)ㄐ緣胤從吵齜槳覆愀髦副曖肽勘瓴愕墓叵擔為(wei)了(le)定(ding)量(liang)對(dui)(dui)各指標進(jin)行分析(xi)，對(dui)(dui)四個(ge)指標進(jin)行權重分析(xi)，利用層(ceng)次分析(xi)法[11]中的幾何(he)平均法計算(suan)(suan)空駛率(lv)(lv)、萬人(ren)擁有量(liang)、里(li)程利用率(lv)(lv)、出租車滿(man)載率(lv)(lv)四個(ge)指標在目(mu)標層(ceng)中所(suo)占權重分別為(wei)W1、W2、W3、W4，建(jian)立計算(suan)(suan)公式如下：

23模型求解

經過上述分(fen)析，利用式(shi)（5）和式(shi)（6）計算出每(mei)個指標在目標層(ceng)中所(suo)占權(quan)重Wi，用最(zui)小(xiao)二乘法原理，建立目標函數，求租車“供求匹配”程(cheng)度Z，即

將各(ge)個權重值(zhi)代入式(shi)（7），即(ji)可算出城市(shi)的出租車“供求(qiu)匹配”程度。根(gen)(gen)據對中(zhong)國多(duo)個城市(shi)檢(jian)驗分析得：一線(xian)(xian)城市(shi)Z的標準(zhun)(zhun)值(zhi)為150，二線(xian)(xian)城市(shi)Z的標準(zhun)(zhun)值(zhi)為135，三線(xian)(xian)城市(shi)Z的標準(zhun)(zhun)值(zhi)為110，若(ruo)Z值(zhi)低于標準(zhun)(zhun)值(zhi)，則應先調(diao)整(zheng)四(si)個指(zhi)(zhi)(zhi)標中(zhong)權重較(jiao)大的指(zhi)(zhi)(zhi)標，根(gen)(gen)據式(shi)（1）至式(shi)（4）計算各(ge)個指(zhi)(zhi)(zhi)標確定(ding)值(zhi)，確定(ding)指(zhi)(zhi)(zhi)標調(diao)整(zheng)范圍(wei)和大小，再依(yi)次調(diao)整(zheng)其他指(zhi)(zhi)(zhi)標，使調(diao)整(zheng)過后(hou)出租車“供求(qiu)匹配”程度達(da)到(dao)最優。[12][13]

3模型檢驗

上海(hai)(hai)(hai)(hai)市是中(zhong)國(guo)一線城市，其(qi)交通發(fa)達(da)，出租(zu)車(che)系統龐大(da)，以上海(hai)(hai)(hai)(hai)為(wei)例研究(jiu)上海(hai)(hai)(hai)(hai)的出租(zu)車(che)資(zi)源配置情況具有一定的代表性，故以上海(hai)(hai)(hai)(hai)為(wei)目(mu)標城市，運用上述模(mo)型對其(qi)出租(zu)車(che)資(zi)源“供求匹配”程度進行分析（以下數(shu)據(ju)(ju)來源于中(zhong)國(guo)數(shu)據(ju)(ju)統計年鑒）。

31指標的分析

為了計(ji)算上海(hai)一天不同(tong)時段(duan)(duan)的(de)(de)平均空(kong)駛率(lv)，對上海(hai)2013年出租車行駛里(li)程(cheng)統計(ji)數據進行整理總結，上海(hai)出租車平均一個運營日不同(tong)時段(duan)(duan)空(kong)駛率(lv)如表2所示，其中空(kong)駛里(li)程(cheng)和行駛里(li)程(cheng)指的(de)(de)是平均每(mei)輛(liang)車行駛里(li)程(cheng)。

由表2可(ke)知(zhi)，在6～21時(shi)間(jian)段(duan)出租(zu)車(che)(che)空駛率較(jiao)小，說明出租(zu)車(che)(che)資(zi)源(yuan)利用(yong)率較(jiao)高，反映(ying)了白天出租(zu)車(che)(che)資(zi)源(yuan)的“供(gong)求匹(pi)配”程度(du)基本符(fu)合理論要求；而0～3、3～6這(zhe)兩(liang)個時(shi)間(jian)段(duan)的空駛率超過60%，空駛率較(jiao)大，表明在這(zhe)兩(liang)個時(shi)間(jian)段(duan)出租(zu)車(che)(che)資(zi)源(yuan)分配過多，應當適當減小出車(che)(che)量，這(zhe)與實(shi)際問題(ti)也是相符(fu)的。

2013年(nian)年(nian)末，上海總計人(ren)(ren)數2500萬(wan)人(ren)(ren)，運(yun)營(ying)出(chu)(chu)租車506萬(wan)，萬(wan)人(ren)(ren)擁有量為494輛，遠(yuan)遠(yuan)滿足出(chu)(chu)租車資源分配，但存(cun)在(zai)(zai)出(chu)(chu)租車資源浪費的問題(ti)。以2013年(nian)上海出(chu)(chu)租車運(yun)營(ying)里(li)(li)程統(tong)計數據計算上海出(chu)(chu)租車平均一個運(yun)營(ying)日不同時(shi)段里(li)(li)程利用率，以平均每(mei)輛車在(zai)(zai)不同時(shi)間段內的數據為標(biao)準經過處理后(hou)的數據如表3所(suo)示。

由表(biao)3可知，在6～21時段(duan)里(li)程(cheng)(cheng)利(li)(li)用(yong)率分布在50%～60%，并且6～9、12～15、18～21三(san)個(ge)時段(duan)的里(li)程(cheng)(cheng)利(li)(li)用(yong)率最(zui)大，表(biao)明車(che)(che)輛(liang)行駛中載客(ke)比例高(gao)，乘(cheng)客(ke)打(da)車(che)(che)等待時間相對較長，反映(ying)了(le)供(gong)求關(guan)系比例緊(jin)張；0～3、3～6兩個(ge)時間段(duan)的里(li)程(cheng)(cheng)利(li)(li)用(yong)率最(zui)小，反映(ying)乘(cheng)客(ke)打(da)車(che)(che)方便的同時經營者的經濟效益(yi)降低，這與(yu)實際(ji)情(qing)況(kuang)基本相符。

以2013年上海(hai)出(chu)租(zu)車(che)(che)滿載客車(che)(che)輛統計(ji)數據計(ji)算上海(hai)平均一個運營日(ri)不同時段出(chu)租(zu)車(che)(che)滿載率，經過處理(li)后的數據如表4所示。

由(you)表4可知，在6～21時(shi)段出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)滿(man)載(zai)率較大，出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)滿(man)載(zai)率在70%左右，而(er)運(yun)(yun)力(li)(li)與運(yun)(yun)量的(de)適(shi)(shi)當(dang)(dang)平衡(heng)(heng)可以由(you)通(tong)過(guo)控制出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)滿(man)載(zai)率來實現(xian)，70%便相當(dang)(dang)于(yu)一個臨(lin)界(jie)點，0～6、21～24時(shi)間段出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)滿(man)載(zai)率遠低于(yu)該臨(lin)界(jie)點，則應(ying)(ying)適(shi)(shi)當(dang)(dang)降(jiang)低出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)運(yun)(yun)力(li)(li)；而(er)6～9、12～15、18～21三(san)個時(shi)段的(de)出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)滿(man)載(zai)率接近(jin)70%，基本滿(man)足運(yun)(yun)力(li)(li)與運(yun)(yun)量的(de)平衡(heng)(heng)關系；通(tong)過(guo)稍微調節出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)運(yun)(yun)力(li)(li)來保持運(yun)(yun)力(li)(li)與運(yun)(yun)量的(de)平衡(heng)(heng)，低于(yu)臨(lin)界(jie)點時(shi)，則應(ying)(ying)適(shi)(shi)當(dang)(dang)降(jiang)低出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)運(yun)(yun)力(li)(li)；反之，則應(ying)(ying)適(shi)(shi)當(dang)(dang)增加出(chu)(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)(zu)車(che)(che)運(yun)(yun)力(li)(li)，提(ti)高服(fu)務質量。

32指標權重(zhong)的計算

根(gen)據上海出租車分配(pei)情況，得(de)出空駛率(lv)、萬人擁有量(liang)、里程利用(yong)率(lv)、車輛滿(man)載率(lv)四個指標的比較判(pan)斷矩陣A：

由此可見，可看出(chu)(chu)(chu)上海出(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)車(che)空駛率(lv)（W1）和萬人擁有(you)量（W2）對出(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)車(che)“供求匹配”程度影(ying)響最大，另外是里程利用率(lv)（W3），影(ying)響最小的是出(chu)(chu)(chu)租(zu)(zu)車(che)滿(man)載率(lv)（W4）。

33出租車“供求(qiu)匹配(pei)”程(cheng)度的計(ji)算(suan)

將權重(zhong)Wj代入(ru)式（7）得出(chu)上海(hai)出(chu)租車(che)“供(gong)求匹(pi)配(pei)”程度Z=1418，比較接近標準值150，但出(chu)租車(che)資源(yuan)分配(pei)不夠(gou)(gou)合(he)理，存在一定的資源(yuan)浪費，供(gong)求不夠(gou)(gou)平衡，應當采取措施提(ti)高(gao)出(chu)租車(che)利用率。

根據單指標計算結果可知：上海(hai)出租(zu)車(che)(che)(che)(che)資源分(fen)配過多(duo)，供(gong)過于求(qiu)，里程利用率較大，市民打車(che)(che)(che)(che)等(deng)待時間比較長，求(qiu)與供(gong)的(de)關(guan)系緊張；出租(zu)車(che)(che)(che)(che)滿(man)載率較低，上海(hai)相(xiang)關(guan)機(ji)構應(ying)適當降低出租(zu)車(che)(che)(che)(che)運(yun)力，在晚(wan)上適當減少，傍晚(wan)和(he)中午(wu)適當增加運(yun)營(ying)出租(zu)車(che)(che)(che)(che)數(shu)，適當擴大出租(zu)車(che)(che)(che)(che)運(yun)營(ying)范圍，充分(fen)調配與利用現有(you)資源。

4結論

第一，通(tong)過影響城市(shi)出(chu)租(zu)車“供求匹(pi)配(pei)”程度的因(yin)素建(jian)立(li)四個(ge)指標，運用(yong)層(ceng)(ceng)次(ci)(ci)分析模(mo)(mo)型，在一線城市(shi)中，出(chu)租(zu)車“供求匹(pi)配(pei)”程度主(zhu)要受空駛率、萬人擁有(you)量影響，指標權重高(gao)達15，與實際情(qing)況相符，為層(ceng)(ceng)次(ci)(ci)分析模(mo)(mo)型的準(zhun)確(que)性校核提供了強有(you)力的依據。層(ceng)(ceng)次(ci)(ci)分析模(mo)(mo)型具有(you)較高(gao)的準(zhun)確(que)性。[14]

第二，利用判(pan)(pan)斷(duan)矩(ju)陣(zhen)公(gong)式，可以(yi)對不同(tong)(tong)的城(cheng)市根據目標(biao)城(cheng)市具w情(qing)(qing)況建立判(pan)(pan)斷(duan)矩(ju)陣(zhen)，使得層次分析模型(xing)適(shi)用于不同(tong)(tong)的城(cheng)市，其適(shi)用性(xing)能(neng)滿(man)足中(zhong)國城(cheng)市復雜情(qing)(qing)況，同(tong)(tong)時更加提高了分析結果的準(zhun)確性(xing)。

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篇10

關(guan)鍵詞： 地理(li)信息系統 高中(zhong)地理(li)課(ke)堂教學 案例(li) 困難

1.GIS的概論

1.1 GIS的內涵(han)

針(zhen)對不(bu)同(tong)的(de)(de)部門和(he)(he)不(bu)同(tong)的(de)(de)應(ying)用目的(de)(de)，地(di)(di)理(li)(li)信(xin)息系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)定(ding)(ding)義也不(bu)盡相同(tong)。美國(guo)學(xue)者Parker認(ren)為(wei)(wei)“GIS是一種(zhong)存(cun)儲、分(fen)析(xi)和(he)(he)顯(xian)示空間與非(fei)空間數據(ju)(ju)的(de)(de)信(xin)息技(ji)術”。加拿大的(de)(de)Roger Tomlinson認(ren)為(wei)(wei)“GIS是全(quan)方位分(fen)析(xi)和(he)(he)操(cao)作地(di)(di)理(li)(li)數據(ju)(ju)的(de)(de)數字系(xi)(xi)統(tong)”。俄羅斯學(xue)者把GIS定(ding)(ding)義為(wei)(wei)“一種(zhong)解(jie)決各種(zhong)復(fu)雜的(de)(de)地(di)(di)理(li)(li)相關問(wen)題，以及具有內(nei)部聯(lian)系(xi)(xi)的(de)(de)工具集合”。這些定(ding)(ding)義，有的(de)(de)側重于(yu)GIS的(de)(de)技(ji)術內(nei)涵(han)，有的(de)(de)則強調GIS的(de)(de)應(ying)用功能。美國(guo)聯(lian)邦數字地(di)(di)圖協調委員(yuan)會（FIC-CDC）關于(yu)GIS的(de)(de)定(ding)(ding)義較為(wei)(wei)全(quan)面(mian)具體。該定(ding)(ding)義認(ren)為(wei)(wei)“GIS”是由計(ji)算(suan)機硬件、軟(ruan)件和(he)(he)不(bu)同(tong)的(de)(de)方法組成的(de)(de)系(xi)(xi)統(tong)，該系(xi)(xi)統(tong)設計(ji)支持空間數據(ju)(ju)的(de)(de)采集、管理(li)(li)、處理(li)(li)、分(fen)析(xi)、建模和(he)(he)顯(xian)示，以便(bian)解(jie)決復(fu)雜的(de)(de)規劃和(he)(he)管理(li)(li)問(wen)題。[1]

1.2 GIS的功(gong)能

由計算機技術與空間數據相結合而(er)產生(sheng)的GIS這一高新技術，它包(bao)含了處理地理信息(xi)的各種高級(ji)功能(neng)。GIS具有四項基本功能(neng)：

1.2.1輸入(ru)功能

利(li)用(yong)數字化儀(yi)(yi)或掃描儀(yi)(yi)把地(di)圖(tu)、圖(tu)像（如(ru)航空照片）和規劃(hua)圖(tu)輸入(ru)計算機(ji)中，然后進行編(bian)輯處(chu)理（修改(gai)、增補等）。

1.2.2輸出功能

把(ba)經過分析而得(de)出(chu)的圖(tu)形(xing)、圖(tu)表或(huo)文字(zi)報告顯示在熒光屏上，也可以通過繪圖(tu)儀或(huo)打印機打印出(chu)來。

1.2.3查詢、分(fen)析功能

通(tong)過空間查詢和空間分析(xi)而得(de)出(chu)決(jue)策結論(lun)是(shi)GIS的(de)(de)出(chu)發(fa)點和歸宿。這是(shi)一個復雜的(de)(de)處理(li)過程(cheng)，需(xu)要(yao)應用(yong)(yong)目標(biao)之間的(de)(de)內在(zai)(zai)空間聯系并結合(he)(he)各自(zi)的(de)(de)數學模(mo)型(xing)和理(li)論(lun)制訂(ding)規(gui)劃和決(jue)策。典型(xing)的(de)(de)空間分析(xi)包(bao)括最佳路(lu)徑分析(xi)、疊(die)加分析(xi)、鄰域分析(xi)、網絡分析(xi)、通(tong)視分析(xi)及填(tian)挖方計算和表面積計算等(deng)(deng)，可用(yong)(yong)在(zai)(zai)污(wu)染源流分析(xi)、農業布局合(he)(he)理(li)性分析(xi)、城市布局合(he)(he)理(li)性分析(xi)、道路(lu)選(xuan)線分析(xi)等(deng)(deng)工(gong)作(zuo)中。

1.2.4空間數據庫管理功能

地(di)理對象是龐大的地(di)理數據集(ji)，對此需(xu)要利(li)用(yong)數據庫管(guan)理系統來(lai)進行管(guan)理[2]。

GIS依托這(zhe)些基(ji)本功能(neng)，通過利用空間分(fen)析技術、模型分(fen)析技術、網絡技術、數據庫(ku)和數據集(ji)成技術等(deng)，演繹出豐富多彩的(de)系統應用功能(neng)，滿足社會和用戶的(de)廣泛需求。

2. GIS走進高中(zhong)地理課程

著名(ming)的(de)地(di)(di)(di)圖與信息系(xi)統(tong)專家陳述彭(peng)院士認為，定性描(miao)述是(shi)(shi)地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)學的(de)第(di)一代(dai)(dai)語言，地(di)(di)(di)圖是(shi)(shi)地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)學的(de)第(di)二代(dai)(dai)語言，地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)信息系(xi)統(tong)是(shi)(shi)地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)學的(de)第(di)三(san)代(dai)(dai)語言。這也是(shi)(shi)廣大地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)教師的(de)共(gong)識，充分體現出(chu)GIS技(ji)術的(de)重(zhong)要性與價值所在[3]。《普通高(gao)中(zhong)地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)課(ke)程(cheng)標準》提出(chu)了地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)課(ke)程(cheng)的(de)基本理(li)(li)(li)念，其(qi)中(zhong)之一是(shi)(shi)強調(diao)信息技(ji)術在地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)學習中(zhong)的(de)應用。在新(xin)一輪(lun)的(de)地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)課(ke)程(cheng)改革中(zhong)，地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)信息系(xi)統(tong)成為地(di)(di)(di)理(li)(li)(li)選修模塊之一，作為新(xin)的(de)重(zhong)要的(de)教學內容(rong)。

2.1 GIS技術進入高中地(di)理的(de)必要性

2.1.1 “GIS技(ji)術”是地理(li)科(ke)學發展與社(she)會信(xin)息化的(de)重要內容

當今時代，信(xin)息技術飛速發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)，地理(li)信(xin)息技術對資源(yuan)與(yu)環(huan)境可持(chi)續發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)、國(guo)家(jia)經(jing)濟(ji)建設與(yu)社(she)會(hui)進(jin)步(bu)的(de)巨大作用日益顯著(zhu)。地理(li)信(xin)息技術應用的(de)具體形式，大到地球村、數(shu)字國(guo)家(jia)，小(xiao)到數(shu)字居民區、數(shu)字家(jia)庭(ting)。隨著(zhu)工業(ye)化(hua)和信(xin)息化(hua)水平的(de)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)，世界城(cheng)市(shi)化(hua)成(cheng)為(wei)文明進(jin)步(bu)的(de)標志。城(cheng)市(shi)帶來了富足、繁榮(rong)，也帶來人口(kou)擁擠、交通緊張、資源(yuan)短缺、用地緊張等一(yi)系列城(cheng)市(shi)問題，這為(wei)地理(li)信(xin)息技術提供了大顯身手(shou)的(de)機會(hui)。世界各(ge)國(guo)的(de)城(cheng)市(shi)，尤其在經(jing)濟(ji)發(fa)達(da)和發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)水平較高的(de)城(cheng)市(shi)，數(shu)字城(cheng)市(shi)研究日益成(cheng)熟，信(xin)息化(hua)管理(li)成(cheng)為(wei)熱門(men)研究領域，利用地理(li)信(xin)息技術進(jin)行社(she)會(hui)、經(jing)濟(ji)、文化(hua)、基礎設施、交通通訊、城(cheng)市(shi)規劃(hua)等數(shu)字管理(li)，成(cheng)為(wei)構(gou)筑新(xin)世紀人類生存(cun)環(huan)境的(de)新(xin)模式。

地(di)理(li)(li)信(xin)(xin)息(xi)(xi)技術是(shi)“數(shu)字(zi)化(hua)地(di)球(qiu)”、“信(xin)(xin)息(xi)(xi)化(hua)地(di)球(qiu)”的(de)(de)基(ji)礎，信(xin)(xin)息(xi)(xi)化(hua)發展需(xu)要大(da)量的(de)(de)具有地(di)理(li)(li)信(xin)(xin)息(xi)(xi)技術基(ji)本素養(yang)(yang)的(de)(de)人(ren)才。從(cong)國家戰(zhan)略的(de)(de)高度來講，基(ji)礎教育階段的(de)(de)地(di)理(li)(li)信(xin)(xin)息(xi)(xi)技術素養(yang)(yang)教育很(hen)必要也很(hen)迫切。

地(di)(di)理信息技術(shu)作為地(di)(di)理科學發展的(de)重(zhong)要內(nei)容(rong)，加之(zhi)其(qi)在社會(hui)生產、生活中(zhong)的(de)廣泛應用(yong)和(he)價值，在高(gao)中(zhong)階段，將其(qi)納入地(di)(di)理課程體(ti)系(xi)，意義重(zhong)大。

2.1.2設(she)置(zhi)“地(di)理信息技術應用”模塊有利于培養學生的信息素養

信(xin)息科(ke)技(ji)時代，教(jiao)育(yu)目的(de)(de)不應(ying)僅是教(jiao)給學(xue)生(sheng)(sheng)知識，更應(ying)以(yi)學(xue)生(sheng)(sheng)的(de)(de)發(fa)展為根本(ben)，全面提(ti)高(gao)學(xue)生(sheng)(sheng)的(de)(de)素質，使學(xue)生(sheng)(sheng)身心(xin)得到發(fa)展，發(fa)掘學(xue)生(sheng)(sheng)的(de)(de)外在(zai)(zai)和(he)(he)內在(zai)(zai)潛力(li)，促(cu)使他們得到全面發(fa)展。地理(li)信(xin)息技(ji)術在(zai)(zai)信(xin)息社會有著舉足(zu)輕重的(de)(de)地位和(he)(he)作用，設置地理(li)信(xin)息技(ji)術課(ke)程(cheng)是普(pu)及地理(li)信(xin)息技(ji)術基(ji)礎(chu)知識的(de)(de)有效途徑。對學(xue)生(sheng)(sheng)進(jin)行地理(li)信(xin)息技(ji)術教(jiao)育(yu)，可(ke)以(yi)培養(yang)學(xue)生(sheng)(sheng)的(de)(de)思考能力(li)和(he)(he)分析能力(li)，提(ti)高(gao)學(xue)生(sheng)(sheng)的(de)(de)信(xin)息素養(yang)，符合(he)《高(gao)中(zhong)地理(li)課(ke)程(cheng)標準》的(de)(de)設計理(li)念，也是提(ti)高(gao)學(xue)生(sheng)(sheng)綜(zong)合(he)素質的(de)(de)基(ji)本(ben)途徑。

當前，基礎教(jiao)育強(qiang)調全面的素質教(jiao)育，地(di)(di)理(li)教(jiao)育也應如此。在(zai)對各種(zhong)地(di)(di)理(li)知識(shi)（信息(xi)）掌握(wo)(wo)的基礎上，地(di)(di)理(li)教(jiao)育重視學生能力的提高及地(di)(di)理(li)思維(wei)方式的培養，要(yao)求(qiu)學生既具備地(di)(di)理(li)知識(shi)素質，又具備地(di)(di)理(li)能力素質。要(yao)求(qiu)學生運(yun)用(yong)地(di)(di)理(li)知識(shi)處(chu)理(li)和解決地(di)(di)里問題。要(yao)求(qiu)學生主動地(di)(di)吸收、掌握(wo)(wo)各種(zhong)地(di)(di)理(li)信息(xi)，并將信息(xi)分析(xi)、重組、應用(yong)。

2.1.3“地(di)理信息技術”是一種重要(yao)的(de)教學技術手(shou)段

地(di)(di)理信息(xi)(xi)技(ji)(ji)術作為教(jiao)(jiao)學技(ji)(ji)術手(shou)段應用(yong)于(yu)地(di)(di)理教(jiao)(jiao)學中也(ye)是《地(di)(di)理信息(xi)(xi)技(ji)(ji)術應用(yong)》模(mo)塊重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)價(jia)值取向之一。地(di)(di)理信息(xi)(xi)技(ji)(ji)術教(jiao)(jiao)育對學生信息(xi)(xi)技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)掌(zhang)握、地(di)(di)理研究技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)了解(jie)與應用(yong)、地(di)(di)理區域系統思(si)想(xiang)的(de)(de)(de)建立和地(di)(di)理空間思(si)維能力(li)的(de)(de)(de)培養，以及地(di)(di)理問題的(de)(de)(de)分析(xi)與處理能力(li)的(de)(de)(de)培養等具(ju)有不可替(ti)代的(de)(de)(de)獨特功(gong)能[4]。

一方面，以(yi)GIS為(wei)例(li)，GIS具有對地(di)(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)處理(li)(li)(li)與(yu)操作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)大(da)功(gong)(gong)能(neng)(neng)，地(di)(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)是地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)育的(de)(de)(de)(de)(de)重要媒(mei)介，利(li)(li)用(yong)GIS的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)疊加、地(di)(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)漫游、地(di)(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)縮放和(he)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)要素的(de)(de)(de)(de)(de)增減(jian)等(deng)進(jin)行(xing)輔助教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)，效果是一般(ban)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)手段(duan)不可(ke)比擬的(de)(de)(de)(de)(de)。另一方面，GIS技術是一種(zhong)解決(jue)實(shi)際問題，提供地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)數(shu)(shu)據處理(li)(li)(li)功(gong)(gong)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)技術和(he)方法。GIS的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)據輸(shu)入、處理(li)(li)(li)與(yu)分(fen)(fen)析功(gong)(gong)能(neng)(neng)，能(neng)(neng)很好地(di)(di)(di)(di)(di)(di)完成地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)課程(cheng)在能(neng)(neng)力培養(yang)方面的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)。例(li)如，利(li)(li)用(yong)GIS實(shi)現(xian)對地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)事物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布特征、分(fen)(fen)布規律的(de)(de)(de)(de)(de)輔助教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)，教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)師可(ke)以(yi)應用(yong)GIS在空(kong)間上顯(xian)示符(fu)合某一條件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)要素的(de)(de)(de)(de)(de)特征，幫助學(xue)生認識(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)空(kong)間概(gai)念(nian)；利(li)(li)用(yong)GIS實(shi)現(xian)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)事物(wu)(wu)環境(jing)分(fen)(fen)析輔助教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)，GIS技術可(ke)以(yi)確定(ding)某地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)要素在一定(ding)范圍內對于其他地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)要素的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布；利(li)(li)用(yong)GIS實(shi)現(xian)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)事物(wu)(wu)變(bian)化趨勢(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)輔助教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)，GIS能(neng)(neng)顯(xian)示地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)事物(wu)(wu)在不同時段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)信息的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間分(fen)(fen)布，能(neng)(neng)展示其各階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)特征，有助于學(xue)生認識(shi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)事物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)發展過程(cheng)；利(li)(li)用(yong)GIS實(shi)現(xian)數(shu)(shu)據統計分(fen)(fen)析與(yu)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)理(li)(li)(li)直觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)輔助教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)，GIS可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)數(shu)(shu)據排列顯(xian)示、專題地(di)(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)制作(zuo)圖(tu)、地(di)(di)(di)(di)(di)(di)形圖(tu)、行(xing)政區劃圖(tu)、旅游規劃圖(tu)等(deng)；利(li)(li)用(yong)網絡GIS、多媒(mei)體GIS的(de)(de)(de)(de)(de)輔助教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)等(deng)[5]。

2.2高中地理信息(xi)系統課(ke)程教學案(an)例

地理信息技術是一門新興的課程，開設(she)這門課程的主要目標(biao)是培養學生的地理信息素養。

下面(mian)以GIS在道(dao)路選線中的應用作為教學內容進行分析。

傳統的(de)(de)道(dao)路(lu)(lu)選線(xian)(xian)方法(fa)是(shi)選線(xian)(xian)人員通過收集(ji)和(he)分析線(xian)(xian)路(lu)(lu)區域內有關設計資料，在(zai)大比例尺(chi)地形(xing)圖(tu)上(shang)選出幾個(ge)可能(neng)的(de)(de)路(lu)(lu)線(xian)(xian)方案。然后(hou)在(zai)紙上(shang)定線(xian)(xian)的(de)(de)基礎(chu)上(shang)，選線(xian)(xian)人員到(dao)實(shi)地勘測，經(jing)過反復(fu)比較確定一個(ge)較為經(jing)濟(ji)、合理的(de)(de)路(lu)(lu)線(xian)(xian)方案。它在(zai)很大程度(du)上(shang)取(qu)決(jue)于選線(xian)(xian)人員的(de)(de)實(shi)際經(jing)驗和(he)技術水平，而且費時(shi)費力(li)，因此已不(bu)能(neng)滿足現代公路(lu)(lu)設計的(de)(de)需要。隨(sui)著地理信息(xi)系統技術的(de)(de)發展及(ji)空間信息(xi)軟(ruan)件(jian)(jian)平臺的(de)(de)不(bu)斷開發，設計人員不(bu)但能(neng)考慮(lv)傳統的(de)(de)選線(xian)(xian)因素，對于地質(zhi)、水文等(deng)(deng)空間屬性也能(neng)納入考慮(lv)范圍，這不(bu)管是(shi)從(cong)質(zhi)量上(shang)還是(shi)從(cong)效(xiao)率(lv)上(shang)都得(de)到(dao)了較大提高。目前(qian)常(chang)用的(de)(de)空間軟(ruan)件(jian)(jian)有ArcInfo、MapInfo、Geo系列軟(ruan)件(jian)(jian)、TITANGIS等(deng)(deng)。

2.2.1地(di)理(li)數據(ju)的采集和處(chu)理(li)

根據道路(lu)的(de)設計功能和設計要求，需要收集道路(lu)沿(yan)線所(suo)有(you)的(de)基礎資(zi)料，包括沿(yan)線各(ge)類比例(li)尺(chi)地(di)形圖、地(di)質圖、水文、氣象、交通流量等。具備了這些基本(ben)資(zi)料之后(hou)，利用(yong)GIS功能對各(ge)種資(zi)料進(jin)行分類處理。

數(shu)(shu)字(zi)化(hua)資(zi)(zi)(zi)(zi)料包括地(di)(di)形圖(tu)、地(di)(di)質圖(tu)、規劃設計圖(tu)、文字(zi)說明等多種信息資(zi)(zi)(zi)(zi)源。圖(tu)形數(shu)(shu)字(zi)化(hua)過程(cheng)中需要進行投(tou)影轉(zhuan)換、坐標轉(zhuan)換，經過掃描、糾正、跟蹤、附屬(shu)性(xing)、建立拓撲關(guan)系(xi)等步驟，最(zui)終形成各(ge)類(lei)數(shu)(shu)據(ju)(ju)文件。目前，常用(yong)的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)格式有：Tiff、Arc/InfoE00、Arc/InfoCoverage、MapInfo、DXF等。在地(di)(di)形圖(tu)進行數(shu)(shu)字(zi)化(hua)的(de)(de)過程(cheng)中，需對(dui)各(ge)類(lei)影響線(xian)(xian)路(lu)的(de)(de)空(kong)(kong)間要素進行分(fen)層(ceng)(ceng)空(kong)(kong)間數(shu)(shu)據(ju)(ju)管理，為以(yi)后的(de)(de)空(kong)(kong)間分(fen)析做好準(zhun)備(bei)。沿(yan)線(xian)(xian)主要的(de)(de)空(kong)(kong)間數(shu)(shu)據(ju)(ju)層(ceng)(ceng)有：地(di)(di)形層(ceng)(ceng)、地(di)(di)質圖(tu)層(ceng)(ceng)、城市層(ceng)(ceng)、鄉村層(ceng)(ceng)、植被層(ceng)(ceng)、沿(yan)線(xian)(xian)水系(xi)層(ceng)(ceng)、水利設施層(ceng)(ceng)、鐵路(lu)層(ceng)(ceng)等。對(dui)空(kong)(kong)間數(shu)(shu)據(ju)(ju)層(ceng)(ceng)的(de)(de)分(fen)類(lei)應盡(jin)可能(neng)詳細，避免遺(yi)漏。同時，使(shi)用(yong)的(de)(de)資(zi)(zi)(zi)(zi)料應為最(zui)新資(zi)(zi)(zi)(zi)料，保證空(kong)(kong)間數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)時效(xiao)性(xing)及其準(zhun)確性(xing)。

2.2.2地理數據(ju)的(de)空間分(fen)析

根(gen)據(ju)道路(lu)的(de)(de)設(she)計(ji)標準和使用要求(qiu)，利用GeoStar軟(ruan)件對各類數據(ju)文件進行(xing)分析(xi)是采(cai)用地(di)(di)(di)理(li)信息系統進行(xing)道路(lu)選線的(de)(de)核心。GeoStar軟(ruan)件的(de)(de)空間分析(xi)功能主要有地(di)(di)(di)形(xing)分析(xi)、緩沖分析(xi)、疊置(zhi)分析(xi)、網絡分析(xi)等，這能幫助設(she)計(ji)人員宏觀(guan)地(di)(di)(di)認識(shi)設(she)計(ji)區域(yu)。在數據(ju)處(chu)理(li)過程中，應(ying)盡可能準確規(gui)范，這對于以(yi)后建立數字地(di)(di)(di)面(mian)模型DEM、地(di)(di)(di)面(mian)正射影像圖DOM等數據(ju)具有重要作用。

2.2.3建立數字地(di)面模(mo)型(xing)DEM

數字(zi)地面模型可(ke)為道路(lu)選線提供直觀圖形并可(ke)以(yi)與GIS的空(kong)間分析(xi)(xi)結果進(jin)行疊加(jia)分析(xi)(xi)。同時可(ke)為今后(hou)的道路(lu)最佳路(lu)徑分析(xi)(xi)、縱橫斷面設計、填挖方量的計算(suan)提供快捷(jie)成(cheng)果。

2.2.4疊加分(fen)析

利(li)用GeoStar軟件，將矢量(liang)數據庫、影像數據庫和DEM數據庫三庫疊(die)加，生成三維(wei)景觀(guan)再現。在計算機疊(die)加分析的(de)結果里，確定(ding)道路(lu)控制點(dian)的(de)樁號及線路(lu)的(de)大致走向，接著根據設計規范(fan)和要求，在三維(wei)景觀(guan)里進(jin)行路(lu)線設計，確定(ding)道路(lu)變坡點(dian)位置(zhi)、交點(dian)位置(zhi)、坡度、曲線半(ban)徑(jing)等(deng)要素(su)，這樣設計人(ren)員能隨(sui)時根據地形來進(jin)行設計，非常方便。

2.2.5線(xian)路的比選

根(gen)據(ju)要(yao)求一(yi)般設(she)(she)(she)計(ji)兩到三條(tiao)線(xian)(xian)(xian)路(lu)，然后利用(yong)GeoStar的(de)(de)空間(jian)分析功(gong)能進(jin)行(xing)比選，考慮(lv)的(de)(de)因素主要(yao)有土地(di)(di)、水(shui)文(wen)、路(lu)線(xian)(xian)(xian)長度(du)、地(di)(di)質條(tiao)件、政治因素、經濟(ji)狀況(kuang)、氣象等。如(ru)，在(zai)設(she)(she)(she)計(ji)中，道路(lu)應(ying)盡量避免穿過(guo)農田、森(sen)林(lin)，并且線(xian)(xian)(xian)路(lu)通過(guo)地(di)(di)段的(de)(de)地(di)(di)質水(shui)文(wen)狀況(kuang)應(ying)滿(man)足工(gong)程設(she)(she)(she)計(ji)要(yao)求，以(yi)(yi)此(ci)作為選線(xian)(xian)(xian)條(tiao)件。此(ci)時(shi)可以(yi)(yi)從空間(jian)數據(ju)層中分別提取鄉村層、植(zhi)被層、地(di)(di)質層、沿線(xian)(xian)(xian)水(shui)系層的(de)(de)相應(ying)數據(ju)，將它們的(de)(de)數據(ju)繪以(yi)(yi)不同顏色的(de)(de)圖(tu)形(xing)，根(gen)據(ju)選線(xian)(xian)(xian)人員給定(ding)的(de)(de)選線(xian)(xian)(xian)條(tiao)件和(he)范(fan)圍分別與地(di)(di)形(xing)圖(tu)形(xing)拓撲疊加(jia)，此(ci)時(shi)在(zai)計(ji)算機上就可以(yi)(yi)分別顯示出滿(man)足要(yao)求的(de)(de)范(fan)圍。根(gen)據(ju)這些范(fan)圍，選線(xian)(xian)(xian)人員再(zai)進(jin)行(xing)綜合(he)修改，重新制定(ding)設(she)(she)(she)計(ji)條(tiao)件，在(zai)計(ji)算機上反復(fu)進(jin)行(xing)疊加(jia)拓撲分析獲取最終(zhong)結果(guo)。這種選線(xian)(xian)(xian)過(guo)程非常直觀明了，結果(guo)也(ye)可隨時(shi)以(yi)(yi)圖(tu)形(xing)、表格(ge)、數字的(de)(de)形(xing)式(shi)打印輸出[6]。

2.3高中開設地理信息系統課程存在的(de)困難

在(zai)當今的(de)高中地理教學(xue)中，開設地理信息系統課程遇到了(le)比較大的(de)困(kun)難，學(xue)生(sheng)的(de)地理信息素養也普遍比較薄(bo)弱。

2.3.1教育觀念滯后

由于(yu)教育觀念滯后(hou)，即使是在教育較(jiao)為先進的地(di)區，地(di)理信息(xi)系統課程開設(she)仍(reng)困難(nan)重重。學(xue)(xue)校固守舊觀念，認為培養(yang)信息(xi)素養(yang)對于(yu)學(xue)(xue)生高考分數提高目前還(huan)沒有實(shi)質性作用，往(wang)往(wang)以各種理由拒(ju)絕(jue)開設(she)地(di)理信息(xi)類課程。

2.3.2經濟(ji)支持不足

地(di)理信(xin)息系統課程開(kai)設需要一定(ding)物質(zhi)基礎作(zuo)為保證，例如計算機、網絡設施、配套的課程軟件等。經濟落(luo)后(hou)地(di)區的一些學校硬件、軟件設施都不齊全，尤其像GPS這種儀器市(shi)場價一般(ban)在2000元左右，作(zuo)為教具幾乎(hu)是不可能購買的，3S技術的培養成為“紙上談兵(bing)”。

2.3.3教師素(su)質有待提高

地(di)(di)(di)理(li)信(xin)息(xi)系(xi)(xi)統是一門(men)新興的(de)技(ji)術，因此，當今高中里(li)能夠熟練掌握信(xin)息(xi)技(ji)術的(de)地(di)(di)(di)理(li)教(jiao)師比較(jiao)匱乏。此外，目前(qian)高師所開設的(de)地(di)(di)(di)理(li)信(xin)息(xi)系(xi)(xi)統課程，多數(shu)只(zhi)是簡單地(di)(di)(di)移植綜合性大(da)學(xue)地(di)(di)(di)理(li)信(xin)息(xi)系(xi)(xi)統專業(ye)課程的(de)基(ji)本內容，而真正適合師范生實際(ji)操作應(ying)用技(ji)能訓練較(jiao)少，并沒有培養出(chu)真正適應(ying)高中地(di)(di)(di)理(li)教(jiao)學(xue)的(de)合格的(de)地(di)(di)(di)理(li)教(jiao)師。

因此，高校(xiao)在(zai)(zai)培(pei)養(yang)地(di)(di)理(li)教(jiao)師(shi)(shi)的過程中(zhong)應重(zhong)視師(shi)(shi)范生的地(di)(di)理(li)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)學(xue)(xue)(xue)習，在(zai)(zai)學(xue)(xue)(xue)習基(ji)礎(chu)知識的同時，提(ti)(ti)高動手操作能力。同時，各(ge)地(di)(di)教(jiao)育部門應完善教(jiao)師(shi)(shi)的職(zhi)后培(pei)訓(xun)，為在(zai)(zai)職(zhi)地(di)(di)理(li)教(jiao)師(shi)(shi)提(ti)(ti)供更多的進修(xiu)機會和(he)渠道。各(ge)地(di)(di)教(jiao)研部門要為地(di)(di)理(li)教(jiao)師(shi)(shi)提(ti)(ti)供學(xue)(xue)(xue)術(shu)和(he)業(ye)務的支持(chi)，例如通過舉辦培(pei)訓(xun)班，組織教(jiao)學(xue)(xue)(xue)經驗交流，推動校(xiao)本教(jiao)研，開發課程資源等方式幫助地(di)(di)理(li)教(jiao)師(shi)(shi)開展地(di)(di)理(li)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)教(jiao)學(xue)(xue)(xue)，培(pei)養(yang)學(xue)(xue)(xue)生的地(di)(di)理(li)信(xin)息(xi)素(su)養(yang)。

3.結語

鑒(jian)于我(wo)國經濟(ji)的(de)(de)(de)快速發展及(ji)GIS技(ji)術(shu)強大的(de)(de)(de)功能，GIS將(jiang)在國民經濟(ji)中發揮越(yue)來越(yue)重要(yao)的(de)(de)(de)作用(yong)。高中地(di)(di)(di)理(li)(li)課程(cheng)應緊跟(gen)時代(dai)潮流，反映(ying)時代(dai)需求。GIS進入(ru)高中地(di)(di)(di)理(li)(li)課程(cheng)是培(pei)養現(xian)代(dai)公民必(bi)備地(di)(di)(di)理(li)(li)素養的(de)(de)(de)必(bi)要(yao)舉措。盡(jin)管現(xian)在地(di)(di)(di)理(li)(li)信息(xi)(xi)(xi)技(ji)術(shu)課程(cheng)在高中的(de)(de)(de)開設仍遇到一些困難，但(dan)困難是暫時的(de)(de)(de)，地(di)(di)(di)理(li)(li)信息(xi)(xi)(xi)技(ji)術(shu)最終(zhong)將(jiang)順利進入(ru)高中校園，成為一門培(pei)養學(xue)生(sheng)基(ji)本地(di)(di)(di)理(li)(li)信息(xi)(xi)(xi)素養的(de)(de)(de)必(bi)要(yao)課程(cheng)。

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