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Abstract: urban roads and traffic engineering complex and delicate, this paper briefly introduces the roads and traffic engineering analysis function, the purpose and the steps, the model set up and run and how to qualitative and quantitative analysis were introduced, summarizes the roads and traffic engineering system analysis, the major content of urban road traffic system for analysis to provide the theory basis.

Key words: the city road; The traffic engineering; system

中圖分類號(hào)：U412.37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1概述

1.1城市道路與交通工程

城市道路與交通工程復(fù)雜而龐大，在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和修建時(shí)往往要涉及數(shù)以億計(jì)的資金投入，而營(yíng)運(yùn)管理中每天都關(guān)聯(lián)著數(shù)千輛車輛直接或問(wèn)接的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性。工程系統(tǒng)分析是探討規(guī)劃、設(shè)計(jì)、修建和營(yíng)運(yùn)管理工程系統(tǒng)的方法，其任務(wù)就是為管理部門提供合理配置和使用資源、選擇最佳方案的分析工具。城市道路與交通工程系統(tǒng)就是針對(duì)道路與交通工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、修建和營(yíng)運(yùn)管理問(wèn)題的特點(diǎn)綜合系統(tǒng)分析方法論、優(yōu)化技術(shù)、微觀經(jīng)濟(jì)概念預(yù)測(cè)方法和決策理論等學(xué)科知識(shí)，進(jìn)行資源配置和方案選擇的方法。

1.2工程系統(tǒng)分析

工程系統(tǒng)分析是用來(lái)解決項(xiàng)目規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、施工和經(jīng)營(yíng)管理中的一些重要問(wèn)題。這些問(wèn)題可大致分為兩種類型：首先是資源配置問(wèn)題，即如何經(jīng)濟(jì)、合理有效地把各種資源（勞力、資金材料、能源和設(shè)備等）組合在一起，以達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)預(yù)定的目的；其次是方案選擇問(wèn)題，即如何提出、分析比較和評(píng)價(jià)各種相互獨(dú)立的對(duì)策方案，以選取實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目的和目標(biāo)的最佳方案。系統(tǒng)分析的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)的效率和效能，或者為了設(shè)計(jì)更有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的或目標(biāo)的新系統(tǒng)，運(yùn)用系統(tǒng)分析可以收到下述效果：①使決策者能充分考慮可能面臨的各種不同選擇；②能更有效地利用各種稀缺而昂貴的資源；③能以最少的消耗或支出達(dá)到預(yù)定的目的；④能在目標(biāo)設(shè)定政策制定和貫徹、資源合理分配等方面加強(qiáng)決策能力；⑤能為決策者提供不同決策策略的有效分析。

因而系統(tǒng)分析是決策者改善政策、制定質(zhì)量和實(shí)施有效領(lǐng)導(dǎo)的有力工具。

2工程系統(tǒng)分析的步驟

系統(tǒng)分析的基本過(guò)程，可分為以下五個(gè)基本步驟：

2.1明確目標(biāo)

進(jìn)行系統(tǒng)分析的第一步，首先要明確定義系統(tǒng)及其范疇，弄清各組成部分之問(wèn)的關(guān)系及系統(tǒng)的環(huán)境；而后，大量采集反映系統(tǒng)行為、性狀或性能的數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)行為、性狀或性能的評(píng)定指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選擇，對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的性能或狀態(tài)作出定性的描述和定量的評(píng)價(jià)；然后，對(duì)系統(tǒng)目前和未來(lái)的需求進(jìn)行調(diào)查和預(yù)測(cè)。通過(guò)與系統(tǒng)實(shí)際性能或狀態(tài)作比較后，確定系統(tǒng)需解決問(wèn)題的內(nèi)容和范圍，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行價(jià)值分析后，提出可接受和可望實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)目的和目標(biāo)。

2.2提出可選方案

提出選擇方案的階段可看作是對(duì)多個(gè)可能方案進(jìn)行可行性分析，按系統(tǒng)的問(wèn)題及所定的目的和目標(biāo)進(jìn)行初步篩選，得到值得進(jìn)一步作系統(tǒng)分析和評(píng)價(jià)的可供選擇的方案。

2.3分析和評(píng)價(jià)選擇方案

對(duì)于上面提出的各個(gè)比較方案，要應(yīng)用表征系統(tǒng)行為、性狀或特性的一個(gè)或多個(gè)模型進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和政治可行性分析。通過(guò)計(jì)算分析，可以了解各個(gè)方案實(shí)施后系統(tǒng)的狀態(tài)。

2.4方案選擇與決策

系統(tǒng)分析員在結(jié)束分析工作后，應(yīng)以概述的形式向決策者表述經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)化的分析結(jié)果，即闡明問(wèn)題所在，表明系統(tǒng)目的和目標(biāo)確定的依據(jù)，說(shuō)明所采用的評(píng)定指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提出可供考慮和選擇的方案，講清各個(gè)比較方案的實(shí)施效果，提出分析員對(duì)方案選擇的建議和意見(jiàn)。

2.5實(shí)施與反饋

對(duì)選定的方案要付諸實(shí)施，在執(zhí)行過(guò)程中和結(jié)束后，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)分析的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，以修正或改善分析方法和所用參數(shù)，或者推薦新的方案或政策。

3模型的建立和運(yùn)行

進(jìn)行城市道路與交通工程系統(tǒng)分析，必須有一個(gè)使用工具，模型在系統(tǒng)分析中是非常有用的工具，建立和運(yùn)行模型的目的，是使決策者能清楚地了解系統(tǒng)和問(wèn)題的全貌，從而加強(qiáng)他們的直覺(jué)決策能力。模型被用以描述系統(tǒng)各組成部分的行為和性狀，各單元之問(wèn)以及它們同周圍環(huán)境之問(wèn)的交互作用。分析員可以應(yīng)用所建立的模型來(lái)分析各種因素、變量和關(guān)系之問(wèn)的因果依賴關(guān)系，推測(cè)各種變化、行動(dòng)和決策可能給整個(gè)系統(tǒng)的行為、性狀或性能帶來(lái)的變化和影響，探索各種可能解并尋求最優(yōu)解，評(píng)價(jià)各個(gè)方案對(duì)改進(jìn)系統(tǒng)的效果。因而，建立和運(yùn)行模型成為系統(tǒng)分析過(guò)程的中心環(huán)節(jié)，建立模型可以遵循下述四個(gè)步驟：①初步設(shè)計(jì)模型；②通過(guò)同已有觀察數(shù)據(jù)的比較，進(jìn)行初步證實(shí)；③應(yīng)用模型對(duì)新的情況進(jìn)行預(yù)測(cè)；④改進(jìn)模型，直到模型結(jié)果同實(shí)際的偏差在允許誤差范圍內(nèi)。

4定量和定性分析

系統(tǒng)分析需要從定量和定性兩個(gè)方面進(jìn)行。定量分析方法采用量化指標(biāo)表述系統(tǒng)各單元和系統(tǒng)整體的行為和性能。量化關(guān)系反映系統(tǒng)各單元之間和系統(tǒng)同環(huán)境之間的交互作用。能使決策所面臨的復(fù)雜而又不確定的問(wèn)題表述得較為容易把握和便于分析。

通過(guò)定量化，可以將發(fā)生的事件記錄下來(lái)，便于復(fù)查估價(jià)、比較和驗(yàn)證。量化可以使進(jìn)行重復(fù)處理的系統(tǒng)仿真模擬成為可能，也可以使通過(guò)調(diào)節(jié)自變量對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行敏感性分析成為可能。而進(jìn)行定性分析時(shí)主要考慮政策戰(zhàn)略選擇、價(jià)值分析、政治因素和超理性因素。

5道路交通工程系統(tǒng)分析的主要內(nèi)容

道路與交通工程系統(tǒng)分析主要有以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

5.1線性規(guī)劃

線性規(guī)劃屬運(yùn)籌學(xué)的分支，使用線性規(guī)劃的目的，一是在任務(wù)限定的情況下，使消耗的資源最省；二是在資源限定的情況下，被完成的任務(wù)能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。線性規(guī)劃問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，是指數(shù)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)型以及將非標(biāo)準(zhǔn)型化為標(biāo)準(zhǔn)型的步驟與方法。它的求解方法主要有圖解法、單純形法和人工變量法。線性規(guī)劃在道路工程管理中，可用于道路規(guī)劃、施工組織等活動(dòng)。

5.2圖論

圖論亦屬運(yùn)籌學(xué)的分支，它是將龐大復(fù)雜的工程系統(tǒng)和管理問(wèn)題用"圖"來(lái)描述，然后用數(shù)學(xué)方法求得最優(yōu)化的結(jié)果。例如，完成工程任務(wù)的時(shí)間最少、距離最短、費(fèi)用最省等，在道路工程可用于道路規(guī)劃、施工組織等管理活動(dòng)。

5.3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)屬圖論的分支，它是用于編制計(jì)劃的一種有效方法，首先對(duì)所要做的工作進(jìn)行項(xiàng)目分析，然后繪制出網(wǎng)絡(luò)圖，看是否達(dá)到預(yù)期要求，如果沒(méi)有達(dá)到，則根據(jù)時(shí)問(wèn)、費(fèi)用、資源對(duì)原網(wǎng)絡(luò)圖作調(diào)整和優(yōu)化，直至滿意為止。網(wǎng)絡(luò)圖的表示方法可分為箭線圖和順序圖，在道路工程管理中，主要用于施工組織和施工計(jì)劃管理。

5.4預(yù)測(cè)

預(yù)測(cè)是根據(jù)事物以往的歷史資料，通過(guò)科學(xué)方法和邏輯推理，對(duì)事物未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)計(jì)和推測(cè)，并對(duì)這種估計(jì)加以評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)和調(diào)節(jié)人們的行動(dòng)。

5.5決策

在許多可以采取的行動(dòng)方案中選擇一個(gè)最有利的方案。

5.6技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)

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【Abstract】In this paper, the traffic safety law enforcement technology disciplines two characteristics -- the discipline characteristic is interdisciplinary, and relevant development direction: Traffic accident treatment technology, traffic safety law prevention treatment technology, driver safety education and promotion of technology undertook treatise, put forward the author's understanding.

【Key word】Traffic Safety LawTwo subjectsTraffic safety and smoothness

交通安全執(zhí)法技術(shù)是以道路交通事件為研究對(duì)象，研發(fā)交通事件的預(yù)防與控制技術(shù)，運(yùn)用工程、技術(shù)、指揮和管理等手段，預(yù)防與減少交通事件對(duì)交通安全暢通的影響和損失，掌握交通事件基本規(guī)律的一門綜合性應(yīng)用學(xué)科，是工學(xué)門類下國(guó)家一級(jí)學(xué)科公安技術(shù)所屬的二級(jí)學(xué)科。作為本學(xué)科起著引領(lǐng)道路交通安全執(zhí)法領(lǐng)域的科學(xué)進(jìn)步和工程技術(shù)推廣的重要作用。發(fā)展交通安全執(zhí)法技術(shù)二級(jí)學(xué)科需要廣大公安交通管理機(jī)關(guān)一線科學(xué)技術(shù)人員立足本學(xué)科實(shí)踐前沿，掌握交通事件基本規(guī)律，綜合當(dāng)今科學(xué)技術(shù)、工程手段，在交通管理工作中不斷摸索預(yù)防與減少交通事件對(duì)交通安全暢通的方法和工程技術(shù)途徑。本文就公安交通管理工作實(shí)踐，探討交通安全執(zhí)法技術(shù)二級(jí)學(xué)科相關(guān)方向發(fā)展。

一、本學(xué)科的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1、本學(xué)科的特點(diǎn)是交叉學(xué)科

根據(jù)本學(xué)科的研究?jī)?nèi)容來(lái)看，本學(xué)科屬于交通工程學(xué)、傳感與信息技術(shù)、安全科學(xué)、控制科學(xué)與工程等相關(guān)學(xué)科的新興交叉學(xué)科，此外本學(xué)科還與其他學(xué)科有關(guān)，例如法律學(xué)、公安學(xué)、管理學(xué)等。

交叉學(xué)科（cross-discipline）主要是指基元學(xué)科以下具有交叉性的科學(xué)知識(shí)子系統(tǒng)；交叉科學(xué)（cross-science）是指已經(jīng)形成和有待創(chuàng)建的各門交叉學(xué)科的集合體，是所有交叉學(xué)科的統(tǒng)稱[1]。交叉科學(xué)的特征包括交叉科學(xué)的整合性、交叉科學(xué)的遠(yuǎn)緣性、交叉科學(xué)的宜人性。交叉科學(xué)的整合性指：拉近了傳統(tǒng)科學(xué)部類之間的距離，特別是正在填平數(shù)學(xué)科學(xué)、自然科學(xué)與哲學(xué)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)之間的鴻溝，使科學(xué)知識(shí)體系越來(lái)越成為一個(gè)有機(jī)的整體。交叉科學(xué)的成長(zhǎng)和壯大，導(dǎo)致了哲學(xué)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)的數(shù)學(xué)化和自然科學(xué)化，數(shù)學(xué)科學(xué)、自然科學(xué)的哲學(xué)化和社會(huì)科學(xué)化，極大地促進(jìn)了哲學(xué)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，加強(qiáng)了科學(xué)知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐的聯(lián)系，推動(dòng)了科學(xué)――技術(shù)――生產(chǎn)的一體化。交叉科學(xué)的遠(yuǎn)緣性是指交叉科學(xué)的各門學(xué)科產(chǎn)生于研究對(duì)象、研究思路差異較大的學(xué)科之間，是“遠(yuǎn)緣聯(lián)姻”的產(chǎn)物。交叉科學(xué)的宜人性是指交叉科學(xué)的各門學(xué)科是在社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)繁榮的背景下，為滿足人類正常生存和發(fā)展的需要，為解決環(huán)境、生態(tài)、生活質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展等重大問(wèn)題而形成和發(fā)展起來(lái)的[2]。

交通安全執(zhí)法技術(shù)的一個(gè)特點(diǎn)就是它是交叉學(xué)科，學(xué)科名稱本身就提醒我們它是牽涉到交通、安全、執(zhí)法和技術(shù)四個(gè)層面的特點(diǎn)。本學(xué)科是在我們國(guó)家社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)繁榮的背景下，為滿足減少道路交通擁堵、減少交通事故傷害和減少交通對(duì)環(huán)境的污染等人類正常生存和發(fā)展的需要，解決城市環(huán)境污染、提高人民生活質(zhì)量和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等重大問(wèn)題而形成和發(fā)展起來(lái)的，亟待有志于本學(xué)科的科學(xué)工作者進(jìn)一步發(fā)展壯大。

2、本學(xué)科研究方法淺析

本學(xué)科的研究方法是工學(xué)、理學(xué)、管理學(xué)等相關(guān)學(xué)科研究方法的集成。作為工學(xué)、理學(xué)，它的研究方法偏重于采用模擬、試驗(yàn)、觀察與觀測(cè)、公式、定理等。管理學(xué)的研究方法偏重于案例分析、實(shí)證分析、計(jì)量分析、系統(tǒng)分析等。本學(xué)科以道路交通事件為研究對(duì)象，必然要使用案例分析、實(shí)證分析、系統(tǒng)分析等的研究方法，同時(shí)也要進(jìn)行觀察與觀測(cè)、模擬、試驗(yàn)等工作，利用公式、定理工具建立道路交通事件模型。本學(xué)科研究方法特別要重視道路交通事件實(shí)際，在重視基礎(chǔ)理論研究方法的同時(shí)充分整合相關(guān)研究方法，依具體研究目的與內(nèi)容制定相應(yīng)的研究方法。

本學(xué)科需要整合相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展成果，充分利用通信工程、成像技術(shù)、全球定位技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等成熟的技術(shù)產(chǎn)品和手段，收集交通事件情報(bào)，以利于研究交通事件規(guī)律。例如，電子警察――闖紅燈違法抓拍系統(tǒng)，違法超速抓拍系統(tǒng)，流量采集和信息誘導(dǎo)系統(tǒng)等。

二、本學(xué)科研究發(fā)展方向認(rèn)識(shí)

（一）、交通事故處理技術(shù)

道路交通活動(dòng)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展的今天，出現(xiàn)了事故頻發(fā)的態(tài)勢(shì)，維護(hù)道路交通活動(dòng)安全是公安機(jī)關(guān)交通管理部門義不容辭的責(zé)任?！吨腥A人民共和國(guó)道路交通安全法》第五條規(guī)定：國(guó)務(wù)院公安部門負(fù)責(zé)全國(guó)道路交通安全管理工作?？h級(jí)以上地方各級(jí)人民政府公安機(jī)關(guān)交通管理部門負(fù)責(zé)本行政區(qū)域內(nèi)的道路交通安全管理工作?？h級(jí)以上各級(jí)人民政府交通、建設(shè)管理部門依據(jù)各自職責(zé)，負(fù)責(zé)有關(guān)的道路交通工作。第七十三條規(guī)定：公安機(jī)關(guān)交通管理部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)、檢查、調(diào)查情況和有關(guān)的檢驗(yàn)、鑒定結(jié)論，及時(shí)制作交通事故認(rèn)定書(shū)，作為處理交通事故的證據(jù)。交通事故認(rèn)定書(shū)應(yīng)當(dāng)載明交通事故的基本事實(shí)、成因和當(dāng)事人的責(zé)任，并送達(dá)當(dāng)事人。第七條規(guī)定：對(duì)道路交通安全管理工作，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)科學(xué)研究，推廣、使用先進(jìn)的管理方法、技術(shù)、設(shè)備。 按照法律的要求公安機(jī)關(guān)交通管理部門在進(jìn)行交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)、檢查、調(diào)查情況和有關(guān)的檢驗(yàn)、鑒定結(jié)論時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)科學(xué)研究，推廣、使用先進(jìn)的管理方法、技術(shù)和設(shè)備。同時(shí)積極做好道路交通事故安全預(yù)防工作。

交通事故處理技術(shù)包括以下內(nèi)容：

1、交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘查技術(shù)：研究道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪和肇事車輛、痕跡物證的固定、提取、勘驗(yàn)、記錄和分析以及現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)和清理等的理論、方法和技術(shù)。

2、交通事故處理與鑒定技術(shù)：研究道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)重現(xiàn)、肇事車輛和速度鑒定、痕跡物證鑒識(shí)以及事故責(zé)任鑒定的理論、方法和技術(shù)。

3、交通事故防治技術(shù)：研究交通事故防治的理論、方法和技術(shù)。本技術(shù)應(yīng)當(dāng)重視我國(guó)當(dāng)前道路交通安全嚴(yán)峻形勢(shì)，應(yīng)當(dāng)充分吸收相關(guān)交通管理工程領(lǐng)域的技術(shù)成果，迅速轉(zhuǎn)化為預(yù)防交通事故的工程管理措施。公安道路交通管理部門應(yīng)當(dāng)積極進(jìn)行高速公路的相關(guān)交通事故防治技術(shù)的研究，遏制高速公路交通事故嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)交通情況。

4、交通事故安全評(píng)價(jià)：研究交通事故安全水平和交通事故安全管理水平的理論、方法和技術(shù)。

5、交通事故安全預(yù)測(cè)：研究交通事故安全發(fā)生、發(fā)展趨勢(shì)的理論、方法和技術(shù)，預(yù)測(cè)未來(lái)交通事故的特點(diǎn)和規(guī)模。

（二）、駕駛?cè)税踩逃屯茝V技術(shù)

在公安實(shí)踐中，駕駛?cè)斯芾韺儆谠搭^管理，既要做好駕駛?cè)说目荚嚬ぷ?，又要做好駕駛?cè)说膶忩?yàn)工作。駕駛?cè)说目荚嚬ぷ髦贫缺容^完善，利用了一定的科學(xué)技術(shù)手段，而駕駛?cè)说膶忩?yàn)工作比較滯后，沒(méi)有跟上時(shí)代的進(jìn)步。公安交通管理機(jī)關(guān)應(yīng)當(dāng)研究利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段，為駕駛?cè)颂峁┓奖?、快捷的安全教育和審?yàn)制度，以減少交通安全違法事件。由于我國(guó)駕駛?cè)吮姸啵{駛?cè)税踩逃屯茝V技術(shù)應(yīng)當(dāng)是本學(xué)科研究的一個(gè)重要發(fā)展方向。

（三）、交通安全違法防范處理技術(shù)

1、交通違法事件與防控技術(shù)，研究道路交通事件的自動(dòng)檢測(cè)和防控的理論、方法和技術(shù)。這是道路交通管理工作的最重要研究發(fā)展方向，此技術(shù)的研究起著維護(hù)道路暢通的重要作用。例如，電子警察――闖紅燈、壓黃線違法抓拍系統(tǒng)，使得24小時(shí)在重要路口路段，司機(jī)都能夠感覺(jué)到被監(jiān)控的壓力，自覺(jué)遵守紅綠燈的管控、遵守地面標(biāo)線的指引，最大程度的保證了交通環(huán)境的安全性，電子警察被譽(yù)為永不下崗的交通警，從一個(gè)方面來(lái)說(shuō)增加了警力?，F(xiàn)在大力發(fā)展城市的智能交通系統(tǒng)中，360度高清攝像頭能夠清晰地抓拍到多種安全違法駕駛現(xiàn)象，在經(jīng)過(guò)人工甄別，保證了被處罰安全違法駕駛?cè)诉`法證據(jù)事實(shí)的可靠性，極大地糾正安全違法駕駛?cè)说膬e幸違法行為，維護(hù)了廣大遵守安全法駕駛?cè)说恼?dāng)權(quán)益，保護(hù)了城市道路交通安全。

2、交通監(jiān)控技術(shù)，研究道路交通監(jiān)控、突發(fā)事件預(yù)警與信息、交通指揮決策的理論、方法和技術(shù)；

3、交通安全違法取證技術(shù)：研究發(fā)生安全違法事件時(shí)，執(zhí)勤民警取證的相關(guān)技術(shù)手段和方法。

4、交通安全設(shè)施規(guī)劃與應(yīng)用技術(shù)：通過(guò)調(diào)查分析，研究確定安全設(shè)施建立的客觀需求條件，觸發(fā)交通安全設(shè)施實(shí)施決策的理論、方法和技術(shù)。

三、本學(xué)科發(fā)展的人才培養(yǎng)淺議

本學(xué)科的發(fā)展需要相關(guān)人才的培養(yǎng)。公安交通管理部門的科技人員，一方面來(lái)源于社會(huì)各大專院校，一方面來(lái)源于公安一線民警的自我成才。公安一線民警的自我成才依賴于成才者本身的科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)，廣大的本學(xué)科相關(guān)人才培養(yǎng)更依賴于社會(huì)各大專院校。作為本學(xué)科發(fā)展的人才培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)特別重視大專院校的人才培養(yǎng)工作。警察學(xué)院作為社會(huì)大專院校，在培養(yǎng)本學(xué)科發(fā)展人才上有不可推卸的責(zé)任。交通管理工程系交通管理專業(yè)就是培養(yǎng)本學(xué)科交通安全執(zhí)法技術(shù)專業(yè)人才的搖籃。交通管理專業(yè)又是一個(gè)跨學(xué)科的專業(yè)，專業(yè)人才培養(yǎng)要考慮服務(wù)本地公安工作，又要考慮相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能的培養(yǎng)。因此，在培養(yǎng)計(jì)劃中要統(tǒng)籌本學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，增加公安學(xué)、管理學(xué)相關(guān)學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，培養(yǎng)公安一線需求的綜合性高級(jí)應(yīng)用人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 王續(xù)坤著 交叉科學(xué)結(jié)構(gòu)論 第11頁(yè)大連理工大學(xué)出版社 2003年12月第一版

篇3

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）20-0067-03

交通設(shè)計(jì)是道路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的靈魂，是有效銜接道路交通規(guī)劃、建設(shè)、管理的紐帶，交通設(shè)計(jì)可以促進(jìn)城市規(guī)劃與交通規(guī)劃的結(jié)合，可以在進(jìn)行設(shè)施建設(shè)之前對(duì)交通規(guī)劃工作進(jìn)行反饋，以避免資源浪費(fèi)，并可以在設(shè)施建設(shè)前充分考慮交通管理措施實(shí)施的可行性，并為交通管理設(shè)施預(yù)留所需的資源。交通設(shè)計(jì)的概念形成于20世紀(jì)80年代初，完善于本世紀(jì)初，自2000年開(kāi)始，伴隨著國(guó)家公安部、住建部（原建設(shè)部）在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施暢通工程，交通設(shè)計(jì)的概念及其作用開(kāi)始被廣大的交通規(guī)劃、建設(shè)與管理部門接受并引入，2009年“交通設(shè)計(jì)”被教育部高等學(xué)校交通工程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)確立為交通工程專業(yè)的核心課程，近年來(lái)全國(guó)相關(guān)院校陸續(xù)開(kāi)設(shè)了本課程。上海海事大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱我校）自2005年以來(lái)就將《交通設(shè)計(jì)》作為交通工程本科專業(yè)的核心專業(yè)課程一直開(kāi)設(shè)至今，由于是一門新開(kāi)設(shè)的專業(yè)課程，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中碰到很多的問(wèn)題與困難，教研組不斷在摸索中前行，積累了一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與其他兄弟院校同行交流分享。

一、教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.教學(xué)缺乏合適教材?！督煌ㄔO(shè)計(jì)》是一門新開(kāi)的課程，在《交通設(shè)計(jì)》課程開(kāi)設(shè)之初，全國(guó)沒(méi)有一本正式的交通設(shè)計(jì)方面的教材，只有將同濟(jì)大學(xué)楊曉光教授2003年編寫的暢通工程科技叢書(shū)《城市道路交通設(shè)計(jì)指南》作為教學(xué)參考用書(shū)，2010年楊曉光教授正式出版了《交通設(shè)計(jì)》教材，全書(shū)分十一章，系統(tǒng)地闡述了交通設(shè)計(jì)的基本理論與方法及其應(yīng)用技術(shù)，包括：緒論、交通設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)、交通問(wèn)題及其特征分析、交通設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與條件、城市道路交通設(shè)計(jì)、公共汽車交通設(shè)計(jì)、樞紐交通設(shè)計(jì)、停車場(chǎng)（庫(kù)）交通設(shè)計(jì)、交通安全設(shè)計(jì)、交通語(yǔ)言系統(tǒng)設(shè)計(jì)、交通設(shè)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)分析等[1]。并入選了普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，填補(bǔ)了這一空白，但由于我國(guó)不同院校交通工程專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)和方向各不一樣，所以這唯一的一本教材很難滿足全國(guó)不同院校交通工程專業(yè)的具體要求，特別是不符合我校在航運(yùn)背景下的交通工程專業(yè)教材使用的需要，如缺少了港口地區(qū)及港口集疏運(yùn)道路交通設(shè)計(jì)的內(nèi)容，因此必須根據(jù)具體的交通設(shè)計(jì)工程案例，補(bǔ)充相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。

2.教學(xué)內(nèi)容需不斷完善與更新?！督煌ㄔO(shè)計(jì)》是一門年青的課程，其內(nèi)涵與外延還處在不斷地變化與完善的過(guò)程中，雖然交通設(shè)計(jì)目前唯一的一本教材出版僅二年，但其中許多內(nèi)容就需更新，最近兩年，國(guó)家制訂或修編了一系列與交通設(shè)計(jì)密切相關(guān)的工程技術(shù)規(guī)范，如新編的《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范》（GB50647-2011））和《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ152-2010）已于2011年正式實(shí)施，修編的《道路交通標(biāo)志與標(biāo)線》（GB5768-2009）中的總則、道路交通標(biāo)志、道路交通標(biāo)線前三部分于2009年正式實(shí)施，后續(xù)的作業(yè)區(qū)、速度管理、鐵路平交口、自行車和行人控制、學(xué)校區(qū)域五部分的內(nèi)容還在編制過(guò)程中，《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》和《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》正在修編過(guò)程中，《城市快速公交設(shè)計(jì)規(guī)范》以及《交通信號(hào)控制設(shè)計(jì)規(guī)范》的編制也在醞釀當(dāng)中，這些相關(guān)規(guī)范的內(nèi)容需要及時(shí)反映到日常的教學(xué)內(nèi)容中來(lái)，這就需要任課老師緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，及時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行完善與更新。

3.學(xué)生相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備缺乏?！督煌ㄔO(shè)計(jì)》是一門學(xué)科交叉的課程，所涉及的知識(shí)面較廣，與其他學(xué)科關(guān)系密切，交通設(shè)計(jì)必須融入到城市設(shè)計(jì)之中，并在交通土木工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮道路使用者與管理者對(duì)道路功能的要求，交通設(shè)計(jì)和交通管理與控制是兩個(gè)不可分割的孿生兄弟，因此交通設(shè)計(jì)方案必須與交通管理與控制方案相互協(xié)調(diào)，學(xué)生既需要掌握以上相關(guān)課程的理論基礎(chǔ)知識(shí)，又必須有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力，如AutoCAD繪圖能力以及微觀交通仿真軟件的使用與操作能力，所以在開(kāi)設(shè)《交通設(shè)計(jì)》課程之時(shí)必須對(duì)相關(guān)的課程體系進(jìn)行梳理和完善，讓學(xué)生有必要的知識(shí)儲(chǔ)備。

4.理論與實(shí)踐結(jié)合度不夠?！督煌ㄔO(shè)計(jì)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教學(xué)內(nèi)容中既有理論知識(shí)又有工程實(shí)踐。在最初的《交通設(shè)計(jì)》課堂教學(xué)中，采用以系統(tǒng)講授為主的封閉式教學(xué)方法，即以教師為中心，以課堂講述進(jìn)行教學(xué)，缺乏大量工程實(shí)例和有效直觀的演示手段，缺乏理論知識(shí)與交通設(shè)計(jì)實(shí)踐的緊密結(jié)合，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力偏低，分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力不高，很難對(duì)課程內(nèi)容有深刻的理解和認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致實(shí)踐環(huán)節(jié)成了對(duì)某些理論的簡(jiǎn)單驗(yàn)證，失去了實(shí)踐本身的意義。

二、教學(xué)改革措施

1.課程體系的調(diào)整與優(yōu)化。針對(duì)《交通設(shè)計(jì)》與其他課程聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，教研組對(duì)整個(gè)交通工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行了調(diào)整與優(yōu)化，將《交通設(shè)計(jì)》課程安排在大三下學(xué)期，在此之前在大二上學(xué)期開(kāi)設(shè)了工程制圖以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程，使學(xué)生能有扎實(shí)的畫圖能力，為將來(lái)的實(shí)踐操作打下基礎(chǔ)，在大二下學(xué)期開(kāi)設(shè)了交通工程學(xué)、交通工程系統(tǒng)分析、工程測(cè)量，在大三上學(xué)期開(kāi)設(shè)了交通規(guī)劃、城市規(guī)劃原理、道路勘測(cè)設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)專業(yè)課，為《交通設(shè)計(jì)》課程的開(kāi)設(shè)提供知識(shí)儲(chǔ)備，在大三下學(xué)期開(kāi)設(shè)《交通設(shè)計(jì)》課程的同時(shí)并行開(kāi)設(shè)交通管理與控制、交通仿真等課程，使得交通設(shè)計(jì)方案和交通管理與控制方案能夠相互協(xié)調(diào)，并能通過(guò)交通仿真的手段對(duì)以上方案進(jìn)行直觀的演示與評(píng)價(jià)。

2.教學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充與完善。針對(duì)統(tǒng)一的交通設(shè)計(jì)教材不能反映我校交通工程專業(yè)行業(yè)背景的問(wèn)題，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中僅將其當(dāng)作參考教材，不完全依照教材的內(nèi)容來(lái)授課，而是結(jié)合教學(xué)進(jìn)度補(bǔ)充港口地區(qū)及港口集疏運(yùn)道路交通設(shè)計(jì)的內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中參照最新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使學(xué)生掌握最新的知識(shí)。

3.教學(xué)方法和教學(xué)手段改革。采用先進(jìn)的多媒體技術(shù)、案例分析、專題報(bào)告等多種教學(xué)方法和教學(xué)形式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。（1）課堂多媒體教學(xué)：通過(guò)多媒體教學(xué)，增加課堂信息量；將實(shí)物圖片、現(xiàn)場(chǎng)錄像、動(dòng)畫演示等加入到課件中來(lái)輔助教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，使得教學(xué)內(nèi)容形象直觀，縮短理論與實(shí)際的差距，增加了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。（2）案例分析討論：《交通設(shè)計(jì)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，單憑理論講授缺乏針對(duì)性，結(jié)合課程教學(xué)需要，可適時(shí)引入案例進(jìn)行分析講解，來(lái)解釋和說(shuō)明相關(guān)理論和技術(shù)知識(shí)。例如我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中結(jié)合自己承擔(dān)的一些橫向咨詢項(xiàng)目，適時(shí)地將洛陽(yáng)市中州路交通設(shè)計(jì)、合肥市宿松路交通設(shè)計(jì)等具體工程案例引入到教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)案例的內(nèi)涵并參與到具體的案例調(diào)查，例如在講授第三章交通問(wèn)題及其特征分析時(shí)，除了講述課本上的通用知識(shí)外，還將學(xué)生分成幾個(gè)小組，每組同學(xué)以學(xué)校周邊某條道路的交通設(shè)計(jì)為實(shí)際的教學(xué)案例進(jìn)行調(diào)查，以專題的報(bào)告的形式分析每條道路交通設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及可采取的一些改進(jìn)措施，加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生參與教學(xué)的積極性和主動(dòng)性。（3）組織專題報(bào)告：充分發(fā)揮學(xué)生參與的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生廣泛獵取知識(shí)的能力、歸納總結(jié)和語(yǔ)言表述能力，同時(shí)可以及時(shí)掌握和了解交通設(shè)計(jì)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。例如在講授第六章公共汽車交通設(shè)計(jì)的內(nèi)容時(shí)，我們就補(bǔ)充了快速公交以及地面有軌電車交通設(shè)計(jì)的內(nèi)容，布置了我國(guó)主要城市BRT建設(shè)模式以及地面有軌電車在我國(guó)的適用性研究二個(gè)報(bào)告題目，要求學(xué)生利用節(jié)假日時(shí)間完成杭州市BRT及上海張江有軌電車的調(diào)研任務(wù)并用相應(yīng)的專題報(bào)告，由學(xué)生主講，促進(jìn)了教學(xué)相長(zhǎng)。

4.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。該課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)踐教學(xué)是課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是課程建設(shè)的難點(diǎn)，除了用以上的案例教學(xué)以及專題報(bào)告的方式增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力外，在課程教學(xué)結(jié)束后還安排了一周的課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，在電子地形圖、交通流量和流向等基礎(chǔ)資料給定情況下，要求學(xué)生模擬某城市中心區(qū)某復(fù)雜交叉口群的交通設(shè)計(jì)，主要考核學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的理論和技能去分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)給定的設(shè)計(jì)條件，學(xué)生提出設(shè)計(jì)思想，提交設(shè)計(jì)成果。學(xué)生通過(guò)分析相交的基礎(chǔ)資料，完成交叉口群的交通組織設(shè)計(jì)、渠化設(shè)計(jì)和信號(hào)控制設(shè)計(jì)，并要求利用VISSIM微觀交通仿真軟件對(duì)交通渠化設(shè)計(jì)方案和信號(hào)控制方案進(jìn)行建模、仿真、評(píng)價(jià)比選，確定最佳設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生充分了解交通設(shè)計(jì)的基本程序和步驟，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生參考及應(yīng)用有關(guān)規(guī)范，能從學(xué)科的高度來(lái)認(rèn)識(shí)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

《交通設(shè)計(jì)》課程是交通工程專業(yè)的主干課程，其重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行交通問(wèn)題分析和方案優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本技能[2]，我校結(jié)合交通工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與人才培養(yǎng)計(jì)劃，改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到全面提升教學(xué)效果的目標(biāo)，在我們教研組的指導(dǎo)下，該專業(yè)學(xué)生的交通設(shè)計(jì)成果分別獲得了第五屆與第七屆全國(guó)大學(xué)生交通科技大賽三等獎(jiǎng)與優(yōu)秀獎(jiǎng)的好成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉光.交通設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2003.

篇4

中圖分類號(hào): 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9416(2010)05-0000-00

1 課題研究的背景[3]和意義

2001―2008年我國(guó)化工企業(yè)共發(fā)生較大及其以上級(jí)別事故119起,其中,死亡510人,重傷105人,輕傷377人。從2001年到2008年我國(guó)化工企業(yè)較大及其以上級(jí)別事故發(fā)生總趨勢(shì)為波動(dòng)上升,且單事故中傷亡人數(shù)在逐漸增加。尤其是從2004年開(kāi)始,化工企業(yè)較大及以上級(jí)別事故的發(fā)生數(shù)量居高不下。目前,我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速上升期,工業(yè)發(fā)展正在不斷加快,化工企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)日趨復(fù)雜,勢(shì)必導(dǎo)致事故的多發(fā)性以及事故危害的日趨嚴(yán)重。城市消防救援對(duì)減少事故的損失意義重大,但在實(shí)際工作中往往由于消防救援路程不暢等各種遲滯因素使得消防人員喪失了對(duì)事故早期救援的良好時(shí)機(jī)。因此,對(duì)消防救援中最優(yōu)路徑選擇問(wèn)題的研究很有必要。

2 最短路徑問(wèn)題的基本理論

2.1 傳統(tǒng)Dijkstra算法概述

傳統(tǒng)Dijkstra算法過(guò)程的具體描述如下:

1)如果(u,)之間沒(méi)有直接存在弧,則置w(u,)為 。S為已找到的從u出發(fā)的最短路徑的終點(diǎn)的集合,初始狀態(tài)為空集。那么,從起點(diǎn)u到圖上其余各項(xiàng)點(diǎn) 可能到達(dá)的最短路徑長(zhǎng)度的初值為d(u,)= w(u,), 是與起點(diǎn)鄰接的點(diǎn)。2)選擇 ,使得d(u, )=min{d(u,)/ ∈V-S}。

3)修改從頂點(diǎn)V∈S出發(fā)到集合V-S任一頂點(diǎn)唯可達(dá)的最短路徑長(zhǎng)度,如果d(u, )+w( , )

2.2 建立最優(yōu)路徑數(shù)學(xué)模型

在道路交通網(wǎng)中,綜合考慮各種因素把各條道路的通過(guò)時(shí)間作為權(quán)值賦予相應(yīng)的路段,就得到一個(gè)賦權(quán)圖G(V,E),對(duì)每一邊e=( , )對(duì)應(yīng)權(quán)值為w(e),設(shè)P為從起點(diǎn) 到終點(diǎn) 的所有路徑的集合,若R是G中從 到 的一條路,則R∈P,定義路R的權(quán)為R中所有邊權(quán)之和,計(jì)為w(R),即w(R)=∑w(e)。求一條從 到 的最短路,即求從 到 的的一條權(quán)最小的路 使 w ( )=min w(R)就是救援最優(yōu)路線的基本模型。

3 針對(duì)Dijkstra算法和線性規(guī)劃對(duì)具體算例的分析應(yīng)用

3.1 最短路徑問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型和解決

如圖3.1所示,假設(shè)E點(diǎn)發(fā)生了化學(xué)事故,消防部隊(duì)接到報(bào)警信息后出發(fā),如何選擇最短的路程到達(dá)目的地?

解決思想:此例中我們可以把從S到E的行駛過(guò)程分成5個(gè)階段,即S E,其中必至少有一條距離最短的路線。記d(X,Y)為交叉路口X和Y之間的直接距離(如果這兩個(gè)路口之間沒(méi)有道路直接相連,則可以認(rèn)為直接距離無(wú)窮大),用L(X)表示出發(fā)地點(diǎn)S到路口X的最優(yōu)行駛路線的路長(zhǎng)。則可以建立模型:L(S)=0;L(X)=min{L(Y)+d(Y,X)},X S ,Y X。為了解決問(wèn)題更加迅速,便于處理更加復(fù)雜的路網(wǎng),采用LINGO軟件處理這個(gè)問(wèn)題。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn),只給出程序的有效結(jié)果

3.2 最大流問(wèn)題

之前的例子只是單純的考慮最短路徑的問(wèn)題,并沒(méi)有考慮出警的警力資源和道路通行能力的因素?，F(xiàn)在假設(shè)道路的通行能力有限制,而警力資源足夠充足。如何保證最大的警力資源到達(dá)救援現(xiàn)場(chǎng)且不浪費(fèi)多余的救援力量出警?現(xiàn)在請(qǐng)看圖3.2:

位于S的消防部隊(duì)接到E點(diǎn)發(fā)生化學(xué)事故的求援報(bào)警時(shí),正處于交通高峰期,每個(gè)路段的通行最大流量有限制。假設(shè)我們的消防部隊(duì)救援資源充足,如何保證最大的救援力量到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)?如圖所示,每個(gè)交叉口之間表明了在出警前得知的道路最大通行能力。建立數(shù)學(xué)模型:設(shè)最大流為 , 為點(diǎn)i到點(diǎn)j的流量, 為點(diǎn)i到點(diǎn)j的最大容量。我們可以推導(dǎo)出最大流的數(shù)學(xué)規(guī)劃表達(dá)式為:

根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)劃表達(dá)式我們用LINGO軟件求解最大流問(wèn)題。

為了簡(jiǎn)潔直觀,我們只保留有用的結(jié)果。Global optimal solution found.

由程序運(yùn)行結(jié)果知:能到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)的最大救援力量為11,F(i,j)為該道路上的通行量。

上面的實(shí)際問(wèn)題中,在交叉路口之間道路的質(zhì)量,紅綠燈和車流量等各種因素的影響下,通過(guò)單位長(zhǎng)度的道路所花費(fèi)的時(shí)間也各不相同。因此,除了考慮最大救援力量外,還需考慮最大救援力量全部到達(dá)的最小時(shí)間。如圖3.3:括號(hào)內(nèi)第一個(gè)數(shù)字是所在道路的通行最大流量,第二個(gè)數(shù)字是通過(guò)該道路的單位時(shí)間。設(shè) 為弧上(i,j)上的流量, 為弧(i,j)上的單位消耗時(shí)間, 為弧(i,j)上的容量,d是節(jié)點(diǎn)i處的凈流量,則最大資源的最小消耗時(shí)間的數(shù)學(xué)規(guī)劃的表達(dá)式為:

當(dāng) 為網(wǎng)絡(luò)的最大流是,數(shù)學(xué)規(guī)劃表示的就是最大流的最小時(shí)間問(wèn)題。

用LINGO軟件求解該問(wèn)題,運(yùn)行結(jié)果如下:Objective value: 116.0000

因此,最大救援力量全部到達(dá)的最小時(shí)間為116單位。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)Dijkstra算法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本原理,針對(duì)消防救援工作中最短路徑、最大救援力量、最佳救援時(shí)間等存在的一系列問(wèn)題進(jìn)行了層層深入研究,針對(duì)具體算例設(shè)計(jì)了數(shù)學(xué)模型并運(yùn)用LINGO軟件編寫解決該類問(wèn)題的通用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)該數(shù)學(xué)模型。通過(guò)求解所得到的結(jié)果說(shuō)明了該模型對(duì)消防救援工作選擇最優(yōu)路徑,減少救援時(shí)間具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,可以幫助消防部隊(duì)在接到報(bào)警后更好的利用較短時(shí)間分配救援力量和選擇最佳的救援路徑,以爭(zhēng)取更多救援時(shí)間,取得更好救援效果,減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧開(kāi)澄,盧華明.圖論及其應(yīng)用.(第二版).北京:清華大學(xué)出版社,1995.

篇5

關(guān)鍵詞： 出租車；城市網(wǎng)格；合乘制；公交化

Key words： taxi； city grid；carpooling；bus-like operation

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）14-0025-03

0 引言

出租車是一個(gè)城市交通不可或缺的部分，它具有方便、快捷、舒適和服務(wù)面廣等特點(diǎn)。出租車對(duì)城市的重要性毋庸置疑，據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市中平均1/4的公交客運(yùn)是由出租車承擔(dān)的[1]。然而，當(dāng)前城市出租車的運(yùn)營(yíng)方式大都是盲目和粗放的，其表現(xiàn)特征是：一方面城市出租車空載率高，單位車輛平均搭載人數(shù)少；另一面公眾抱怨打不到出租車，造成出租車運(yùn)營(yíng)效率低下，社會(huì)總體運(yùn)營(yíng)成本居高不下。

出租車合乘運(yùn)營(yíng)，作為一種緩解城市交通擁堵，方便公眾出行的新型營(yíng)運(yùn)模式近年來(lái)引起了較多學(xué)者和城市交通管理部門的重視。國(guó)內(nèi)學(xué)者如黃肇義、楊東援、夏凱旋、雷孟林、曹忠于等人開(kāi)始通過(guò)分析國(guó)外的拼車發(fā)展，從理論上研究了在我國(guó)發(fā)展合乘的可行性和實(shí)現(xiàn)方式[2-4]。盧川、覃運(yùn)梅、劉耀霞、張瑾、周和平等人對(duì)出租車合乘制從經(jīng)濟(jì)分析到路徑選擇等做了可行性探討[5-9]。國(guó)內(nèi)一些城市如南京和重慶，相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)出租車合乘的政策。但從現(xiàn)有理論研究和城市試點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看，采用合乘運(yùn)營(yíng)模式后，諸如運(yùn)營(yíng)線路選擇、調(diào)度方式、合乘收費(fèi)方式等問(wèn)題未得到合理、科學(xué)的解決，試點(diǎn)效果不甚理想。

本文提出一種基于城市網(wǎng)格劃分的出租車公交化運(yùn)營(yíng)模式，該模式下通過(guò)城市網(wǎng)格劃分，設(shè)立出租車停靠站點(diǎn)，將出租車?？奎c(diǎn)由無(wú)限多變?yōu)橛邢薅啵瑴p少出租車“掃馬路”的現(xiàn)象。同時(shí)，借鑒城市公交車的載客方式，在沿途網(wǎng)格劃分的合理經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)拼載其他乘客，以提高提高出租車的運(yùn)營(yíng)效率，降低出租車對(duì)城市資源的占用。

1 基于網(wǎng)格劃分的出租車站點(diǎn)設(shè)置

目前的出租車是即招即停的運(yùn)營(yíng)模式，這種運(yùn)營(yíng)模式雖然在一定程度上方便了乘客的打車，但同時(shí)也極大地增加了社會(huì)成本。據(jù)杭州市2012年4月的所作的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析，該市26個(gè)交通道口上下班高峰時(shí)出租車所占經(jīng)過(guò)汽車總數(shù)超過(guò)30%的就有22個(gè)。加劇道路擁堵和出租車空載率已構(gòu)成當(dāng)前出租車運(yùn)營(yíng)模式最最主要弊端。如果采用出租車定點(diǎn)停靠的方法，一方面可以通過(guò)將乘客聚集到相對(duì)集中的站點(diǎn)，降低出租車空駛率；另一方面可以減少出租車“掃馬路”現(xiàn)象，緩解道路擁堵，從而大大降低出租車運(yùn)營(yíng)的社會(huì)成本。

所謂出租車定點(diǎn)?？?，就是將城市主城區(qū)按照網(wǎng)格劃分方法劃分為N個(gè)單元，每個(gè)單元設(shè)置一個(gè)出租車站點(diǎn)，出租車在經(jīng)網(wǎng)格化后固定的站點(diǎn)上下客，如圖1所示是杭州市主城區(qū)網(wǎng)格化出租車站點(diǎn)設(shè)置的示意圖。目前城市公交站點(diǎn)輻射半徑大概為300米，考慮到出租車乘客對(duì)便利性的要求，出租車網(wǎng)點(diǎn)可以設(shè)為輻射半徑為100米。網(wǎng)格內(nèi)出租車的?？奎c(diǎn)設(shè)置在人流密集的主干道上，旅游景點(diǎn)、大型百貨商場(chǎng)等人口密集的地方可以相應(yīng)多設(shè)一些?？空军c(diǎn)。

2 推行出租車合乘的影響因素

采用基于網(wǎng)格劃分的出租車定點(diǎn)?？窟\(yùn)營(yíng)模式為出租車合乘提供了可能與便利。當(dāng)出租車搭載一名乘客后，在該站點(diǎn)（或沿路）候車且目的地路徑在該網(wǎng)格上的其他乘客均可選擇合乘，可以有效提高出租車滿載率和緩解道路擁堵。網(wǎng)格化出租車合乘的另一個(gè)好處是消除了出租車?yán)@路情況的可能。即便如此，網(wǎng)格化出租車合乘運(yùn)營(yíng)也存在現(xiàn)實(shí)的影響因素，如未有效解決，將影響合乘的推行與實(shí)施。

首先是乘車成本（費(fèi)用和時(shí)間）的分擔(dān)問(wèn)題。合乘制能否順利推行，其關(guān)鍵是該模式是否會(huì)為出租車司機(jī)和乘客同時(shí)帶來(lái)利益。如圖2所示，Ae表示第一個(gè)乘客的乘車點(diǎn)，As表示第一個(gè)乘客的下車點(diǎn)；Be表示第二個(gè)乘客的乘車點(diǎn)，Bs表示第二個(gè)乘客的下車點(diǎn)。很顯然，由于第二位乘客的加入合乘，導(dǎo)致第一位乘客乘車路程和時(shí)間將略有變長(zhǎng)。

其次是行車路徑的優(yōu)化問(wèn)題。行車路徑是否最短不但影響到乘客支付費(fèi)用的多少，同時(shí)也是緩解道路擁堵，降低社會(huì)成本的關(guān)鍵。對(duì)行車路徑進(jìn)行優(yōu)化，將每次行車的路徑降到最小值是出租車合乘制必須解決的問(wèn)題。

3 出租車合乘的運(yùn)營(yíng)模型

采用合乘制實(shí)現(xiàn)基于城市網(wǎng)格化的出租車公交化運(yùn)營(yíng)不但需要綜合考慮出租車司機(jī)的收益與乘客的出行成本，同時(shí)還應(yīng)考慮社會(huì)出行總成本。這就要求對(duì)出租車司機(jī)收益最大化、乘客出行成本最小化以及出租車運(yùn)行路線最小化分別進(jìn)行計(jì)算。

3.1 出租車合乘運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)函數(shù)

3.1.1 路徑最短 所謂的最短路徑問(wèn)題，就是在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，相鄰節(jié)點(diǎn)間的線路長(zhǎng)度是已知的，要從某一起點(diǎn)到某一終點(diǎn)之間，找出一條路線長(zhǎng)度最短的通路。最短路徑算法是交通流分配中最基本的算法，幾乎所有的交通流分配方法都將它作為一個(gè)基本子過(guò)程反復(fù)使用。最短路徑算法的設(shè)計(jì)問(wèn)題是圖論、運(yùn)籌學(xué)和交通規(guī)劃領(lǐng)域的學(xué)者們廣為關(guān)注的問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出了多種方法[10]。

最短路問(wèn)題的分析分為兩類：①起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路問(wèn)題；②任意點(diǎn)之間的最短路問(wèn)題。本文所涉及的出租車合乘不但需要解決出租車從起點(diǎn)到兩個(gè)終點(diǎn)的最短路徑，同時(shí)還需要計(jì)算終點(diǎn)間的最短路徑，即分析任意點(diǎn)間的最短路程。本文利用矩陣迭代法[11]來(lái)求解最短路徑。

出租車合乘路線選擇模型中，合乘的乘客必須是在合乘站點(diǎn)上車去往同一方向的兩個(gè)不同目的地，且目的地之間距離相近。在獲得兩組乘客的目的地后，出租車司機(jī)可以按照道路交通網(wǎng)絡(luò)選擇最短路徑并且在行駛過(guò)程中不再搭載其它乘客。

如圖3所示，如果出租車司機(jī)要將兩位乘客A和B分別送到各自的地第6點(diǎn)和第8點(diǎn)，則首先要找出從出發(fā)點(diǎn)1到目的地6的最短距離a、出發(fā)點(diǎn)1到目的地8的最短距離b和目的地6和8之間的最短距離c。然后用最短距離a和最短距離b中的最小值與最短距離c相加就得到出租車將兩位乘客送達(dá)兩個(gè)目的地所需最短距離。最后，通過(guò)反推法找出出發(fā)點(diǎn)到兩個(gè)目的地的最短路徑。

通過(guò)反向追蹤法找最短路徑。首先從最短路徑的起點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)起點(diǎn)到各節(jié)點(diǎn)的最短路權(quán)來(lái)搜索最短路徑的每個(gè)節(jié)點(diǎn)直到路網(wǎng)的終點(diǎn)。設(shè)r為起點(diǎn)，s為終點(diǎn)。

①?gòu)钠瘘c(diǎn)r開(kāi)始，尋找與r相鄰的節(jié)點(diǎn)i滿足

dri+Lmin （i，s）=Lmin （r，s）（1）

其中，dri為r到i的距離；Lmin （i，s）為i到s的最短路權(quán)；

Lmin （r，s） 為r到s的最短路權(quán)。

②再找到i到相鄰點(diǎn)j，滿足dij=Lmin （i，s）-Lmin （j，s）

3.1.2 時(shí)間成本 目標(biāo)函數(shù)中的時(shí)間成本由系統(tǒng)中全部合乘出行者的時(shí)間成本共同構(gòu)成。這里的時(shí)間成本主要是指車輛運(yùn)行中的時(shí)間：■■■■■x■■t■q■■（2）

式中： k∈K，K表示車輛的集合；v，u∈H，H為乘客各需求點(diǎn)的集合；i，j∈G，G為路網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的集合；tij為（i-j）的運(yùn)行時(shí)間； q■■為u點(diǎn)上第k臺(tái)車至v的客流量。

3.1.3 費(fèi)用最小 目標(biāo)函數(shù)中的費(fèi)用成本是指出行者乘坐出租車需要支付的費(fèi)用。但是在合乘時(shí)，由于出租車搭載多個(gè)乘客，各個(gè)乘客出行目的地的各異，合乘費(fèi)用應(yīng)由合乘者共同分擔(dān)。對(duì)于不同出行者需要制定不同的費(fèi)率，保障出行者之間的公平性。

我們需要綜合考慮路徑最短、時(shí)間成本最低和費(fèi)用最小三個(gè)指標(biāo)。為了將三者統(tǒng)一起來(lái)，設(shè)定一個(gè)時(shí)間費(fèi)用轉(zhuǎn)化系數(shù)α和β，通過(guò)轉(zhuǎn)化系數(shù)α和β的轉(zhuǎn)化，最終構(gòu)成以時(shí)間費(fèi)用總成本為目標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)：

MinZ=α（Lmin （i，s）-Lmin （j，s））+■■■■■x■■t■q■■

+β■■■R■■q■■P■■（3）

式中：tij（i-j）q■■ukvu，v∈Hk∈K，Ki，j∈G，GHr0（D■■-N■■L■）+C■■N■■？燮■■R■■q■■P■■？燮r■■（■■D■■-N■■L■）+C■■N■？坌kR■■

3.2 出租車合乘運(yùn)營(yíng)的約束條件 采用合乘制出租車運(yùn)營(yíng)模式，必須保證在乘客可以在忍受的范圍內(nèi)犧牲一點(diǎn)方便性，必須滿足乘客和出租車司機(jī)在經(jīng)濟(jì)上的心理預(yù)期，同時(shí)出租車的最大乘客數(shù)量不能大于4人。

3.2.1 司機(jī)收益

r0（D■■-N■■L■）+C■■N■■？燮■■R■■q■■P■■？燮r■■（■■D■■-N■■L■）+C■■N■，？坌k；式中：N■■為第k輛車在當(dāng)前路徑距離下非合乘載客人數(shù)； D■■為第k輛車在當(dāng)前路徑距離下非合乘載客距離；N■■ 為第k輛車接受預(yù)約的乘客總數(shù)；D■■為第k輛車經(jīng)過(guò)需求點(diǎn)（u-v）的距離。

3.2.2 乘客收益 必須保證乘客合乘付出費(fèi)用低于單獨(dú)乘車費(fèi)用。每一輛車的每一位乘客在合乘時(shí)的費(fèi)用要小于非合乘時(shí)的費(fèi)用，即滿足R■■

4 結(jié)論

基于網(wǎng)格劃分的城市出租車合乘就是在將城市主城區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分的基礎(chǔ)上，設(shè)置相對(duì)固定的出租車上下客站點(diǎn)，乘客可以在網(wǎng)格劃分的合理經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行拼車搭乘，以此來(lái)提高公眾出行的便利性并減少因道路擁堵等造成的社會(huì)成本。文章通過(guò)建立出租車合乘運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)函數(shù)及約束條件，研究了出租車司機(jī)、乘客利益最大化及出租車行車路徑的數(shù)學(xué)模型，以期為改變目前粗放的出租車運(yùn)行方式，推行城市出租車合乘運(yùn)營(yíng)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

南水北調(diào)西線工程大規(guī)模的跨流域調(diào)水改變了原有水資源的時(shí)間、空間分布狀況，相應(yīng)地引起了調(diào)水區(qū)、受水區(qū)的自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化，并產(chǎn)生諸多有利的和不利的影響；同時(shí)，在施工和運(yùn)行調(diào)度管理等方面，西線又是一個(gè)復(fù)雜、龐大、艱巨的系統(tǒng)工程，存在著許多世界性的難題。如：如何正確評(píng)價(jià)南水北調(diào)西線工程調(diào)水后對(duì)促進(jìn)受水區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境改善的作用、對(duì)調(diào)水區(qū)可能引起的自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境變化？如何評(píng)價(jià)西線調(diào)水對(duì)黃河水資源的補(bǔ)償作用？如何分析不同調(diào)水量的供水目標(biāo)和供水范圍？如何優(yōu)化確定合適的壩高與洞線長(zhǎng)度？如何研究遠(yuǎn)景規(guī)劃中的后續(xù)水源的戰(zhàn)略性問(wèn)題？等等，對(duì)工程的規(guī)劃決策及工程建成后的運(yùn)行管理都有著重要意義。未雨綢繆，必須認(rèn)真研究這些問(wèn)題。

為解決南水北調(diào)西線工程實(shí)施中的一些世界性難題，通過(guò)全數(shù)字化數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建和數(shù)字仿真技術(shù)的應(yīng)用，建立全新的數(shù)字化研究環(huán)境和虛擬調(diào)水工程環(huán)境，依靠大尺度、高精度情景數(shù)字模擬研究和實(shí)際驗(yàn)證，構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化決策模型，為回答西線調(diào)水中涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重大戰(zhàn)略問(wèn)題以及工程的可行性和科學(xué)性問(wèn)題提供工作平臺(tái)。

2目的

南水北調(diào)西線工程虛擬仿真及應(yīng)用研究的目的：為解決南水北調(diào)西線工程實(shí)施中的一些世界性難題，集成全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)字三維仿真和多源空間數(shù)據(jù)無(wú)縫集成(SeamlessIntegrationofMulti-sourceSpatialData)等高新技術(shù)，建設(shè)南水北調(diào)西線工程勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化數(shù)字集成平臺(tái)和虛擬環(huán)境，完成多比例尺、多數(shù)據(jù)類型資料的數(shù)字集成，以功能強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件與模型為支撐，為相關(guān)科學(xué)家、工程規(guī)劃設(shè)計(jì)人員高效的工作提供詳實(shí)靈活便捷的數(shù)字流域研究環(huán)境，通過(guò)對(duì)南水北調(diào)西線工程調(diào)水區(qū)、輸水沿線、受水區(qū)和后備水源區(qū)的數(shù)字仿真手段，對(duì)調(diào)水工程的可行性、有效性及存在的可能方案進(jìn)一步予以綜合分析與論證。可在調(diào)水線路沿線依據(jù)其地形、地震、工程地質(zhì)等條件，對(duì)不同調(diào)水實(shí)施方案的投資規(guī)模、工程實(shí)施條件進(jìn)行比選，并初步估計(jì)其生態(tài)環(huán)境影響；依據(jù)調(diào)水前提對(duì)受水區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境效益做出分析，提出客水分配與利用的優(yōu)化模式；通過(guò)對(duì)后備水源區(qū)的相關(guān)研究，探討后續(xù)擴(kuò)大調(diào)水的可行性及其影響。為水資源跨流域配置方案的優(yōu)化選擇提供全新的高技術(shù)支撐工具，加快南水北調(diào)西線工程的準(zhǔn)備，為規(guī)劃決策及工程實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

3南水北調(diào)西線工程虛擬仿真及應(yīng)用研究主要內(nèi)容

研究?jī)?nèi)容主要包括兩個(gè)方面，第一個(gè)方面，針對(duì)南水北調(diào)西線工程研究多信息源集成的數(shù)字平臺(tái)和虛擬仿真的關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)涵蓋調(diào)水區(qū)、輸水沿線、受水區(qū)的數(shù)字平臺(tái)和虛擬仿真系統(tǒng)；第二方面，在數(shù)字平臺(tái)和虛擬仿真系統(tǒng)的支持下，對(duì)西線調(diào)水工程中的不同調(diào)水量、供水目標(biāo)、外調(diào)水和內(nèi)地水分配利用、輸水路線以及對(duì)生態(tài)環(huán)境影響等問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析和優(yōu)化研究。

3.1南水北調(diào)西線數(shù)字集成系統(tǒng)研究

研究如何以南水北調(diào)西線（含后備水源區(qū)）跨流域調(diào)水工程規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作為需求背景，在調(diào)水線路區(qū)、受水區(qū)、水源區(qū)構(gòu)建一體化的數(shù)字集成平臺(tái)，提供數(shù)字仿真研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：

3.1.l空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究——1)數(shù)字化集成平臺(tái)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、數(shù)據(jù)字典和表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。研究數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)包含的內(nèi)容、數(shù)據(jù)項(xiàng)、涵蓋范圍、組織策略等；2)海量多數(shù)據(jù)源、多類型、多要素、多尺度、多時(shí)相空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的研究。在以往工作積累的基礎(chǔ)上根據(jù)本項(xiàng)目的要求，完善大型空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，使之能夠管理圖形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、三維高程數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等多類型數(shù)據(jù)，探討數(shù)據(jù)庫(kù)多源數(shù)據(jù)邏輯一致性協(xié)調(diào)與管理方法。完善系統(tǒng)安全管理設(shè)計(jì)，最大限度地實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的互操作。

3.1.2南水北調(diào)西線數(shù)據(jù)庫(kù)集成——開(kāi)展西線調(diào)水環(huán)境與工程數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。分別在調(diào)水工程線路、受水區(qū)和調(diào)出區(qū)建設(shè)多比例尺系列的多要素地理環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫(kù)，作為宏觀和典型區(qū)域環(huán)境虛擬仿真研究的數(shù)據(jù)本底。在各方面數(shù)據(jù)條件允許的情況下具體內(nèi)容為：1)區(qū)域背景影像數(shù)據(jù)庫(kù),覆蓋全部區(qū)域，配合1/5萬(wàn)、1/25萬(wàn)尺度分析需要，擬采用2000年ETM影像圖為基礎(chǔ)，對(duì)圖像時(shí)相不佳的圖像以2000年以后的夏季影像更替后制作成相應(yīng)比例尺影像圖；在需用1/1萬(wàn)數(shù)據(jù)的工程線路典型區(qū)段，如地圖條件不能滿足需要的情況下，不排斥使用高分辨率衛(wèi)星立體對(duì)影像數(shù)據(jù)。2)區(qū)域電子地形圖、數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)庫(kù)：1/25萬(wàn)數(shù)據(jù)覆蓋全部工作區(qū)，1/5萬(wàn)數(shù)據(jù)覆蓋調(diào)水區(qū)線路兩側(cè)、受水區(qū)黃河干流兩側(cè)300m高程區(qū)間，1/1萬(wàn)數(shù)據(jù)覆蓋工程線路典型區(qū)段。3)區(qū)域土地覆蓋、土地資源數(shù)據(jù)庫(kù)：1/25萬(wàn)土地覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋全部工作區(qū)域，1/5萬(wàn)土地覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋調(diào)水區(qū)線路兩側(cè)、受水區(qū)黃河干流兩側(cè)200M高程區(qū)間，1/1萬(wàn)土地覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋工程線路典型區(qū)段。依據(jù)影像數(shù)據(jù)參照2000年1/10萬(wàn)土地利用現(xiàn)狀圖解譯編繪制作。1/100萬(wàn)土地資源數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋全部工作區(qū)域，由已有成果移植修編完成。4)區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)、地勘數(shù)據(jù)庫(kù)：1/20萬(wàn)普通地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋全部調(diào)水水源區(qū);1/20萬(wàn)或更大比例尺普通地質(zhì)電子地圖、水文地質(zhì)電子地圖覆蓋調(diào)水工程典型地段。5)區(qū)域氣象、水文數(shù)據(jù)庫(kù)：兼顧受水區(qū)、重點(diǎn)在調(diào)水區(qū)和后備水源區(qū)，盡可能長(zhǎng)地搜集時(shí)間序列基本氣象(如氣溫、地溫、降水、風(fēng)速、蒸發(fā)、輻射等參數(shù))、水文（流量、水位、懸移質(zhì)含量、水質(zhì)等參數(shù)）數(shù)據(jù)，在展布觀測(cè)站空間位置的基礎(chǔ)上，內(nèi)插構(gòu)成各要素的空間等值線分布或沿程分布數(shù)據(jù)庫(kù)。6)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人文綜合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)：在全部工作區(qū)以縣為基本單位的人口、耕地面積、產(chǎn)值等社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，工程沿線展布到圖斑。將重要文物、重點(diǎn)宗教設(shè)施等標(biāo)定在電子地形圖數(shù)據(jù)基底上構(gòu)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)層面。7)區(qū)域水資源數(shù)據(jù)庫(kù)：以受水區(qū)水資源利用三級(jí)分區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，補(bǔ)充調(diào)水區(qū)相應(yīng)分區(qū)構(gòu)成覆蓋全部工作區(qū)的水資源及利用分區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)；以地形數(shù)據(jù)為基底將全部工作區(qū)水利工程現(xiàn)狀和規(guī)劃資料展布在二維空間上。8)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)：生物多樣性、林草地表覆蓋度、土壤類型和質(zhì)量、土壤侵蝕、人口承載力、荒漠化、鹽堿地、主要野生動(dòng)植物分布等。

3.2南水北調(diào)西線虛擬仿真系統(tǒng)研究

虛擬仿真系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)集成平臺(tái)軟硬件環(huán)境的支持下，研制模擬仿真、綜合分析的工具。內(nèi)容包括：

3.2.1空間分析與仿真基本算法研究及開(kāi)發(fā)擴(kuò)展GIS的空間分析功能，研究三維疊置分析、三維緩沖分析、三維最優(yōu)路徑與工程優(yōu)化分析，為虛擬仿真研究提供基本三維空間分析函數(shù)庫(kù)。

3.2.2工程沿線可視化的三維虛擬地理環(huán)境構(gòu)建構(gòu)建南水北調(diào)西線工程沿線可視化的三維虛擬地理環(huán)境，模擬地表質(zhì)地、地表覆蓋、道路交通、高程、坡度、氣候等地理環(huán)境因素為不同調(diào)水方案工程實(shí)施研究提供三維地理環(huán)境。

3.2.3工程沿線可視化的三維工程施工虛擬環(huán)境構(gòu)建構(gòu)建南水北調(diào)西線工程沿線可視化的三維工程施工虛擬環(huán)境，模擬不同調(diào)水方案的各種工程參數(shù)，提供進(jìn)行線路投資空間三維分布的計(jì)算手段；以三維工程施工虛擬環(huán)境提供解決壩高與洞線長(zhǎng)度優(yōu)化、多庫(kù)聯(lián)調(diào)輸水方式優(yōu)化等技術(shù)問(wèn)題的工具。

3.2.4工程沿線可視化的三維地質(zhì)虛擬環(huán)境構(gòu)建在三維虛擬地理環(huán)境的基礎(chǔ)上，結(jié)合南水北調(diào)西線工程沿線的活動(dòng)斷裂帶、地震烈度區(qū)劃、崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害資料，對(duì)不同選線方案主要地質(zhì)災(zāi)害危害和風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行虛擬研究和評(píng)估提供可視化平臺(tái)和手段。

3.2.5虛擬系統(tǒng)集成應(yīng)用在虛擬系統(tǒng)工具組件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，根據(jù)調(diào)水區(qū)、受水區(qū)、水源區(qū)不同的應(yīng)用目標(biāo)，在數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的支持下，結(jié)合各專業(yè)模型，使虛擬系統(tǒng)平臺(tái)將水資源優(yōu)化配置、調(diào)水方案優(yōu)化、調(diào)水線路及聯(lián)合調(diào)度、生態(tài)環(huán)境影響等仿真模型能夠完整地集成在一起，形成一個(gè)面向具體應(yīng)用的虛擬仿真系統(tǒng)。

3.3南水北調(diào)西線水資源合理配置研究

西北地區(qū)作為21世紀(jì)我國(guó)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，在國(guó)家糧食安全、能源、原材料工業(yè)等方面擁有無(wú)可替代的作用，突出的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和相對(duì)薄弱的水資源條件，形成了該區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的主要矛盾。在西部大開(kāi)發(fā)和西部地區(qū)嚴(yán)重缺水的背景下，依據(jù)受水區(qū)對(duì)水資源的內(nèi)在需求，就水資源開(kāi)發(fā)、利用、配置、保護(hù)、管理等問(wèn)題，進(jìn)行受水區(qū)不同水平年的需水預(yù)測(cè)和缺水識(shí)別；論證南水北調(diào)西線外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮Y(jié)合利用方式；對(duì)不同調(diào)水量的供水目標(biāo)及供水范圍進(jìn)行分析，為確定西線各期調(diào)水工程合理的供水范圍、供水線路提供決策手段和方法。主要內(nèi)容包括：

3.3.1受水區(qū)水資源演變內(nèi)在規(guī)律研究區(qū)域產(chǎn)水量變化的趨勢(shì)，將直接影響水資源危機(jī)發(fā)生的頻次和程度。伴隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程以及不當(dāng)用水方式，受水區(qū)生態(tài)環(huán)境有繼續(xù)惡化的趨勢(shì)。事實(shí)上，所研究的受水區(qū)的生態(tài)退化是水危機(jī)即將發(fā)生的重大征兆。根據(jù)流域水循環(huán)演變趨勢(shì)，利用區(qū)域水資源二元演化模型，模擬受水區(qū)水資源在一定演變速率情景下流域供水和缺水變化趨勢(shì)，揭示未來(lái)水資源演變對(duì)受水區(qū)供水和缺水形勢(shì)的影響。

3.3.2不同水平年需水與缺水預(yù)測(cè)隨著人口增加和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，西北地區(qū)水資源需求不斷上升，而脆弱的生態(tài)環(huán)境和資源型缺水的自然條件，加劇了城市與農(nóng)村、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)之間的用水競(jìng)爭(zhēng)。以經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)期態(tài)勢(shì)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的需要為基礎(chǔ)，在西部大開(kāi)發(fā)的宏觀戰(zhàn)略指導(dǎo)下，結(jié)合受水區(qū)土地功能分區(qū)的分析，研究受水區(qū)不同水平年的需水預(yù)測(cè)，進(jìn)行水資源供需形勢(shì)和對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響展望，分析缺水性質(zhì)以及缺水分布等態(tài)勢(shì)。

3.3.3供水工程方案研究利用數(shù)字動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)，對(duì)受水區(qū)的不同供水線路、供水工程進(jìn)行虛擬仿真，為確定供水工程的規(guī)模指標(biāo)，分析供水工程的可能性、可行性，提供技術(shù)方案和建議。

3.3.4水資源合理配置研究根據(jù)受水區(qū)缺水分布和調(diào)水區(qū)的不同輸出水量方案，利用虛擬研究環(huán)境平臺(tái)，針對(duì)不同供水范圍和供水目標(biāo)，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性分析，提出不同來(lái)水條件下的水資源合理配置方案。

3.3.5外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮脫Q方式研究基于虛擬仿真環(huán)境，對(duì)南水北調(diào)西線外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮Y(jié)合利用方式進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括：對(duì)黃河流域各支流進(jìn)行流域水量的綜合平衡，合理確定從各支流的引水量，合理確定受水區(qū)的用水規(guī)模，進(jìn)一步確定支流向黃河干流的入流減少量，并通過(guò)水資源供需分析，合理確定南水北調(diào)西線工程需要對(duì)黃河干流增加的補(bǔ)水量。

3.3.6沿線輸水方式優(yōu)化布置及調(diào)度研究西線調(diào)水區(qū)的蓄水水庫(kù)分處不同的河流，在同一年份其水量豐枯不同，為滿足調(diào)水需要，對(duì)多庫(kù)聯(lián)合調(diào)度進(jìn)行研究。輸水方式若采用無(wú)壓流，則輸水隧洞斷面大，但襯砌要求相對(duì)簡(jiǎn)單；若采用有壓輸水則斷面可縮小，但襯砌要求高，不同方式的輸水能力也不同，通過(guò)對(duì)輸水方式進(jìn)行優(yōu)化研究，對(duì)合理確定西線工程的輸水方式提供技術(shù)方案和建議。

3.4南水北調(diào)西線后備水源戰(zhàn)略研究

在建立的南水北調(diào)西線遠(yuǎn)景調(diào)水區(qū)虛擬仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究西線調(diào)出區(qū)自然變化和人類活動(dòng)影響下的水資源狀況，遠(yuǎn)景調(diào)水區(qū)調(diào)水線路評(píng)價(jià)以及可調(diào)水量分析，主要內(nèi)容有：

3.4.1水源區(qū)水資源評(píng)價(jià)。調(diào)出區(qū)人跡罕至，水文、氣象資料極度缺乏通過(guò)對(duì)時(shí)空變異規(guī)律的分析，提出不同類型地區(qū)水文、水資源仿真模擬模型，從而在過(guò)去工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步摸清調(diào)出區(qū)不同地區(qū)、不同海拔、不同時(shí)間水資源的數(shù)量與質(zhì)量，較好地填補(bǔ)這一地區(qū)水資源時(shí)空分布和垂直變化的空白，為西線調(diào)水奠定可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.4.2遠(yuǎn)景調(diào)水區(qū)工程線路與規(guī)模研究根據(jù)我國(guó)地勢(shì)西高東低的特點(diǎn)，在大量空間數(shù)據(jù)支持下，采用地理信息技術(shù)，在可預(yù)見(jiàn)的時(shí)間尺度內(nèi)，進(jìn)一步探討和評(píng)價(jià)西線調(diào)水可能實(shí)施的路線和調(diào)水路線上各種參數(shù)以及配套的工程型式和規(guī)模。在綜合分析的前提下，客觀反映各種調(diào)水線路的優(yōu)缺點(diǎn)和存在的主要問(wèn)題，為西線南水北調(diào)遠(yuǎn)期決策服務(wù)。

3.4.3遠(yuǎn)景調(diào)水區(qū)可調(diào)水量研究可調(diào)水量在一定程度上取決于水源區(qū)的各種限制條件,通過(guò)中長(zhǎng)期社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需水分析、豐平枯不同頻率下的影響模擬、流域生態(tài)系統(tǒng)用水預(yù)測(cè)、調(diào)水工程系統(tǒng)水量損失仿真以及調(diào)水區(qū)可能外援的水量，然后結(jié)合受水區(qū)的實(shí)際需要，擬定不同調(diào)水線路的調(diào)出水量。

3.5南水北調(diào)西線調(diào)水對(duì)生態(tài)環(huán)境影響研究

3.5.1調(diào)水對(duì)受水區(qū)土地利用/覆蓋影響研究在對(duì)受水區(qū)土地利用和生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，研究不同調(diào)水量對(duì)土地利用/覆蓋變化和生態(tài)環(huán)境的影響。進(jìn)一步分析西線調(diào)水對(duì)生態(tài)建設(shè)的影響；研究西線調(diào)水對(duì)風(fēng)沙帶的影響。

3.5.2調(diào)水對(duì)調(diào)出區(qū)生態(tài)環(huán)境影響研究在不同調(diào)水方案基礎(chǔ)上，研究不同調(diào)水量對(duì)調(diào)出區(qū)土地利用和生態(tài)環(huán)境的影響。分析調(diào)水對(duì)水源調(diào)出區(qū)在不同的水量調(diào)出方案(包括不同年調(diào)水總量和季節(jié)分配方案)，對(duì)土地利用和生態(tài)環(huán)境變化的影響。模擬供水量的時(shí)空變化對(duì)旱澇災(zāi)害調(diào)節(jié)與防災(zāi)減災(zāi)的影響，并提出綜合應(yīng)對(duì)策略。