城市铁骑警力分配和调度优化方法技术

本发明专利技术公开了一种城市铁骑警力分配和调度优化方法，涉及城市道路交通安全技术领域，包括以下步骤：构建铁骑警力分配和调度的目标函数，所述目标函数为事故发生后的总等待处理时间最小函数；构建决策约束条件，建立铁骑警力分配和调度优化模型；采用遗传算法或蚁群算法对所述铁骑警力分配和调度优化模型进行求解，得到警力分配和调度的最优方案。本发明专利技术通过分析铁骑交警处置道路交通事故的流程、需求和特点，建立铁骑警力分配和调度优化模型，再通过求解模型得到铁骑交警的任务分配和调度优化方案，提高了铁骑警力的工作效率，对缓解警力资源不足具有较好的效果。警力资源不足具有较好的效果。警力资源不足具有较好的效果。

【技术实现步骤摘要】
城市铁骑警力分配和调度优化方法


[0001]本专利技术涉及城市道路交通安全
，更具体的说是涉及一种城市铁骑警力分配和调度优化方法。

技术介绍

[0002]随着国内城市汽车保有量不断增长和道路交通安全事故持续高发，交警传统的站点、巡逻接处警等勤务模式越来越难以适应当前的形势和需求，交警网格化勤务机制改革应运而生，这其中，具备高速机动性和响应快速性的交警铁骑中队备受瞩目，承担了大量的道路交通巡查和交通事故处置任务。目前交警铁骑中队警力配置的原则是，根据交通流量、警情以及商业中心、学校、医院等点位分布，划分基本网格单元，确定警力配置和网格巡控区域，再根据实际情况，动态调整。
[0003]然而在日常实践中，铁骑中队的交警不得不面对散布于城市道路的巨量交通安全事故处置任务，受警力分配和调度方式的影响，接处警效率、事故处置等待时间等往往难以保证。因此，综上考虑事故处置流程和特点，如何最小化道路交通事故处置总等待时间，优化铁骑警力分配和调度，提高交警铁骑工作效率是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种城市铁骑警力分配和调度优化方法，缩短了事故的总等待时间，对铁骑警力分配和调度进行优化，提高了交警铁骑的工作效率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种城市铁骑警力分配和调度优化方法，包括以下步骤：
[0007]构建铁骑警力分配和调度的目标函数，所述目标函数为事故发生后的总等待处理时间最小函数；
[0008]构建决策约束条件，建立铁骑警力分配和调度优化模型；
[0009]采用遗传算法或蚁群算法对所述铁骑警力分配和调度优化模型进行求解，得到警力分配和调度的最优方案。
[0010]可选的，所述铁骑警力分配和调度的目标函数为：
[0011][0012]式中：Z表示事故的总等待时长，单位为分钟；t
mn
(k)表示第k时段铁骑交警n去解决事故m的行驶时间，单位为分钟；x
mn
表示铁骑交警n是否被派往事故点m的0
‑
1变量；t
mn
(k)x
mn
表示第k时段铁骑交警n被派往事故点m的最短行驶时间；δ
mk
表示事故m的发生时刻是否在时段k内的0
‑
1变量；p
k
表示时段k的结束时刻，即铁骑交警接收到处理交通事故指令的时刻，无量纲；p
m
表示事故m发生的时刻，无量纲；(p
k
‑
p
m
)δ
mk
表示事故发生至铁骑交警接收到处理交通事故指令的响应时间；表示在时段k内所有被分配解决的事故的总
等待时长；表示在时段k内所有被分配解决的事故的总匹配时长。
[0013]可选的，构建的所述决策约束条件为任务约束，所述任务约束包括初始任务约束以及其他时段的任务约束，具体为：
[0014]所述初始任务约束为第一个时段内需要解决的事故，仅包括该时段内新发生的事故，表示为：
[0015][0016]所述其他时段的任务约束由当前时段内新发生的事故和前置时段内未能成功匹配铁骑交警的事故两部分组成，表示为：
[0017][0018]式中：M1表示第一时段内需要处置的事故数量，单位为起；为第一时段内发生的事故数量，单位为起；M
k
表示时段k内需要处置的事故数量，单位为起；为时段k内发生的事故数量，单位为起；M
k
‑1为时段k
‑
1内需要处置的事故数量，单位为起；为时段k
‑
1内被分配解决的事故点数量，单位为起。
[0019]可选的，构建的所述决策约束条件为铁骑交警数量约束，所述铁骑交警数量约束包括成功匹配任务的铁骑交警数量约束、初始空闲的铁骑交警数量约束及其他时段空闲的铁骑交警数量约束、出警的铁骑交警数量约束，具体为：
[0020]所述成功匹配任务的铁骑交警数量约束，即任意时段内成功匹配铁骑交警的事故数量应不大于当前时段内需要解决的事故数量，表示为：
[0021][0022]所述初始空闲的铁骑交警数量约束即第一时段内无新完成任务的铁骑交警，所有铁骑交警状态均为闲置，表示为：
[0023][0024]所述其他时段空闲的铁骑交警数量约束由当前时段内新处理完事故的铁骑交警和前置时段内闲置的铁骑交警两部分组成，表示为：
[0025][0026]所述出警的铁骑交警数量约束为任意时段内出警的铁骑交警数量应不大于该时段内的闲置铁骑交警数量：
[0027][0028]式中：为时段k内被分配解决的事故点数量，单位为起；N1为初始空闲铁骑交警的数量，单位为人；N为铁骑交警数量，单位为人；N
k
为时段k内空闲铁骑交警的数量，单位为人；为时段k内完成任务的铁骑交警数量，单位为人；N
k
‑1为时段k
‑
1内空闲铁骑交警的数量，单位为人；为时段k
‑
1内铁骑交警出警的数量，单位为人；为时段k内铁骑交警出警的数量，单位为人。
[0029]可选的，构建的所述决策约束条件为规则约束，所述规则约束包括事故处置任务规则约束、铁骑交警接警规则约束；
[0030]所述事故处置任务规则约束为在任意事故点均有且只有一名铁骑交警前去处理，且当铁骑交警n被匹配去解决事故m时，x
mn
＝1，否则x
mn
＝0，表示为：
[0031][0032]x
mn
＝0，1；m＝1，2，...，M；n＝1，2，...，N；
[0033]所述铁骑交警接警规则约束为在任意时段内，一个铁骑交警最多只能被安排前往一个事故点，表示为：
[0034][0035]式中，当事故m发生在时段k时，δ
mk
＝1，否则δ
mk
＝0。
[0036]可选的，构建的所述决策约束条件为铁骑交警的出警约束，具体为：
[0037]任意时段内，铁骑交警的出警数量的约束表示为：
[0038][0039]为保证各铁骑交警出警次数均衡，故设置任意的铁骑交警均有处理事故的数量约束为：
[0040][0041]式中，Q为每个铁骑交警处理的事故最大量，单位为起。
[0042]可选的，构建的所述决策约束条件为时间约束，所述时间约束包括事故优先规则约束、铁骑交警的路网移动规则约束、开始处理时刻约束及结束时刻约束；
[0043]所述事故优先规则约束即每个事故均有的最长等待时间，所述最长等待时间用于衡量各事故的轻重缓急，表示为：
[0044]t
mn
(k)+p
k
‑
p
m
＜l
m
，m＝1，2，...，M；
[0045]式中，l
m
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市铁骑警力分配和调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：构建铁骑警力分配和调度的目标函数，所述目标函数为事故发生后的总等待处理时间最小函数；构建决策约束条件，建立铁骑警力分配和调度优化模型；采用遗传算法或蚁群算法对所述铁骑警力分配和调度优化模型进行求解，得到警力分配和调度的最优方案。2.根据权利要求1所述的一种城市铁骑警力分配和调度优化方法，其特征在于，所述铁骑警力分配和调度的目标函数为：式中：Z表示事故的总等待时长，单位为分钟；t
mn
(k)表示第k时段铁骑交警n去解决事故m的行驶时间，单位为分钟；x
mn
表示铁骑交警n是否被派往事故点m的0
‑
1变量；t
mn
(k)x
mn
表示第k时段铁骑交警n被派往事故点m的最短行驶时间；δ
mk
表示事故m的发生时刻是否在时段k内的0
‑
1变量；p
k
表示时段k的结束时刻，即铁骑交警接收到处理交通事故指令的时刻，无量纲；p
m
表示事故m发生的时刻，无量纲；(p
k
‑
p
m
)δ
mk
表示事故发生至铁骑交警接收到处理交通事故指令的响应时间；表示在时段k内所有被分配解决的事故的总等待时长；表示在时段k内所有被分配解决的事故的总匹配时长。3.根据权利要求1所述的一种城市铁骑警力分配和调度优化方法，其特征在于，构建的所述决策约束条件为任务约束，所述任务约束包括初始任务约束以及其他时段的任务约束，具体为：所述初始任务约束为第一个时段内需要解决的事故，仅包括该时段内新发生的事故，表示为：所述其他时段的任务约束由当前时段内新发生的事故和前置时段内未能成功匹配铁骑交警的事故两部分组成，表示为：式中：M1表示第一时段内需要处置的事故数量，单位为起；为第一时段内发生的事故数量，单位为起；M
k
表示时段k内需要处置的事故数量，单位为起；为时段k内发生的事故数量，单位为起；M
k
‑1为时段k
‑
1内需要处置的事故数量，单位为起；为时段k
‑
1内被分配解决的事故点数量，单位为起。4.根据权利要求3所述的一种城市铁骑警力分配和调度优化方法，其特征在于，构建的所述决策约束条件为铁骑交警数量约束，所述铁骑交警数量约束包括成功匹配任务的铁骑交警数量约束、初始空闲的铁骑交警数量约束及其他时段空闲的铁骑交警数量约束、出警的铁骑交警数量约束，具体为：所述成功匹配任务的铁骑交警数量约束，即任意时段内成功匹配铁骑交警的事故数量应不大于当前时段内需要解决的事故数量，表示为：
所述初始空闲的铁骑交警数量约束即第一时段内无新完成任务的铁骑交警，所有铁骑交警状态均为闲置，表示为：所述其他时段空闲的铁骑交警数量约束由当前时段内新处理完事故的铁骑交警和前置时段内闲置的铁骑交警两部分组成，表示为：所述出警的铁骑交警数量约束为任意时段内出警的铁骑交警数量应不大于该时段内的闲置铁骑交警数量：式中：为时段k内被分配解决的事故点数量，单位为起...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继彪，张敏捷，董升，张振亚，毛新华，吴纪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：