【正文】 整體作業(yè)能力及反應(yīng)速度。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 城市公安 GIS 發(fā)展現(xiàn)狀城 市 公 安 GIS（G eographic Information System， 地 理 信 息 系 統(tǒng) ）是 城 市應(yīng) 急 聯(lián) 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 非 常 重 要 的 組 成 部 分 ， 城 市 應(yīng) 急 聯(lián) 動(dòng) 系 統(tǒng) 是 保 障 城 市 公 共 安 全的 綜 合 救 援 體 系 及 集 成 技 術(shù) 平 臺(tái) ， 是 集 通 信 、 計(jì) 算 機(jī) 、 網(wǎng) 絡(luò) 、 地 理 信 息 、 全 球定 位 、 圖 形 圖 像 、 視 頻 監(jiān) 控 、 數(shù) 據(jù) 庫 與 信 息 處 理 等 多 種 技 術(shù) 為 一 體 的 通 信 、 信息 及 指 揮 系 統(tǒng) 平 臺(tái) [2,3]。 城市公安 GIS 起源于上世紀(jì) 60 年代，原西德研制的IMPOL 警察信息系統(tǒng)可以算做是最早的公安 GIS。之后到 90 年代，挪威主持開發(fā)的 POS 系統(tǒng)是將 GIS 真正應(yīng)用于治安管理并取得成功的系統(tǒng) [4]。我國(guó)公安 GIS的發(fā)展和應(yīng)用始于 1990 年，其主要目的是提高公安系統(tǒng)的執(zhí)行效率。公安部研究開發(fā)的服務(wù)于警用業(yè)務(wù)的指揮調(diào)度系統(tǒng)，首先在各省會(huì)城市和開封，深圳等試點(diǎn)城市進(jìn)行試運(yùn)行。這是我國(guó)首次把 GIS 技術(shù)應(yīng)用于城市治安管理系統(tǒng)。受當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)和技術(shù)條件的限制，該系統(tǒng)僅僅在少數(shù)幾個(gè)試點(diǎn)城市應(yīng)用，但是從此之后，其它各城市便開始研制和開發(fā)各自的治安管理系統(tǒng)。1995 年公安部以鄭州、南寧、大連和廈門作為試點(diǎn)城市，建立了以城市公安 GIS 為中心的 110 接處警系統(tǒng) [4,5]。目前類似火災(zāi)救援，醫(yī)療救護(hù)等應(yīng)急活動(dòng)，都發(fā)展了各自的信息化調(diào)度系統(tǒng)，其核心思想也是路徑優(yōu)化的算法。隨著各種應(yīng)急體系的不斷完善，各種應(yīng)急體系也不斷的相互融合，逐步形成了城市統(tǒng)一的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。城 市 應(yīng) 急 聯(lián) 動(dòng) 系 統(tǒng) 一 般 包 括 城 市 生 活 中 各 種 緊 急 事 件 的 應(yīng) 急 服 務(wù) ， 例 如 ：110 報(bào) 警 服 務(wù) 臺(tái) 、 火 警 、 急 救 、 交 警 、 消 費(fèi) 者 投 訴 電 話 、 法 律 援 助 電 話 等 指 揮平 臺(tái) ， 這 樣 通 過 將 各 個(gè) 社 會(huì) 保 障 部 門 的 信 息 進(jìn) 行 集 成 能 夠 使 各 個(gè) 部 門 共 享 各 種資 源 ， 實(shí) 現(xiàn) 跨 部 門 、 跨 地 區(qū) 的 統(tǒng) 一 指 揮 協(xié) 調(diào) ， 對(duì) 于 提 高 各 部 門 對(duì) 突 發(fā) 事 件 的 反應(yīng) 能 力 提 供 了 必 要 的 條 件 [6]。 從 我 國(guó) 城 市 應(yīng) 急 聯(lián) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 上 來 講 ， 我 國(guó) 在應(yīng) 急 救 援 工 作 上 的 研 究 剛 剛 起 步 ， 目 前 已 建 成 或 即 將 建 成 的 城 市 應(yīng) 急 聯(lián) 動(dòng) 系 統(tǒng)可 24 小 時(shí) 受 理 市 民 的 各 種 報(bào) 警 與 求 助 電 話 。 系 統(tǒng) 可 對(duì) 現(xiàn) 場(chǎng) 的 公 安 、 交 警 、 消防 和 救 護(hù) 資 源 進(jìn) 行 指 揮 控 制 。 從 國(guó) 內(nèi) 的 目 前 應(yīng) 急 聯(lián) 動(dòng) 實(shí) 踐 情 況 來 看 ， 應(yīng) 急 聯(lián) 動(dòng)系 統(tǒng) 建 設(shè) 的 基 本 技 術(shù) 已 經(jīng) 基 本 滿 足 需 求 ， 但 在 關(guān) 鍵 技 術(shù) 上 還 有 待 于 進(jìn) 一 步 的 創(chuàng)新 [6]。 本 文 所 研 究 的 公 安 最 優(yōu) 路 徑 系 統(tǒng) 屬 于 交 通 路 網(wǎng) 的 交 通 事 故 應(yīng) 急 救 援 系 統(tǒng)3的 一 個(gè) 部 分 ， 交 通 路 網(wǎng) 優(yōu) 化 研 究 是 該 系 統(tǒng) 的 主 要 內(nèi) 容 之 一 。 路徑規(guī)劃算法發(fā)展現(xiàn)狀最短路徑問題是路線設(shè)計(jì)及分析等優(yōu)化問題的基礎(chǔ)，其算法是交通網(wǎng)絡(luò)分析的核心。最短路徑問題也一直是運(yùn)籌學(xué)、交通工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理信息學(xué)等學(xué)科的一個(gè)研究熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外眾多專家學(xué)者對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究 [7]。經(jīng)典的圖論與不斷發(fā)展完善的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法的有效結(jié)合使得新的最短路徑算法不斷涌現(xiàn)，各具特色。所謂的路徑規(guī)劃算法，是利用地圖數(shù)據(jù)，搜索從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路徑的算法。當(dāng)具體應(yīng)用在不同的方面時(shí)有許多不同的算法和實(shí)現(xiàn)。常用的靜態(tài)路徑規(guī)劃算法包括：Dijkstra 算法、BellmanFordMoore 算法、Floyd 算法、盲目搜索和 A*啟發(fā)式算法等。在經(jīng)典 VRP（ Vehicle Routing Problem， 車輛路徑問題） 的基礎(chǔ)上，車輛路徑問題在學(xué)術(shù)研究和實(shí)際應(yīng)用上產(chǎn)生了許多不同的延伸和變化形態(tài) [5]。110 出警線路優(yōu)化信息系統(tǒng)中的最優(yōu)路徑規(guī)劃問題就是搜索網(wǎng)絡(luò)中兩點(diǎn)之間通行能力最強(qiáng)的路徑，其核心是最短路徑算法問題。最短路徑是運(yùn)籌學(xué)、圖論等應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)基本概念，關(guān)于它的算法研究己得到相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的長(zhǎng)期關(guān)注，并已有許多的研究成果。Dijkstra 算法是圖論學(xué)中求解最短路徑問題的經(jīng)典算法。Dijkstra 算法建立在抽象的網(wǎng)絡(luò)模型上，把道路抽象為網(wǎng)絡(luò)中的邊，以邊的權(quán)值來表示與道路相關(guān)的參數(shù)，算法確定了賦權(quán)網(wǎng)絡(luò)中從某點(diǎn)到所有其它節(jié)點(diǎn)的具有最小權(quán)的路徑。Dijkstra 算法在理論上是正確的，但在實(shí)際應(yīng)用中不盡人意。對(duì)于最短路徑問題也提出了許多新的算法，為最優(yōu)路徑的選擇提供了更多的選擇空間。國(guó)外的路徑規(guī)劃，多集中在經(jīng)典的靜態(tài)路徑規(guī)劃，Eiger 等人證明了當(dāng)效用函數(shù)是線性的或指數(shù)時(shí)，Dijkstra 算法可以在靜態(tài)路網(wǎng)中計(jì)算出最短路徑 [8,9]。Hall等人證明了標(biāo)準(zhǔn)的求最短路徑的規(guī)劃算法（如 Dijkstra 算法）在動(dòng)態(tài)路網(wǎng)中規(guī)劃的路徑不是最優(yōu)的 [10]。Pearl 等人成功采用 A*算法用于路網(wǎng)的路徑規(guī)劃，并分析了算法的復(fù)雜性。對(duì)于動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃 [11]。Wellman 等人提出了一種校正路徑規(guī)劃算法，適用于地圖包含隨機(jī)的相容條件 [12]。MillerHooks 和 Mashmassani 提出了在離散時(shí)間不穩(wěn)定隨機(jī)情況下，最小期望代價(jià)路徑的搜索算法，證明了算法的存在性，并和其他算法進(jìn)行了比較 [13,14]。國(guó)內(nèi)同濟(jì)大學(xué)的晏克非教授采用將路徑歸還過程劃分成小時(shí)間段，每一小時(shí)間段內(nèi)將交通信息看作不變，研究了動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算法。4車輛路徑問題是路線優(yōu)化的一個(gè)重要分支，目前其在物流中的應(yīng)用具有相當(dāng)?shù)膹V泛性并且具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。早在 1962 年，Balinski 等人首先提出 VRP的集分割，直接考慮可行解集合，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，建立了最簡(jiǎn)單的 VRP模型。1974 年，Wren Gillett 等人提出 Sweep 算法（掃描法） 。1981 年，Christofields 等人提出了 度中心樹和相關(guān)算法。1991 年，Gendrcau 等人將禁忌k搜索方法應(yīng)用于 VRP[16]。1996 年， 將遺傳算法用于 VRP 的研究，并可有效求解帶時(shí)間窗的 VRP。鑒于傳統(tǒng)的遺傳算法是個(gè)大范圍、粗粒度的尋優(yōu)算法，Barnier 將其與約束滿足問題（CSP）的技術(shù)相結(jié)合，通過遺傳算法來處理CSP 參數(shù)的子域，從而減小搜索空間，降低 CSP 問題目標(biāo)函數(shù)和遺傳算法約束的復(fù)雜度 [17]。在我國(guó)，張麗萍等通過引入新穎交叉算子，構(gòu)造了一種改進(jìn)遺傳算法，此算法擺脫了對(duì)群體多樣性的要求，不存在傳統(tǒng)遺傳算法常見的早熟收斂問題，可以有效求得 VRP 的優(yōu)化解 [5]。紀(jì)壽文等根據(jù)深圳市科技園的實(shí)際路網(wǎng)圖，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對(duì)運(yùn)輸車輛優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行了試驗(yàn)研究 [6]。王正彬等在分析 VRP 現(xiàn)有啟發(fā)式算法的基礎(chǔ)上，建立了考慮線路安排的物流配送方案模型，并提出了求解該問題的種搜索算法 [18]。陳湘州等引入一種進(jìn)化逆轉(zhuǎn)算子，改進(jìn)了遺傳算法求解VRP 時(shí)的局部搜索能力 [19]。顧志康等針對(duì)染色體中某些需求點(diǎn)編號(hào)可能重復(fù)出現(xiàn)的情況，設(shè)計(jì)新的染色體結(jié)構(gòu)，并通過基因的混合交叉方法進(jìn)行基因重組，有效提高了搜索到最優(yōu)配送路徑的概率 [20]。崔雪麗等基于近些年出現(xiàn)的新型智能優(yōu)化思想——人工螞蟻系統(tǒng)，給出了一種可快速求解 VRP 的蟻群搜索算法 [7]。章兢等構(gòu)造了一種免疫克隆算法來求解 VRP，并在算法中引入了克隆選擇、克隆刪除、受體編輯、體細(xì)胞高頻變異、抗體循環(huán)補(bǔ)充等思想 [21]。華中科技大學(xué)李寧等人將粒子群算法運(yùn)用于車輛路徑優(yōu)化問題，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，證明了粒子算法在求解車輛路徑問題的有較好的性能 [22]。黨建英等利用蟻群算法進(jìn)行模糊運(yùn)算，以尋求最小成本的最佳車輛路徑 [23]。這些都為 110 出警最優(yōu)路徑的選擇提供了更多的備選工具。 路徑優(yōu)化的相關(guān)技術(shù)研究城市路徑優(yōu)化問題，離不開信息技術(shù)的支持，特別是電子地圖處理工具。目前，地圖處理工具種類繁多，如 MAPGIS，ArcGIS ，MapInfo 等。特別的MapInfo 軟件自帶二次開發(fā)軟件 MapBasic，具有優(yōu)良的兼容性和匹配性，并接語言簡(jiǎn)單，適合普通地信人員使用。5MAPGIS 是新一代面向網(wǎng)絡(luò)超大型分布式地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)。系統(tǒng)采用面向服務(wù)的設(shè)計(jì)思想、多層體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了面向空間實(shí)體及其關(guān)系的數(shù)據(jù)組織、高效海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與索引、大尺度多維動(dòng)態(tài)空間信息數(shù)據(jù)庫、三維實(shí)體建模和分析，具有 TB 級(jí)空間數(shù)據(jù)處理能力、可以支持局域和廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下空間數(shù)據(jù)的分布式計(jì)算、支持分布式空間信息分發(fā)與共享、網(wǎng)絡(luò)化空間信息服務(wù)，能夠支持海量、分布式的國(guó)家空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。ArcGIS 產(chǎn)品線為用戶提供一個(gè)可伸縮的，全面的 GIS 平臺(tái)。ArcObjects 包含了大量的可編程組件，從細(xì)粒度的對(duì)象（例如，單個(gè)的幾何對(duì)象）到粗粒度的對(duì)象（例如與現(xiàn)有 ArcMap 文檔交互的地圖對(duì)象）涉及面極廣，這些對(duì)象為開發(fā)者集成了全面的 GIS 功能。每一個(gè)使用 ArcObjects 建成的 ArcGIS 產(chǎn)品都為開發(fā)者提供了一個(gè)應(yīng)用開發(fā)的容器，包括桌面 GIS（ArcGIS Desktop） ，嵌入式GIS（ArcGIS Engine ）以及服務(wù)端 GIS（ArcGIS Server） 。MapInfo 是美國(guó) MapInfo 公司的桌面地理信息系統(tǒng)軟件，是一種數(shù)據(jù)可視化、信息地圖化的桌面解決方案。它依據(jù)地圖及其應(yīng)用的概念、采用辦公自動(dòng)化的操作、集成多種數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、融合計(jì)算機(jī)地圖方法、使用地理數(shù)據(jù)庫技術(shù)、加入了地理信息系統(tǒng)分析功能，形成了極具實(shí)用價(jià)值的、可以為各行各業(yè)所用的大眾化小型軟件系統(tǒng)。MapInfo 含義是“Mapping + Information（地圖+信息） ”即：地圖對(duì)象+ 屬性數(shù)據(jù)。MapInfo Professional 是一套強(qiáng)大的基于 Windows 平臺(tái)的地圖化解決方案，可以方便地將數(shù)據(jù)和地理信息的關(guān)系直觀的展現(xiàn)，其復(fù)雜而詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析能力可幫助用戶從地理的角度更好地理解各種信息；可以增強(qiáng)報(bào)表和數(shù)據(jù)表現(xiàn)能力，找出以前無法看到的模式和趨勢(shì)，創(chuàng)建高質(zhì)量的地圖以便做出高效的決策；憑借其新特性和增強(qiáng)功能，MapInfo Professional 使得桌面地圖化和分析功能更快和更容易并可延伸至整個(gè)企業(yè)。 MapInfo Professional 提供一整套功能強(qiáng)大的工具來進(jìn)行復(fù)雜的商業(yè)地圖化、數(shù)據(jù)可視化和 GIS 功能。通過 MapInfo Professional 可連接本地及服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建地圖和圖表以揭示數(shù)據(jù)行列背后的真正含義。也可以定制 MapInfo Professional 以滿足用戶的特定需要。 支持 Oracle8i 完全讀/ 寫，通過 OCI 對(duì)Oracle8i 及通過 ODBC 對(duì)其它數(shù)據(jù)源的實(shí)時(shí)訪問。MapBasic 是 Mapinfo 自帶的二次開發(fā)語言，它是一種類似 Basic 的解釋性語言，利用 MapBasic 編程生成的*.mbx 文件能在 Mapinfo 軟件平臺(tái)上運(yùn)行，早期的Mapinfo 二次開發(fā)都是基于 MapBasic 進(jìn)行的。MapBasic 是理想的在 MapInfo 平6臺(tái)上開發(fā)用戶定制的應(yīng)用程序的編程語言。通過使用 MapBasic 進(jìn)行二次開發(fā)，能夠擴(kuò)展 MapInfo 功能，實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)重復(fù)操作并使 MapInfo 與其他應(yīng)用軟件集成。MapBasic 功能強(qiáng)大，用戶僅用幾行代碼即可在應(yīng)用軟件中實(shí)現(xiàn)圖層疊加，并具備其他地理功能。MapBasic 程序易于與用諸如 Visual Basic、C++ 、 PowerBuilder 和 Delphi 等語言編寫的應(yīng)用軟件集成。MapBasic 已經(jīng)被世界上數(shù)百個(gè)第三方廠商認(rèn)可。MapBasic 是一種功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)與 Basic 語言相似的語言。無論是熟練的還是剛?cè)腴T的程序員，都能使用該語言根據(jù)用戶的需求開發(fā)出功能更加強(qiáng)大的桌面地圖信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件包。無論您是希望分銷，還是為了您自己使用而設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件，MapBasic 都是一個(gè)不可缺少的工具。MapBasic 具有五個(gè)方面的特點(diǎn)，它是一種類 Basic 語言，幫助用戶開發(fā) MapInfo 應(yīng)用軟件；支持 OLE Automation 和 DDE 技術(shù)使之易于與其他應(yīng)用軟件相連接；包含嵌入的 SQL 語句以具有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)查詢功能；地理操作和功能幫助能擴(kuò)展應(yīng)用軟件的功能。已有上千種使用 MapBasic 開發(fā)出的、能夠解決商務(wù)問題的應(yīng)用軟件。因此可以利用 MapBasic 進(jìn)行算法的編程，而不借助于其他運(yùn)籌軟件的輔助，有利于提高運(yùn)算的效率。 研究意義隨著生活節(jié)奏的不斷加快，高效率的交通需求促使交通物流技術(shù)飛速發(fā)展。作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)不可或缺的公安保障體系，同樣應(yīng)當(dāng)吸取現(xiàn)代科學(xué)帶來的技術(shù)成果，與時(shí)俱進(jìn)、提高效率。110 報(bào)警服務(wù)平臺(tái)是與人民生活銜接最為緊密的系統(tǒng)之一，提高 110 公安系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率是創(chuàng)建和諧社會(huì)的必然要求。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化成為時(shí)代的主旋律，如何將信息化應(yīng)用到社會(huì)服務(wù)中去，形成生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，是科學(xué)技術(shù)變?yōu)樯a(chǎn)力的關(guān)鍵