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110出警路線優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)論文(留存版)

2025-08-06 08:27上一頁面

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【正文】 陣是否具有滿意一致性,需引入一種衡量機制。12[,]T?,則 即為所求的特征向量。二是層次分析法只能屬于較為粗略的量化辦法,不能用于精度要求較高的決策問題。以東風(fēng)街為例,東風(fēng)街為 4 車道,車流量偏多,路況情況良好,行人密集度較大。利用 AHP 法對這四個因子進行了權(quán)重設(shè)置,得到了最終的權(quán)重結(jié)果。因而對最大特征值所對應(yīng)的特征向量進行歸一化,即得到各種因素的權(quán)重值。因此對層次總排序也需作一致性檢驗,檢驗仍像層次總排序那樣由高層到低層逐層進行。因而可以用一種近似但較為簡單的方法進行計算。綜上所述,可以引入判斷矩陣最大特征根以外的其余特征根的負(fù)平均值作為層次分析法中度量判斷矩陣偏離一致性的指標(biāo),即用 1max??nCI?()度量決策者判斷思維的一致性。若只作 個比較有可能會使任何一個判斷的失2)1(?n 1?n誤導(dǎo)致不合理的排序,而個別判斷的失誤對于難以定量的系統(tǒng)往往是難以避免的。層次分析法主要是對每一層次中各因素的相對重要性做出判斷,這些判斷通過引入合適的標(biāo)度用數(shù)值表示出來,寫成判斷矩陣。(一)建立層次結(jié)構(gòu)模型應(yīng)用層次分析法分析決策問題時,首先要對該決策問題有清晰的了解,把問題條理化、層次化,構(gòu)造出一個層次清晰的結(jié)構(gòu)模型。層次分析法(Analytic Hierarchy Process 簡稱 AHP)是將決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次,在此基礎(chǔ)之上進行定性和定量分析的決策方法。由于影響出警車輛到達(dá)時間的因素很多,實際長度最短的路徑不一定耗時最短,僅考慮道路長度得出的優(yōu)化結(jié)果往往與真實情況差異很大,因而有關(guān)研究文獻(xiàn)中將車流量、車道數(shù)、道路等級、路面狀況、時間段等因素都納入到道路網(wǎng)的信息中??紤]本文主要是進行算法研究,以及所采用數(shù)據(jù)因素的限制,本文通過阻抗權(quán)值的加權(quán)系數(shù)來反映道路網(wǎng)絡(luò)的通達(dá)性信息,設(shè)定路段的阻值等于路段的實際長度與加權(quán)系數(shù)的乘積。道路阻抗權(quán)值在理想的情況下應(yīng)以實際的行程時間作為路段的路阻。14第三章 城市道路阻抗權(quán)重的確定 引言110 公安報警服務(wù)平臺已經(jīng)成為城市居民生活中必不可少的保障因素,基本上所有的急發(fā)事故都會涉及到 110 工作的范疇。例如圖 21 中無向圖 G5 和有向圖 G6 的鄰接矩陣可以分別表示為 Al 和 A2。鄰接表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)表達(dá)中效率較高的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在最短路徑算法中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用 [25]。網(wǎng)絡(luò)在數(shù)學(xué)和計算機領(lǐng)域中被抽象為圖,所以其基礎(chǔ)是圖的存儲表示 [25]。對全文進行總結(jié),并提出了有待深入研究的問題。 在 信息 化 愈 加 發(fā) 達(dá) 的 今 天 , 將 信 息 化 技 術(shù) 和 智 能 優(yōu) 化 算 法 融 入 到 公 安 系 統(tǒng) 的 日 常 工作 , 可 以 最 大 程 度 的 減 少 人 的 工 作 強 度 , 并 且 能 夠 得 到 最 優(yōu) 處 理 結(jié) 果 。MapBasic 已經(jīng)被世界上數(shù)百個第三方廠商認(rèn)可。ArcGIS 產(chǎn)品線為用戶提供一個可伸縮的,全面的 GIS 平臺。鑒于傳統(tǒng)的遺傳算法是個大范圍、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]。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)中從某點到所有其它節(jié)點的具有最小權(quán)的路徑。城 市 應(yīng) 急 聯(lián) 動 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 警 服 務(wù) 臺 、 火 警 、 急 救 、 交 警 、 消 費 者 投 訴 電 話 、 法 律 援 助 電 話 等 指 揮平 臺 , 這 樣 通 過 將 各 個 社 會 保 障 部 門 的 信 息 進 行 集 成 能 夠 使 各 個 部 門 共 享 各 種資 源 , 實 現(xiàn) 跨 部 門 、 跨 地 區(qū) 的 統(tǒng) 一 指 揮 協(xié) 調(diào) , 對 于 提 高 各 部 門 對 突 發(fā) 事 件 的 反應(yīng) 能 力 提 供 了 必 要 的 條 件 [6]。 隨 著 信 息 化 的 普 及 和 發(fā) 展 , 為 了 適 應(yīng) 公 安 現(xiàn)代 化 建 設(shè) 的 需 要 , 應(yīng) 當(dāng) 充 分 利 用 先 進 的 通 訊 手 段 和 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 并 結(jié) 合 各 種科 學(xué) 發(fā) 展 的 高 新 技 術(shù) 成 果 為 公 安 系 統(tǒng) 服 務(wù) 。 未 來 信 息 化 、 智 能 化 的 110 最 優(yōu)化 調(diào) 度 系 統(tǒng) 將 必 然 成 為 今 后 的 發(fā) 展 趨 勢 。 從 我 國 城 市 應(yīng) 急 聯(lián) 動 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 上 來 講 , 我 國 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 系 統(tǒng)可 24 小 時 受 理 市 民 的 各 種 報 警 與 求 助 電 話 。Dijkstra 算法在理論上是正確的,但在實際應(yīng)用中不盡人意。在我國,張麗萍等通過引入新穎交叉算子,構(gòu)造了一種改進遺傳算法,此算法擺脫了對群體多樣性的要求,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]。ArcObjects 包含了大量的可編程組件,從細(xì)粒度的對象(例如,單個的幾何對象)到粗粒度的對象(例如與現(xiàn)有 ArcMap 文檔交互的地圖對象)涉及面極廣,這些對象為開發(fā)者集成了全面的 GIS 功能。MapBasic 是一種功能強大、結(jié)構(gòu)與 Basic 語言相似的語言。 基 于 這一 點 , 本 文 對 110 出 警 線 路 的 優(yōu) 化 模 塊 進 行 了 一 定 的 嘗 試 和 改 進 。9第二章 城市道路信息的儲存 引言道路信息的存儲是指將地圖上的有用信息轉(zhuǎn)化為存儲于計算機內(nèi)存中的數(shù)據(jù),可以為路徑算法的程序化提供數(shù)據(jù)支持。10計算機圖最基本的兩個屬性是點和邊。十 字 鏈 表 也 是 一 種 鏈 式 存 儲 結(jié) 構(gòu) , 它 通 常 用 來 描 述 有 向 圖 的 結(jié) 構(gòu) 。圖 21 鄰接矩陣的的示例鄰接矩陣有如下特點:(1)在簡單應(yīng)用中,可直接用二維數(shù)組作為圖的鄰接矩陣(頂點表及頂點數(shù)等均可省略) 。因而公安部門在接到報警電話后如何及時將警力派往現(xiàn)場是治安工作效率的首要體現(xiàn)。但考慮到時間的不確定性以及實驗數(shù)據(jù)的原因,可以用 AHP 法求得的加權(quán)系數(shù)來表示動態(tài)交通信息,即將路段的加權(quán)長度等于路段的實際長度與加權(quán)系數(shù)的乘積。因而,可以理解,當(dāng)路網(wǎng)中某一地段發(fā)生交通堵塞時,反映在系統(tǒng)中該路段的通達(dá)性會降低,根據(jù)評價體系得到的加權(quán)系數(shù)會變大,進而導(dǎo)致道路加權(quán)長度變長,即加權(quán)系數(shù)的增加,相應(yīng)的會導(dǎo)致加權(quán)長度的增加。通過對各種因素進行加權(quán)評價,得到路段阻值權(quán)值,進而修正路網(wǎng)中路段的加權(quán)長度。該方法是美國運籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授薩蒂于本世紀(jì) 70 年代初,在為美國國防部研究根據(jù)各個工業(yè)部門對國家福利的貢獻(xiàn)大小而進行電力分配課題時,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標(biāo)綜合評價方法,提出的一種層次權(quán)重決策分析方法。這樣可以將復(fù)雜問題分解為被稱作元素的組成部分。判斷矩陣表示針對上一層次元素,本層次與之有關(guān)元素之間相對重要性的比較 [34,35]。進行 次比較可以提供更多的信息,通過各種不同角度的反復(fù)比較,從而)(導(dǎo)出一個合理的排序 [34,35]。 值越大,表明判斷矩陣偏離完全一致性的程I度越大; 值越?。ㄔ浇咏悖?,表明判斷矩陣的一致性越好。具體步驟如下:(1) 計算判斷矩陣每一行元素的乘積 , 。設(shè) 層中與 相關(guān)的因素的成對比較判斷BjA矩陣在單排序中經(jīng)一致性檢驗,求得單排序一致性指標(biāo)為 , ( ) ,)(jCIm,1??相應(yīng)的平均隨機一致性指標(biāo)為 ( 已在層次單排序時求得) ,則)(jRI)(jRIjC、層總排序隨機一致性比例為B ??mjjjjaRI1)(() 當(dāng) 時,認(rèn)為層次總排序結(jié)果具有較滿意的一致性并接受該分析結(jié)果。見表 341。最后介紹了指標(biāo)體系的評價標(biāo)準(zhǔn)和歸一化方法。例如對每一個指標(biāo)都進行滿分為 10 的打分(其中車道數(shù)和路況情況為負(fù)向指標(biāo),得分越高表示條件越差,對阻抗的影響越大;車流量和行人密度為正向指標(biāo),得分越高對道路阻抗影響越大) 。層次分析法在一定程度上提高了決策的準(zhǔn)確性,但是該方法也有一定的局限性,例如層次分析法的理論基礎(chǔ)是人的主觀判斷,人為因素對結(jié)果的影響很大,雖然通過抑制性檢驗可以盡可能的排除思維判斷中的非一致性因素,但對于決策者認(rèn)識的片面性沒有辦法進行改進。iMnniiW?,2?(3) 對向量 進行歸一化處理。對于不同的決策問題,人們判斷的一致性誤差也會不同,特別是判斷矩陣的階數(shù)發(fā)生改變時,CI 值的要求也會有所不同。(三)層次單排序及一致性檢驗建立判斷矩陣,是將定性思維轉(zhuǎn)化為定量判斷的必要基礎(chǔ)步驟,同時也是將復(fù)雜問題簡單化的一種處理方式。下面介紹建立兩兩比較判斷矩陣的方法。劃分準(zhǔn)則時,要避免劃分的過細(xì)過多,影響比較的準(zhǔn)確性。層次分析法需要對復(fù)雜決策問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在的關(guān)系進行深入的分析,從概念模型出發(fā)構(gòu)建出一個層次結(jié)構(gòu)模型,然后利用較少的定量信息(更多要靠主觀經(jīng)驗和認(rèn)識),把決策的思維過程數(shù)學(xué)化,從而為求解多目標(biāo),多準(zhǔn)則或無結(jié)構(gòu)特征決策問題,提供一種簡便的決策方法。在本文的研究中,假設(shè)若直接將實際通行距離最短作為路徑優(yōu)化的最優(yōu)目標(biāo),此時可以將路段實際長度設(shè)置為阻抗值。通過16采用路段長度的加權(quán)系數(shù)可以達(dá)到與阻抗值描述道路堵塞情況的效果達(dá)到一致。本章首先介紹了道路阻抗的定義,及其影響因素,并利用 AHP 法,提出了基于 AHP 法的道路權(quán)值結(jié)構(gòu)模型,對道路阻抗權(quán)值進行綜合評定。在選擇出警車輛從起點到終點的最優(yōu)路徑時,所依據(jù)的原則是路徑的交通阻抗最小(即時間最短原則),而阻抗是受多種路網(wǎng)交通因素影響的。(3)無向圖的鄰接矩陣是對稱矩陣,對規(guī)模特大的鄰接矩陣可壓縮存儲。 在 十 字 鏈 表 中 ,對 應(yīng) 于 有 向 圖 中 每 一 條 弧 都 有 一 個 節(jié) 點 , 對 應(yīng) 于 每 個 定 頂 點 也 有 一 個 節(jié) 點 。根據(jù)圖的基本表示法,可以將城市道路網(wǎng)表示為: ??123(,).,GNRPnr?????()其中,G 為網(wǎng)絡(luò)模型,N 是節(jié)點集合,R 是道路的集合, 表示某一節(jié)點,in表示路段, 和 為結(jié)構(gòu)體,可以包含更多的節(jié)點和路段的屬性信息,在節(jié)點irinir中,可以增加與其關(guān)聯(lián)路段的屬性;在路段中,可以增加與其關(guān)聯(lián)的節(jié)點信息。本章的研究內(nèi)容主要是城市路網(wǎng)的矢量地圖在計算機內(nèi)存中的存儲結(jié)構(gòu)。一是對路網(wǎng)數(shù)學(xué)模型進行了研究,路網(wǎng)存儲結(jié)構(gòu)是信息化的基礎(chǔ)工作,不同的存儲結(jié)構(gòu)對于系統(tǒng)的效率有不同的影響,本文最終采用鄰接矩陣存儲地圖矢量數(shù)據(jù);二是從實際工作的需要出發(fā),探討道路阻值的設(shè)定,使影響道路的暢通性的各種因素可以反映到優(yōu)化模型之中;三是路徑優(yōu)化算法的研究,總體介紹了路徑最優(yōu)搜索算法的基本內(nèi)容,主要對盲目搜索算法和啟發(fā)式搜索算法進行了對比研究,以 Dijkstra 算法和 A*啟發(fā)式算法作為代表算法進行了分析;四是以濰坊市的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為背景,進行算法實現(xiàn)和案例研究,基于 MapInfo 和 MapBasic 軟件平臺進行二次開發(fā),設(shè)計并實現(xiàn)了兩種算法在濰坊市城市交通路網(wǎng)環(huán)境中的運算。無論您是希望分銷,還是為了您自己使用而設(shè)計應(yīng)用軟件,MapBasic 都是一個不可缺少的工具。MapInfo 是美國 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。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]。國外的路徑規(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,Dijkstra 算法可以在靜態(tài)路網(wǎng)中計算出最短路徑 [8,9]。 從 國 內(nèi) 的 目 前 應(yīng) 急 聯(lián) 動 實 踐 情 況 來 看 , 應(yīng) 急 聯(lián) 動系 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 一 步 的 創(chuàng)新 [6]。具體來說,它就是在計算機軟件和硬件的支持下,運用系統(tǒng)論、信息論的理論和方法,結(jié)合計算機科學(xué)、計算機圖形學(xué)、城市地理學(xué)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和 GIS 技術(shù)產(chǎn)生的具有科學(xué)管理和綜合分析功能的軟件系統(tǒng)。 因 而 110 系 統(tǒng) 的 反 應(yīng) 速 度 在 一 定 程 度 上 決 定 了 公 安機 關(guān) 破 獲 案 件 的 成 功 率 , 因 此 如 何 使 110 出 警 系 統(tǒng) 自 動 最 優(yōu) 化 出 警 路 線 顯 得格 外 重 要 。目前類似火災(zāi)救援,醫(yī)療救護等應(yīng)急活動,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。最短路徑是運籌學(xué)、圖論等應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域中一個基本概念,關(guān)于它的算法研究己得到相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的長期關(guān)注,并已有許多的研究成果。1991 年,Gendrcau 等人將禁忌k搜索方法應(yīng)用于 VRP[16]。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。MapBasic 功能強大,用戶僅用幾行代碼即可在應(yīng)用軟件中實現(xiàn)圖層疊加,并具備其他地理功能。7 論文的主要工作本 論 文 是 從 工 作 中 的 實 際 體 會 和 所 學(xué) 專 業(yè) 知 識 出 發(fā) , 對 目 前 濰 坊 市
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