基于排队论模型的交通警力配置和出警调度方法及系统

本技术属于交通警力资源配置与出警调度的，具体涉及基于排队论模型的交通警力配置和出警调度方法及系统。

背景技术：

1、近年来，城市机动车保有量急剧增长，诸如交通拥堵、交通秩序混乱、交通事故等一系列道路安全问题频发，这也给有限的交通警力资源带来了巨大压力。尤其是针对各类突发的重大交通事故，为避免引发二次事故，要求交通警察在最短时间内到达事故现场，并及时处理。

2、然而交管部门普遍存在警力资源不足以及警力配置不合理的现象，警力资源分散、出警不及时以及警力资源不能共享等问题，均严重制约着警务效能的提升，特别是跨区域、跨部门的应急指挥调度，存在诸多不足。针对日益严重的交通安全问题与警力资源不足之间的矛盾，常见的解决方法包括：(1)招录辅警来增加警力资源，但警力配置不合理的问题，无法得到根本的解决；(2)利用算法来优化警力资源的分配及相应的路径规划，以此来提高出警效率，但未结合历史交通事故的时空分布特征。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供基于排队论模型的交通警力配置和出警调度方法及系统。

2、本技术借助海量的历史交通事故数据，结合历史交通事故数据的时空分布特征，来进一步优化交通警力的配置和出警调度，以最大限度利用有限的警力资源，挖掘警力资源的最大潜力。

3、第一方面，本技术提供的基于排队论模型的交通警力配置方法，包括：

4、s110：获取路网数据和历史交通事故数据，并进行位置匹配；

5、s120：基于历史交通事故数据识别事故高发点并构建黑点区域；

6、s130：将各黑点区域以及路网中的路段分配给距离最近的交警中队进行管辖，获得各交警中队的管辖区域；

7、s140：分别获取满足各管辖区域出警要求的最少交警人数，包括：

8、s141：构建模型，包括以指定时间戳内所有管辖区域需派遣交警的总人数最少构建目标函数，并设置如下约束条件：

9、①交警在接到报警后，必须在第一预设时间t1内到达事故地点；

10、②每一位交警不跨管辖区域执行任务；

11、③每一位交警一天最多只能处理m起事故；

12、④物损事故处理完毕时间不超过第二预设时间t2，伤亡事故处理完毕时间不超过第三预设时间t3，t3>t2；

13、⑤如果发生伤亡事故，伤亡事故排入待处理交通事故队列的首位，优先处理；否则，按照事故发生时间先后顺序排入待处理交通事故队列。

14、s142：利用排队论求解模型，获得满足各管辖区域出警要求的最少交警人数。

15、进一步的，构建模型如下：

16、

17、其中，si表示第i个管辖区域，i为管辖区域总数；z(si)表示管辖区域si需要派遣的交警人数，z表示所有管辖区域需要派遣的交警人数总数；

18、k表示管辖区域si内派遣的第k个交警；表示在管辖区域si内第k个交警处理完第c起交通事故还需要的时间；

19、表示交警当前所在位置location与所在位置之间的最短路径，表示管辖区域si内发生的第j起交通事故；v表示交警的平均行驶速度；

20、表示第k个交警一天内在管辖区域si内累计处理的交通事故数量；

21、t(m)表示处理物损事故所需要的时间，t(c)表示处理伤亡事故所需要的时间。

22、进一步的，利用排队论求解模型，包括：

23、设定交通事故发生的时间间隔服从参数为λ的负指数分布，各交警处理交通事故的时间服从参数为μ的负指数分布；

24、对指定管辖区域，该指定管辖区域的交警数量s依次取1,2,3…时，依次分别求l(s)-l(s+1)和l(s-1)-l(s)，l(s-1)、l(s)、l(s+1)分别表示交警数量为s-1、s、s+1时待处理交通事故队列的平均队长；

25、使不等式成立的s*，即指定管辖区域满足出警要求的最少交警数量；其中，c's是每一位交警处理交通事故产生的时间费用，cw是交警因处理交通事故而产生的停留费用，c's和cw预先设置。

26、第二方面，本技术提供的基于排队论模型的交通警力配置系统，包括：

27、第一模块，用来获取路网数据和历史交通事故数据，并进行位置匹配；

28、第二模块，用来基于历史交通事故数据识别事故高发点并构建黑点区域；

29、第三模块，用来将各黑点区域以及路网中的路段分配给距离最近的交警中队进行管辖，获得各交警中队的管辖区域；

30、第四模块，用来分别获取满足各管辖区域出警要求的最少交警人数；

31、第四模块进一步包括模型构建子模块和模型求解模块，其中：

32、模型构建子模块，用来构建模型，包括以指定时间戳内所有管辖区域需派遣交警的总人数最少构建目标函数，并设置如下约束条件：

33、①交警在接到报警后，必须在第一预设时间t1内到达事故地点；

34、②每一位交警不跨管辖区域执行任务；

35、③每一位交警一天最多只能处理m起事故；

36、④物损事故处理完毕时间不超过第二预设时间t2，伤亡事故处理完毕时间不超过第三预设时间t3，t3>t2；

37、⑤如果发生伤亡事故，伤亡事故排入待处理交通事故队列的首位，优先处理；否则，按照事故发生时间先后顺序排入待处理交通事故队列。

38、模型求解模块，用来利用排队论求解模型，获得满足各管辖区域出警要求的最少交警人数。

39、第三方面，本申提供的基于排队论模型的出警调度方法，包括：

40、s210：当发生交通事故，获取当前交通事故地点所在管辖区域；

41、s220：当前交通事故排入待处理交通事故队列，包括：当当前交通事故为物损事故，则按时间顺序排入待处理交通事故队列；当当前交通事故为伤亡事故，则排入待处理交通事故队列的首位；

42、s230：按管辖区域的最少交警人数进行出警调度，进一步包括：

43、s231：判断是否有交警出警，若无，执行子步骤s233；若有，执行子步骤232；

44、s232；判断出警交警是否可在第一预设时间t1内赶到当前交通事故地点，若能，执行子步骤s234；否则，执行子步骤s233；

45、s233；从交警中队随机派一名交警前往当前交通事故地点；

46、s234；选择可最快到达当前交通事故地点的出警交警前往。

47、进一步的，子步骤s232中，所述判断出警交警是否可在第一预设时间t1内赶到当前交通事故地点，包括：

48、预估出警交警到达当前交通事故地点的时间，包括：处理完所需处理交通事故的剩余时间和处理完所需处理交通事故后赶至当前交通事故地点的路程时间；

49、根据出警交警到达当前交通事故地点的预估时间，判断出警交警是否可在第一预设时间t1内赶到当前交通事故地点。

50、进一步的，路程时间的估算方法为：计算赶至当前交通事故地点的最短路程，最短路程与交警平均行驶速度的比值，即路程时间；

51、第四方面，本技术提供的基于排队论模型的出警调度系统，包括：

52、第五模块，用来当发生交通事故，获取当前交通事故地点所在管辖区域；

53、第六模块，用来当前交通事故排入待处理交通事故队列，包括：当当前交通事故为物损事故，则按时间顺序排入待处理交通事故队列；当当前交通事故为伤亡事故，则排入待处理交通事故队列的首位；

54、第七模块，用来按管辖区域的最少交警人数进行出警调度；

55、第七模块进一步包括第一判断子模块，第二判断子模块：

56、第一判断子模块，用来判断是否有交警出警，若无，转至第一出警子模块；若有，转至第二判断子模块；

57、第二判断子模块，用来判断出警交警是否可在第一预设时间t1内赶到当前交通事故地点，若能，转至第二出警子模块；否则，转至第一出警子模块；

58、第一出警子模块，用来从交警中队随机派一名交警前往当前交通事故地点；

59、第二出警子模块，用来选择可最快到达当前交通事故地点的出警交警前往。

60、与现有技术相比，本技术具有如下优点和有益效果：

61、1.本技术结合历史交通事故的时空分布特征，确定事故高发点，并根据事故高发点划定黑点区域，进一步根据黑点区域来划定各交警中队的管辖区域，基于划定的管辖区域来进一步优化各管辖区域所需派遣的最小交警人数，以最大限度的利用有限的警力资源。

62、2.将最小交警人数作为各管辖区域派遣的交警人数，基于此来优化出警调度方案，以挖掘出警力资源的最大潜力。