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基于ArcGIS网络分析的交巡警平台调度方案设计.rar

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    编号:20180915222607657    类型:共享资源    大小:642.00KB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    基于 ArcGIS 网络分析 巡警 平台 调度 方案设计
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    编号:08009210338南阳师范学院 2012 届毕业生毕业论文(设计)题 目:基于 ArcGIS 网络分析的交巡 警平台调度方案设计 完 成 人: 黄玉青 班 级: 2008-3 学 制: 4 年 专 业: 地理信息系统 指导教师: 张海军 完成日期: 2012-3-30 目 录摘要 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (1)0 引言 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (1)1 现有数据与数据预处理 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (2)1.1 现有数据∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (2)1.2 数据预处理 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (3)2 交巡警平台调度方案设计 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (5)2.1 对现有平台划分其服务区 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (5)2.2 交巡警服务平台的调度方案设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (7)2.3.需要增加平台的具体个数和位置 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (9)2.4. 现有交巡警服务平台合理性分析及调整方案设计 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (10)3 结论与讨论 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (12)参考文献 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (12)Abstract ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (13)第 1 页(共 13 页)基于 ArcGIS 网络分析的交巡警平台调度方案设计作 者:黄玉青指导老师:张海军摘要:建立交巡警平台是为了提高警务系统的工作效率,优化警力配置,使其出警、处置、施救能全面达到理想警务要求。公路作为网络中的链,交巡警平台可看作网络上的结点,结点在网络中的辐射范围及交巡警巡查线路的设计等均可通过 ArcGIS 网络分析模块求解。本文基于 ArcGIS 中网络分析模块对现有平台的合理性及交巡警服务平台调度方案进行优化设计。关键词:调度方案设计;交巡警;网络分析;ArcGIS0 引言近年来,科技不断进步、生产力不断发展,我国经济实力也在不断增强,然而社会安全形势却相当严峻,每年因各类事故造成大量的人员伤亡、经济损失。众人皆知:有困难找警察。警察在正常社会生活秩序中担任着刑事执法、治安管理、交通管理、服务群众等职能,是和谐社会不可或缺的重要角色。我国目前已经在各省(市)地区的一些交通要道和重要部位设置了交巡警服务平台。但因警力资源有限,如何根据城市的实际情况与需求合理地设置交巡警服务平台、分配各平台的管辖范围、调度警力资源、更好地提供服务是警务部门面临的一个实际课题 [1]。为了提高警务系统的工作效率,优化警力配置,保证 3 分钟内,集中 6~8 台巡逻车,24~32 名警力,接警后 5 分钟内到达现场,使其出警、处置、施救能全面达到理想警务要求,故交巡警平台的反应速度要尽可能地快,迅速寻找出最短最优路径到达目标点。在解决上述类似问题,ArcGIS 网络分析模块提供了部分相应功能。我们可以将公路看作网络中的链,将交巡警平台看作网络上的结点来进行最佳路径分析,使各交巡警平台在最佳的服务半径内的效率最大化,实现警务资源最佳分配,提供紧急事件时行车最短路径,为实际问题提供重要参考与借鉴 [2]。第 2 页(共 13 页)1 现有数据与数据预处理1.1 现有数据某市设置交巡警服务平台的相关数据情况如下:表 1 某市设置交巡警服务平台的相关数据情况Field name Data Type全市路口节点标号 QSLKJDBH Integer路口横坐标 X LKHZB_X Double路口纵坐标 Y LKZZB_Y Integer路口所属区域 LKSSQY Text全市交通路口节点数据发案率(次数) FAL Double路线起点(节点)标号LXQDBH Integer全市交通路口的路线 路线终点(节点)标号LXZDBH Integer交巡警平台编号 JXJPTBH Text全市交巡警平台 交巡警平台位置标号 JXJPTWZBH Integer序号 XH Integer出入市区路口标号 CRSQLKBSH Integer全市区出入口的位置出入 A 区路口标号 CRLKBH_A Integer全市六个城区 QSLCQ Text城区面积(km2) CQMJ Double某市交通数据六城区的基本数据城区人口(万人) CQRK Double注:(1)路口节点的横坐标 X,是在交通网络中的实际横坐标值;(2)路口节点的纵坐标 Y,是在交通网络中的实际纵坐标值;(3)各路口节点的发案率是每个路口平均每天的发生报警案件数量;(4)地图距离和实际距离的比例是 1:100000,即 1 毫米对应 100 米;(5)坐标的长度单位为毫米。1.2 数据预处理第 3 页(共 13 页)在 ArcGIS 中,网络分析主要用来解决两类问题:一类是研究由线状实体以及连接线状实体的点状实体组成的地理网络的结构;一类是研究资源在网络系统中的分配与流动 [4]。在本设计方案中我们所面对是交通网络,使用 ArcGIS 网络分析模块的创建分析图层、查找最佳路线、查找最近的设施、添加网络位置、执行分析并显示结果等相关功能来设计和优化交巡警平台调度方案 [5]。首先,利用已有数据在 ArcMAP 中创建分析图层,将“全市交通路口节点数据”转化为 shapefile 图层文件:“全市交通路口节点.shp”,其次,添加数据“全市交通路口的路线” ,根据“全市交通路口的路线”中的路线起点(节点)标号、路线终点(节点)标号与图层“全市交通路口节点数据.shp”连接,便可以得出路线起点(节点)与路线终点(节点)的纵坐标、横坐标,打开其生成的交通路线起点、终点(节点)标号纵、横坐标属性表,做出符合插件 ET geowizards 格式要求的连线表,将连线表添加到 ArcMAP 中,转化为图层文件,利用 ET geowizards 工具把点转化为线,得出全市交通道路线图,紧接着再制作一个包含字段 ID、路线起点(节点)标号、路线终点(节点)标号的属性表,将得到的全市交通道路线与其连接得出新的图层,再将其路线起点(节点)与路线终点(节点)分别与全市交通路口节点连接,最后再根据交通路口节点所属区对交通路线进行划分,利用字段“所属区”进行分类,便得出全市六城区(注意区间道路) 。添加“全市交巡警平台” ,将其与“全市交通路口节点”连接,以 X、Y 坐标式在图层中显示各交巡警平台,同理再添加“全市区出入口的位置”显示出出入市区的路口标号、出入 A 区的路口标号,如图 1 所示。最后把中心城区A各个属性提取并导出到新图层中,结果如图2 所示。紧接着我们便可以利用 ArcGIS 网络分析模块相关工具针对中心城区 A 进行相关问题的求解。第 4 页(共 13 页)图 1 全市交通网络图注:(1)图中实线表示市区道路;(2)实圆点“ ”表示交叉路口的节点,没有实圆点的交叉线为道路立体相交;(3)圆圈“ ”表示现有交巡警服务平台的设置点;(4)图中不同颜色显示不同区;(5) 代表出入城区的交通路口节点。第 5 页(共 13 页)图 2 中心城区 A 交通网络图2 交巡警平台调度方案设计2.1 对现有平台划分其服务区为中心城区 A 区 20 个交巡警服务平台分配管辖范围,使其在所管辖的范围内出现突发事件时,尽量能在 3 分钟内有交巡警(警车的时速为 60km/h)到达事发地。首先,使用 ArcCatalog 为中心城区 A 区交巡警平台创建网络分析数据集,使用 ArcGIS Network Analyst 中的 New Service Area 为中心城区 A 区各交巡警服务平台分配管辖服务区,使其在所管辖的范围内出现突发事件时,尽量能在 3 分钟内有交巡警(这里警车的时速为 60km/h)到达事发地,得到结果如下图 3。第 6 页(共 13 页)图 3 A 区各交巡警平台服务范围在上一步我们大概确定了各个交巡警服务平台的服务区范围,打开属性表,利用相关属性进行选择,我们可以看出28、29、38、39、61、92 节点在三分钟内没有交巡警能够到达,如下图 4 中 所显示:图 4 未覆盖的路口节点在已确定的各个平台的管辖范围之间有重复之处,如:1 号平台与 19 号平台的管辖范围有所重复,为标号 79、80、18 的路口。1 号平台所需管辖的路口包括 8 个且管辖范围内的发案率相对较高,第 7 页(共 13 页)此时考虑到最优化,我们将 79、80、18 这几个路口划分给 19 号交巡警服务平台。依照发案率和每个平台的工作量这两个标准,对各个平台的服务区范围进行精确的划分。20 个交巡警服务平台可以在3 分钟之内到达的节点数,如表 2:表 2 各交巡警平台 3 分钟内能到达节点数台1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 69 71 72 73 74 75 76 78 79 802 43 70 44 67 683 554 57 58 60 62 1905 49 50 51 52 56 59 53 576 47 597 30 48 328 33 34 469 35 45 4611 26 2713 22 372 2316 36 3717 41 42 4318 80 81 82 83 84 90 91 8519 77 78 79 8020 86 87 88 91 91 892.2 交巡警服务平台调度方案设计对于重大突发事件,需要调度 A 区 20 个交巡警服务平台的警力资源,对进出该区的 13 条交通要道实现快速全封锁。实际中一个平台的警力最多封锁一个路口,设计该区交巡警服务平台警力合理的调度方案。进出中心城区 A 的道路节点为节 点平第 8 页(共 13 页)12、14、16、21、22、23、24、28、29、30、38、48、62(图 5) ,要实现对进出 A 区的这 13 条交通要道快速封锁,在此既要考虑节省交巡警服务平台的资源又要使交巡警在最短时间内能够将 13 个路口进行快速封锁。图 5 进出中心城区 A 的道路节点首先,为出入中心城区 A 路口节点创建网络数据集,利用ArcGIS 网络分析中的 New OD Cost Matrix,寻找一个目标点,我们可以得到所需封锁的 13 个节点与 20 个服务平台之间的分配关系,如下图 6:
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