二級公路交通事故應急救援的最佳路徑選擇

劉曉華

摘 要：相對于中、小城市，二級公路的數量遠遠超過高速公路及市政道路的規模，它是連接市區與縣（鄉）、縣與縣、縣（鄉）與區之間的必要通道，此類公路不設收費站，不封閉，沒有中央隔離帶，存在著更多的交通事故隱患。該文以二級公路交通事故應急救援為研究對象，從突發性公共事件救援的特征和實際情況出發，結合事故應急救援路徑選擇的實際特點，應用基本蟻群系統模型理論為基礎，探討了二級公路交通事故應急救援的最佳路徑。

關鍵詞：二級公路 突發性事件 應急救援 蟻群算法

中圖分類號：U491.59 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0053-01

在中、小城市中，二級公路起著舉足輕重的作用。它是連接縣（鄉）、縣與縣、縣（鄉）與區之間的重要通道，在運載能力上都發揮著重要的作用。近年來，由于二級公路上取消了收費系統，交通管制也只限于部分路段，車流輛逐年增加，道路上車輛種類繁多，貨運大車、拖拉機、摩托車、電動車等都可以在此類道路上行駛，再加上行人隨時橫穿道路，無疑加大了在此類公路上交通事故發生的概率。

我國目前公路交通檢測技術的發展水平低，公路交通信息的檢測器布設還不夠全面。在交通緊急救援中，難以實時完整的掌握道路交通運行狀態，減少救援車輛的在途時間，提高救援效率，降低由于事故造成的人民生命和財產損失。如果公路上交通事故長時間未能得到清除，隨著道路上交通密度的持續增加，公路上各路段的擁擠度將加大，使車輛通行時間增加，而通行時間的增加使得救援車輛的趕赴救援現場的行程時間延長，使事故的影響加大。因此，最優路徑選擇問題成了緊急救援的關鍵。

1 應急救援中的路徑選擇

車輛路徑選擇是對一系列出發點和需求點，選擇適當的行車路線，在滿足一定的約束條件的情況下，達到一定的優化目標（如路程最短、費用極小、時間盡量少等）。應急救援車輛路徑選擇是在盡可能短的時間里把救援設備與救援人員運送到交通事故現場，盡最大可能的滿足所有需求，不惜運費。路徑選擇問題主要由兩個方面組成：交通網絡圖的建立和最短路徑算法。在道路系統中，通常將各路段視為交通網絡圖的邊。將路段交叉口視為交通網絡圖結點集合的主要組成部分，路徑選擇的出發、目標點是交通網絡圖的關鍵頂點。

針對應急救援系統中求最短路徑問題，需要先將交通網絡抽象為一個權值為正值的車輛路徑問題，給出了預測路段權重變化趨勢的模型。應急救援指揮調度系統接到公路交通事故報警后，根據事故的嚴重情況，判斷公路是否會產生交通擁堵路徑規劃的目標是使救援車輛能夠從某個位置移動到事故點，同時盡可能的避開交通擁堵并是車輛總行駛時間最小。問題空間能夠通過抽象交叉口為節點來定位車輛位置，這些節點通過抽象為弧段的路段連接成網絡。每個弧段都有相關聯的權重，該文表示為車輛行駛時間。交通阻抗由路段上的阻抗和節點處的阻抗組成兩部分。節點處的阻抗，因是在二級公路上的緊急救援，不受紅燈、禁拐影響，在這里不加考慮。只考慮路段上的阻抗，車輛在公路路段上所需行走時間是隨著該路段上交通流量的增加而增加，其行走時間與交通流量的關系可表達為：tij=f（）。式中，tij表示通過路段ij所需的時間；表示路段ij上通過的交通流量。

2 基于蟻群算法在道路救援中最佳路徑的研究

蟻群算法是生物學家通過對螞蟻長期的觀察研究發現：螞蟻通過自身分泌的信息素相互交換路徑信息，經過一段的時間， 某一條路徑上經過的螞蟻越多，留下的信息素濃度越大，會吸引更多的螞蟻選擇這條路徑，而留下更多的信息素，其他路徑上的信息素又會隨著時間而消除，螞蟻通過信息素最終能找到食物與窩之間最短的路徑。在交通網絡路徑選擇中，從出發點到目的地點，經過路徑規劃后，可以借鑒蟻群算法的原理也能找到最合理的或是滿足不同要求的車輛行駛最佳路徑。

在交通路線中每一個交叉路口抽象為一個節點，從救助出發點到現場事故點所有的交通路線形成的網絡做為研究平臺。每一個交叉路口的節點，用A表示，節點的集合A={，，2…，n}，0為車輛救援的起點。D為路段的集合，D={（，）}，，A，起點和終點（，）與之相對應。因此，若有一次救援任務，救援車輛從點出發，要用最短的時間經過部分節點到達事故終點。根據上述對救援問題的描述和分析，建立二級公路救援路徑的模型。

在路網規劃最佳路徑選擇中，假設共有m輛車輛，從救援點A到事故點B，把從救援點A出發的車輛進行分組；假設第n輛車到達了節點C，C點為除事故點B的任意節點，則根據節點C的信息素表中的最大概率值來決定下一個節點D的選擇；通過更新所有路段上的信息表，得到新的信息表，用來讓后面的車輛決定下個節點；檢查變量n，n≥m時，路徑選擇結束。

3 結語

交通事件中救援車輛趕赴事件現場所花費的時間在整個事件周期中占有重要的比重，減少救援車輛行程時間對減少事件所導致的損失有重要意義。國內交通安全領域的學者對交通應急救援的研究重點仍在緊急救援機制、組織和總體框架的設計上，缺乏針對二級公路這一特定類型交通的緊急救援路徑選擇的研究。用蟻群法進行應急救援車輛路徑選擇，對提高事故救援效率、縮短救援時間有著重要的影響。

參考文獻

[1] 公安部和衛生部《關于建立交通事故快速搶救機制的通知》[J].道路交通管理，2002（2）：46-47.

[2] 沈海洲，關函非.緊急救援車輛實行行程時間研究[J].交通與運輸，2007（7）：42-44.

[3] 段海濱.蟻群算法原理及其應用[M].北京：科學出版社，2007：24-29.