數(shù)學(xué)方法在高速公路管理中的應(yīng)用

苑明洋

摘要：數(shù)學(xué)方法是高速公路管理的重要研究方法，沒有數(shù)學(xué)方法的引入，高速公路管理根本不能發(fā)展。數(shù)學(xué)方法在高速公路管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在量的關(guān)系、量的變化、量的變化關(guān)系、量的關(guān)系的變化等，都少不了數(shù)學(xué)。離散數(shù)學(xué)、布爾代數(shù)、數(shù)論、集合論、圖論、組合分析等數(shù)學(xué)方法的引入，使高速公路管理更趨于完善。尤其后來(lái)計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)學(xué)在高速公路管理中的作用更為廣泛。數(shù)學(xué)方法的引入極大地促進(jìn)了高速公路管理的研究和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)方法；數(shù)學(xué)模型；高速公路管理

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.25.090

隨著社會(huì)的進(jìn)步，在高速公路管理同樣需要各種新的方式和方法加以豐富，進(jìn)而來(lái)解釋、解決不斷涌現(xiàn)出來(lái)的問題與挑戰(zhàn)。尤其是數(shù)學(xué)方法在管理學(xué)中的地位與作用愈發(fā)的無(wú)可替代?，F(xiàn)實(shí)的高速公路管理中要面對(duì)大量的數(shù)據(jù)、記錄，而現(xiàn)代管理最具說(shuō)服力的也是用數(shù)字說(shuō)話。在高速公路管理中使用最多的數(shù)學(xué)方法是統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)以及數(shù)學(xué)模型，從而使用量化來(lái)分析和說(shuō)明成為可能。

1數(shù)學(xué)方法在高速公路管理中的應(yīng)用范圍

（1）高速公路開始運(yùn)營(yíng)以來(lái)，各部門產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如年度收費(fèi)數(shù)額，各種車型車流量情況，綠色通道車輛免費(fèi)情況，集裝箱車輛減免情況等等，這些數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)久保留，準(zhǔn)確的記錄了某一段時(shí)間的車輛通行、所繳費(fèi)額及高速公路管理情況。這樣我們就可以通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)、優(yōu)化、評(píng)價(jià)管理。

①合理預(yù)測(cè)。

可以通過研究歷年來(lái)某收費(fèi)站年度收費(fèi)額和車流量的變化趨勢(shì)，估算出下一年度收費(fèi)總額及車流量總數(shù)。通過歷年研究某時(shí)間段、某路段擁堵情況預(yù)測(cè)未來(lái)某時(shí)間段的車流量情況從而提前啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

從圖中可以看出車流量在早8點(diǎn)開始直線上升，到16-18點(diǎn)達(dá)到最高峰，峰值可達(dá)1030臺(tái)次，其概念就是說(shuō)在兩個(gè)小時(shí)120分鐘內(nèi)要通過1030臺(tái)車輛，通過使用數(shù)學(xué)中常用的波峰圖即可直觀地作出分析，適當(dāng)調(diào)整人員配置，采取相應(yīng)措施，從而解決擁堵問題。

②優(yōu)化。

在高速公路管理的優(yōu)化中，主要用到三種數(shù)學(xué)方法，統(tǒng)計(jì)概率方法、邊際分析方法、運(yùn)籌學(xué)等，隨著運(yùn)營(yíng)環(huán)境的復(fù)雜多樣化，信息的作用逐漸已經(jīng)成為各單位取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的制勝法寶。

③評(píng)價(jià)。

一般的評(píng)價(jià)法采用定性或定量。而定性又是以定量為基礎(chǔ)的。高速公路管理的評(píng)價(jià)一般涉及到收費(fèi)的排名，工作效率，司乘滿意度等，在運(yùn)營(yíng)過程中積累的大量數(shù)據(jù)是通過各種數(shù)學(xué)方法量化值來(lái)評(píng)價(jià)的。

（2）高速公路管理的具體含義。

①高速公路管理是一種高速公路管理人員有意識(shí)，有目的的活動(dòng)，它服務(wù)并服從于高速公路組織目標(biāo)。

②高速公路管理是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的活動(dòng)過程，實(shí)現(xiàn)高速公路組織目標(biāo)的過程，就是高速公路管理人員執(zhí)行計(jì)劃組織領(lǐng)導(dǎo)控制等職能的過程。由于這一系列職能之間是相互關(guān)聯(lián)的，從而使得高速公路管理過程體現(xiàn)為活動(dòng)過程的連續(xù)性。

③高速公路管理是一種發(fā)生在高速公路上的，在開放的情況下，處于多變的環(huán)境中，復(fù)雜的環(huán)境成為主導(dǎo)組高速公路管理生存與發(fā)展的要素。

2數(shù)學(xué)方法在高速公路管理中應(yīng)用的發(fā)展階段

數(shù)學(xué)方法的使用對(duì)于高速公路管理的發(fā)展具有相當(dāng)直接的影響。首先，這是因?yàn)閿?shù)學(xué)方法提供了科學(xué)語(yǔ)言最合適的規(guī)范化方法。科學(xué)語(yǔ)言廣泛地直接用數(shù)學(xué)手段來(lái)描述各種研究對(duì)象。數(shù)學(xué)也是高速公路管理的重要組成部分。其次，高速公路管理中的許多問題，是和收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和利用相關(guān)的，都是最大限度的被規(guī)范化的。這些被規(guī)范化的部分對(duì)于具體的收費(fèi)系統(tǒng)是不變的。高速公路管理的許多問題是對(duì)被規(guī)范的部分進(jìn)行純粹的代數(shù)（邏輯）運(yùn)算。這說(shuō)明，對(duì)信息的組成因素進(jìn)行規(guī)范化和有序化，正是高速公路管理運(yùn)用數(shù)學(xué)的基本出發(fā)點(diǎn)。

在高速公路管理中數(shù)學(xué)的應(yīng)用可以分為三個(gè)階段：

（1）對(duì)收費(fèi)、養(yǎng)護(hù)或通信所積累數(shù)據(jù)的純數(shù)學(xué)加工。

（2）建立基于高速公路管理方面的數(shù)學(xué)模型。

（3）形成完整的高速公路管理理論體系。

目前高速公路管理的應(yīng)用還處于第一階段，第二階段的工作正在向前推進(jìn)。

第一階段的工作起始于大量的原始數(shù)據(jù)，第二階段的工作是以第一階段的工作為基礎(chǔ)，建立各自領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型，目前在高速公路管理中使用最多的是概率模型。

尚須進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)研究。著名的布拉德福定律恰恰就闡述了管理學(xué)中數(shù)學(xué)應(yīng)用的第一階段和第二階段的過程和方法，這將為高速公路管理數(shù)學(xué)化的研究提供一條可遵循的思維途徑。布拉德福定律是由英國(guó)著名文獻(xiàn)學(xué)家S.C.Bradford于20世紀(jì)30年代提出的描述文獻(xiàn)分散規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)定律。

3數(shù)學(xué)方法對(duì)高速公路管理的重要作用

（1）通過上述論述可以看到，高速公路管理與數(shù)學(xué)之間存在密切聯(lián)系。一方面，數(shù)學(xué)方法是高速公路管理的理論支撐之一，高速公路管理研究需要多學(xué)科的理論支撐，對(duì)數(shù)學(xué)方法有必要研究、總結(jié)、選擇以便充實(shí)、深化高速公路管理研究，而且，當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息化的推進(jìn)，對(duì)高速公路管理及提供的相關(guān)服務(wù)要求越來(lái)越高。高速公路管理要研究來(lái)往司乘的需要，就要以數(shù)學(xué)方法的結(jié)果為依據(jù)，因?yàn)殛P(guān)于來(lái)往司乘行為心理規(guī)律的相關(guān)科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)正是數(shù)學(xué)方法的重要研究對(duì)象。

（2）而另一方面，高速公路管理研是數(shù)學(xué)方法的研究對(duì)象之一，是數(shù)學(xué)方法理論與方法完善與改進(jìn)的源泉之一，數(shù)學(xué)方法可以充分利用高速公路管理所擁有的海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)深層次的研究。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，可以看到：高速公路管理的發(fā)展是離不開數(shù)學(xué)方法的，而數(shù)學(xué)方法在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用也需要以高速公路管理為研究對(duì)象，從而形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論。二者不斷得到相互補(bǔ)充、借鑒，使其在互動(dòng)中得到完善與發(fā)展。即高速公路管理研究可以且應(yīng)該用數(shù)學(xué)方法來(lái)深化和加強(qiáng)，反過來(lái)，數(shù)學(xué)方法亦可以也應(yīng)該通過高速公路管理研究逐步得到提高與完善。