計(jì)算機(jī)模擬方法解決停車策略問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)

戴勇 任予菲

隨著時(shí)代發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬被越來(lái)越廣泛地運(yùn)用在工業(yè)、航天等領(lǐng)域。為了初步體現(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬方法的實(shí)現(xiàn)，文章引入了停車策略的選擇問(wèn)題，用計(jì)算機(jī)模擬尋找最佳停車策略，該問(wèn)題描述如下：

開車去人流集中的地方停車，策略的選擇是往往是十分困難的。假設(shè)停車場(chǎng)是一維的，車位大小與間距均相同，根據(jù)停車經(jīng)驗(yàn)，有3種策略可供選擇：

看到第一個(gè)空位，便停進(jìn)去?？赡軙?huì)花費(fèi)更多的步行時(shí)間;

一直開到左端終點(diǎn)，若無(wú)空位就折返尋找最近的空位停車?？赡軙?huì)花費(fèi)更多的停車時(shí)間和步行時(shí)間，也有可能在左端附近找到空位，時(shí)間成本大大縮短;

第一次看到有連續(xù)2個(gè)空位時(shí)停下，若開到最左端仍沒(méi)有滿足，則折返尋找最近空位。

如何選擇最佳策略呢？我們使用計(jì)算機(jī)模擬，通過(guò)大量的模擬結(jié)果，在一定的誤差范圍內(nèi)得到一個(gè)比較精確的解。

首先，我們假設(shè)一些符號(hào)：停車場(chǎng)的長(zhǎng)度L，停車位數(shù)量n，停車位空閑的概率p，車輛行駛速度v1，司機(jī)步行速度v2。根據(jù)實(shí)際生活，我們?cè)O(shè)定停車位的寬度? ?為2.5 m/s，通過(guò)停車道的平均速度為7 m/s，司機(jī)平均步行速度為1.39 m/s。

其次，假設(shè)車輛使用第k個(gè)空閑停車位，其中：

建立一個(gè)長(zhǎng)度為n的停車位狀態(tài)數(shù)組集合M來(lái)表示停車場(chǎng)的空位情況：

M=（…0，1，0，1…）? ? ? ? ? ?（4）

其中，M[i]=1表示第i個(gè)車位有車，M[i]=0表示第i個(gè)車位無(wú)車。

為了對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行模擬，我們建立等概率模型，給定以下4組條件，建立4個(gè)模擬停車場(chǎng)，如下：

停車場(chǎng)1：p=0.3，n=100;停車場(chǎng)2：p=0.3，n=200;

停車場(chǎng)3：p=0.6，n=100;停車場(chǎng)4：p=0.6，n=200。

最后，我們用MATLAB軟件將停車過(guò)程分別按照三種策略獨(dú)立模擬100次，將時(shí)間折線圖作在坐標(biāo)圖中，結(jié)果如下。

由以上模擬結(jié)果可知，策略1在4組條件下的模擬中時(shí)間均為最大，所以認(rèn)為策略1效果最差;在4組模擬結(jié)果中，對(duì)比策略2和3，可以明顯看到策略3的波動(dòng)大于策略2，在停車場(chǎng)1和2中這種波動(dòng)最為明顯，且時(shí)間普遍高于策略2。綜上所述：停車策略2最好，其次是策略3，策略1最差。

可以看到，計(jì)算機(jī)模擬很好地解決了停車場(chǎng)停車策略的問(wèn)題，那么這個(gè)結(jié)果是否就一定準(zhǔn)確呢？答案是否定的。因?yàn)橛?jì)算機(jī)模擬是一種隨機(jī)過(guò)程，隨機(jī)過(guò)程的因素是不確定的，所以結(jié)果會(huì)存在一定的誤差，對(duì)于這種誤差我們無(wú)法避免，但是可以減小。對(duì)于停車策略，如果我們想得到更加精確的解，可以增加停車場(chǎng)的個(gè)數(shù)以及停車過(guò)程模擬的次數(shù)。

計(jì)算機(jī)模擬在實(shí)際生產(chǎn)生活中運(yùn)用還有很多，還可以運(yùn)用在工廠生產(chǎn)的模擬、股價(jià)的變化模擬和城市交通狀況的模擬等等。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬所得到的結(jié)果，可以指導(dǎo)我們的生產(chǎn)生活、日常出行以及高端科研項(xiàng)目，從現(xiàn)實(shí)意義上改變我們的生活，便利我們的日常。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：戴勇（1999—），重慶人，本科，現(xiàn)就讀于重慶工程學(xué)院，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)方向;任予菲（2001—）四川營(yíng)山人，本科，現(xiàn)就讀于重慶工程學(xué)院，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)方向。