基于GIS和VBA的边境安全巡逻策略的仿真建模研究
发布时间：2020-12-18 12:13
国土安全对每一个国家来说都很重要,而边境安全是其中极为重要的一方面,一直被政府和公民所关注。边境安全包括陆地、海域以及领空安全。2001年911事件发生后,美国在大部分的入境关口都采取了更加严格的管理和监控。这使得越来越多的试图非法入境者开始转向通过陆地边境进入。然而,由于美国与墨西哥和加拿大的边境线极长,在每一个地方设立关卡显然是不现实的,这就导致更多的责任落到边境巡逻上。为了加强边境安全体系,许多工作已经在这个领域展开。只是,边境沿线道路复杂,而此前关于边境安全的研究大都没有考虑实际的边境地理信息,这使得它们在实际应用中存在着某种程度的不准确性。为了给出一个准确的巡逻模型和解决边境巡逻难题的方案以促进边境安全,对边境巡逻系统的结合地理信息系统(GIS)的仿真建模研究于是显示出其重要性。在本文中,本文的主要目的是通过考虑地理信息的仿真建模研究,在有限的资源条件下提高边境巡逻系统的效率。本文在总结分析边境安全问题,包括相关的政府项目政策和学术研究的基础上,对边境巡逻问题进行了较为深入的研究,主要完成了以下四方面的研究工作:(1)提炼了边境巡逻的主要问题和研究的案例对象。通过对美国边境巡...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１每财年边境巡逻预算??Ｆｉｇ．?３．１?Ｔｈｅ?ｂｕｄｇｅｔ?ｆｏｒ?ｂｏｒｄｅｒ?ｐａｔｒｏｌ?ｐｅｒ?ｙｅａｒ??
在这个模型中，本文主要研究边境巡逻者和非法入侵者的活动过程以??及二者之间的相互作用，最终通过边境巡逻者对非法入侵者的捕获率来衡量系统??的效率。图４．１是巡逻系统仿真模型的基本原理图％。模型中有两种输入：边??境巡逻者和非法入侵者，主要输出是捕获率。本文可以看到，仿真模型作为一个??整体进行工作，本文主要关注输出结果捕获率。??巡逻者?一??—？仿真模型??？捕获率??入侵者?一??图４．１仿真模型基本原理图??Ｆｉｇ．?４．１?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??其次，关于模型中的输入与输出，其定义分别如下：??巡逻者（Ｂｏｒｄｅｒ?ｐａｔｒｏｌｓ）?．？—个巡逻队包含一个到几个士兵，他们共用一辆??巡逻车，负责一个固定的区域。他们沿着该区域的路径网络巡逻边境。如果他们??发现并捕捉入侵者，他们将返回到办公室并将抓住的入侵者移交给办公室人员。??入侵者（Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｏｒｓ）：入侵者是在没有合法许可的情况下试图进入美国的??人。有几种非法入侵：常见的非法入侵者只是想进入美国并在那里谋生；毒贩交??易者入侵指携带毒品进入美国并把它卖掉；恐怖主义入侵指携带武器进入美国并??打算袭击美国。??捕获率（Ｃａｔｃｈｉｎｇ?ｒａｔｉｏ）：被边境巡逻者捕获的入侵者数目占入侵者总数的??比率。??最后，整个仿真研究过程的信息交互可以用图４．２％］直观地表示。??－３０－??
图４．２仿真研究过程的数据交互??Ｆｉｇ．?４．２?ＶＢＡ?ｄａｔａ?ｅｘｃｈａｎｇｅｓ?ｉｎ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??图４．３［？］显示典型的数据信息从Ａｒｅｎａ仿真模型的流入／流出。所有的用户可??变数据（选项，参数等）都包含在模拟工作簿中，Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＸＬＳ。当Ａｒｅｎａ加??载模型文件，Ｍｏｄｅｌ．ＤＯＥ，嵌入的ＶＢＡ代码打开Ｅｘｃｅｌ并且处理包含在模拟工??作簿中的信息。这个数据被用于生成模型的实验框架和动漫显示。从仿真工作簿??中读出的信息被报告在文本文件上，工作簿文本（ｗｏｒｋｂｏｏｋ．ｔｘｔ）提供一个关于??模拟运行是如何构成的记录。如果检测到输入数据错误，一个特殊的报告文件一??信息文本（ｍｅｓｓａｇｅ．ｔｘｔ）也会产生。如果在模拟工作簿中被用户指定好后，仿真??模型将会自动执行。ＶＢＡ可以生成一个特定的详细报告文件，Ｔｒａｃｅ．ＴＸＴ，来支??持模型验证。标准Ａｒｅｎａ报告文件Ｍｏｄｅｌ．ＯＵＴ和数据库Ｍｏｄｅｌ．ＭＤＢ也可以产生??［７０］?〇??｜仿真报告文件：??Ｅｘｃｅｌ?模型文件?工作簿文本??＼?＼??？信息文本??Ｊｋ?Ａ?标准报告文件??＞ｒ?＞ｒ?详细报告文ｆｔ??（二」Ｉ??仿真工作簿?＞］?Ａｒｅｎａ??１??１???＼?＼?Ｉ?：?丨人人?／??“?动画显示???ｙ＿???＞ｊｒ?????ｆ?数据库输出分析器一？／／输＝析??图４．３?Ａｒｅｎａ仿真模型的数据流??Ｆｉｇ．?４．３?Ｄａｔａ?ｆｌｏｗ?ｉｎ?Ａｒｅｎａ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??４．１．２仿真模型的目标区域??南德州是进入美国的关键隘口
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征差异的仿真模型验证及选择方法[J]. 李伟,焦松,陆凌云,杨明. 自动化学报. 2014(10)
[2]基于事件图的离散事件仿真模型并行检验方法[J]. 夏薇,姚益平,慕晓冬,柳林. 软件学报. 2012(06)
[3]ArcGIS结合Excel-VBA在土地平整土方量计算及调配的应用研究[J]. 曲世洁,王子茹. 水利与建筑工程学报. 2011(03)
[4]集装箱港口作业资源配置的分布式仿真优化方法[J]. 金淳,邓玲丽,高鹏. 系统管理学报. 2011(03)
[5]VBA和EXCEL函数结合编程在数据处理中的应用[J]. 鲍祥生,梁兵,周海燕,李鹤永,任红民. 石油工业计算机应用. 2009(04)
[6]VBA对Excel功能扩展的应用[J]. 陈静. 现代计算机(专业版). 2009(02)
[7]基于Arena的仿真优化系统架构设计[J]. 方绍强,卫克,陈伟鹏,赵尚弘. 系统仿真技术. 2008(03)
[8]仿真优化在制造系统中的应用现状及发展趋势[J]. 王国新,宁汝新,王爱民,李海. 系统仿真学报. 2008(01)
[9]基于AE的Shapefile和Excel之间数据转换的方法[J]. 刘蕊,梁虹,冯涛,程满. 计算机工程与设计. 2007(14)
[10]基于eM-Plant的车辆路径问题仿真模型[J]. 李永先,胡祥培,熊英. 系统工程. 2007(06)
博士论文
[1]全球化时代美国非法移民治理研究[D]. 陈积敏.外交学院 2011
[2]RFID在智能海关中的潜在应用与挑战[D]. Siror,Jospeh Kiplagat.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]钢铁企业生产流程的Arena仿真与优化[D]. 陈雅.成都理工大学 2013
[2]基于GIS的物流配送路径规划算法的研究[D]. 苏醒.大连海事大学 2013
[3]GIS结合Excel在土方计算及调配中的应用研究[D]. 曲世洁.大连理工大学 2011
[4]基于动态交通仿真模型的交通信息下路径选择对路网运行状态影响评价[D]. 宋谷长.北京交通大学 2008
[5]基于GIS的列车运行仿真系统研究与设计[D]. 潘金山.西南交通大学 2007
[6]基于GIS与VBA的公路CAD技术应用研究[D]. 王峰.郑州大学 2006
本文编号：2923983
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１每财年边境巡逻预算??Ｆｉｇ．?３．１?Ｔｈｅ?ｂｕｄｇｅｔ?ｆｏｒ?ｂｏｒｄｅｒ?ｐａｔｒｏｌ?ｐｅｒ?ｙｅａｒ??
在这个模型中，本文主要研究边境巡逻者和非法入侵者的活动过程以??及二者之间的相互作用，最终通过边境巡逻者对非法入侵者的捕获率来衡量系统??的效率。图４．１是巡逻系统仿真模型的基本原理图％。模型中有两种输入：边??境巡逻者和非法入侵者，主要输出是捕获率。本文可以看到，仿真模型作为一个??整体进行工作，本文主要关注输出结果捕获率。??巡逻者?一??—？仿真模型??？捕获率??入侵者?一??图４．１仿真模型基本原理图??Ｆｉｇ．?４．１?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??其次，关于模型中的输入与输出，其定义分别如下：??巡逻者（Ｂｏｒｄｅｒ?ｐａｔｒｏｌｓ）?．？—个巡逻队包含一个到几个士兵，他们共用一辆??巡逻车，负责一个固定的区域。他们沿着该区域的路径网络巡逻边境。如果他们??发现并捕捉入侵者，他们将返回到办公室并将抓住的入侵者移交给办公室人员。??入侵者（Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｏｒｓ）：入侵者是在没有合法许可的情况下试图进入美国的??人。有几种非法入侵：常见的非法入侵者只是想进入美国并在那里谋生；毒贩交??易者入侵指携带毒品进入美国并把它卖掉；恐怖主义入侵指携带武器进入美国并??打算袭击美国。??捕获率（Ｃａｔｃｈｉｎｇ?ｒａｔｉｏ）：被边境巡逻者捕获的入侵者数目占入侵者总数的??比率。??最后，整个仿真研究过程的信息交互可以用图４．２％］直观地表示。??－３０－??
图４．２仿真研究过程的数据交互??Ｆｉｇ．?４．２?ＶＢＡ?ｄａｔａ?ｅｘｃｈａｎｇｅｓ?ｉｎ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??图４．３［？］显示典型的数据信息从Ａｒｅｎａ仿真模型的流入／流出。所有的用户可??变数据（选项，参数等）都包含在模拟工作簿中，Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＸＬＳ。当Ａｒｅｎａ加??载模型文件，Ｍｏｄｅｌ．ＤＯＥ，嵌入的ＶＢＡ代码打开Ｅｘｃｅｌ并且处理包含在模拟工??作簿中的信息。这个数据被用于生成模型的实验框架和动漫显示。从仿真工作簿??中读出的信息被报告在文本文件上，工作簿文本（ｗｏｒｋｂｏｏｋ．ｔｘｔ）提供一个关于??模拟运行是如何构成的记录。如果检测到输入数据错误，一个特殊的报告文件一??信息文本（ｍｅｓｓａｇｅ．ｔｘｔ）也会产生。如果在模拟工作簿中被用户指定好后，仿真??模型将会自动执行。ＶＢＡ可以生成一个特定的详细报告文件，Ｔｒａｃｅ．ＴＸＴ，来支??持模型验证。标准Ａｒｅｎａ报告文件Ｍｏｄｅｌ．ＯＵＴ和数据库Ｍｏｄｅｌ．ＭＤＢ也可以产生??［７０］?〇??｜仿真报告文件：??Ｅｘｃｅｌ?模型文件?工作簿文本??＼?＼??？信息文本??Ｊｋ?Ａ?标准报告文件??＞ｒ?＞ｒ?详细报告文ｆｔ??（二」Ｉ??仿真工作簿?＞］?Ａｒｅｎａ??１??１???＼?＼?Ｉ?：?丨人人?／??“?动画显示???ｙ＿???＞ｊｒ?????ｆ?数据库输出分析器一？／／输＝析??图４．３?Ａｒｅｎａ仿真模型的数据流??Ｆｉｇ．?４．３?Ｄａｔａ?ｆｌｏｗ?ｉｎ?Ａｒｅｎａ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??４．１．２仿真模型的目标区域??南德州是进入美国的关键隘口
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征差异的仿真模型验证及选择方法[J]. 李伟,焦松,陆凌云,杨明. 自动化学报. 2014(10)
[2]基于事件图的离散事件仿真模型并行检验方法[J]. 夏薇,姚益平,慕晓冬,柳林. 软件学报. 2012(06)
[3]ArcGIS结合Excel-VBA在土地平整土方量计算及调配的应用研究[J]. 曲世洁,王子茹. 水利与建筑工程学报. 2011(03)
[4]集装箱港口作业资源配置的分布式仿真优化方法[J]. 金淳,邓玲丽,高鹏. 系统管理学报. 2011(03)
[5]VBA和EXCEL函数结合编程在数据处理中的应用[J]. 鲍祥生,梁兵,周海燕,李鹤永,任红民. 石油工业计算机应用. 2009(04)
[6]VBA对Excel功能扩展的应用[J]. 陈静. 现代计算机(专业版). 2009(02)
[7]基于Arena的仿真优化系统架构设计[J]. 方绍强,卫克,陈伟鹏,赵尚弘. 系统仿真技术. 2008(03)
[8]仿真优化在制造系统中的应用现状及发展趋势[J]. 王国新,宁汝新,王爱民,李海. 系统仿真学报. 2008(01)
[9]基于AE的Shapefile和Excel之间数据转换的方法[J]. 刘蕊,梁虹,冯涛,程满. 计算机工程与设计. 2007(14)
[10]基于eM-Plant的车辆路径问题仿真模型[J]. 李永先,胡祥培,熊英. 系统工程. 2007(06)
博士论文
[1]全球化时代美国非法移民治理研究[D]. 陈积敏.外交学院 2011
[2]RFID在智能海关中的潜在应用与挑战[D]. Siror,Jospeh Kiplagat.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]钢铁企业生产流程的Arena仿真与优化[D]. 陈雅.成都理工大学 2013
[2]基于GIS的物流配送路径规划算法的研究[D]. 苏醒.大连海事大学 2013
[3]GIS结合Excel在土方计算及调配中的应用研究[D]. 曲世洁.大连理工大学 2011
[4]基于动态交通仿真模型的交通信息下路径选择对路网运行状态影响评价[D]. 宋谷长.北京交通大学 2008
[5]基于GIS的列车运行仿真系统研究与设计[D]. 潘金山.西南交通大学 2007
[6]基于GIS与VBA的公路CAD技术应用研究[D]. 王峰.郑州大学 2006
本文编号：2923983
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