用高等数学清扫马路
2021-07-11孙伟敬
润·文摘 2021年5期
关键词:规划
孙伟敬

城市道路一年四季都要清扫,怎样才能让市政车辆在完成任务的同时少走重复路线,既高效便捷又节省成本呢?
作为加拿大最大的城市,也是加拿大的经济、文化、交通中心,多伦多市每年的道路清洁花费不菲,自从市政部门尝试着用“中国邮递員问题”规划清洁道路的路线,一年竟节省三百多万加元。
“中国邮递员问题”是一个高等数学问题,它是在1962年由中国数学家管梅谷提出来的,即一个邮递员走遍自己负责投递的每个街道去送信,最后再回到邮政局,最短的路线是哪条?
1973年,加拿大和美国的科学家为研究这个问题联合提出了一个算法,这个算法受到了瑞士数学家欧拉的启发。瑞士数学家欧拉曾提出这样一个数学问题:某地有两个小岛,总共有七座桥连接这两个小岛和附近的陆地,怎样走才能正好经过每座桥一次?
这个问题是不是和一笔画成某种图案的游戏很相似?这种能一笔画成的图形就叫欧拉图。在数学家的眼里,这不仅仅是一个游戏,其中还蕴含了数学问题。经过众多数学家的不断探索,欧拉提出的问题后来发展成了图论和拓扑学。
欧拉经过研究得出如下结论:只有当图形的奇顶点(也就是边的数量是奇数的顶点)的数量等于0或2时,这个图才能被一笔画出。北美科学家在此基础上进一步发现:奇数分叉的路线,即遇到三岔路口或五岔路口,必然要走回头路。
这个研究有什么实用价值呢?我们可以将其应用于清洁城市道路的路线规划上。……
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