第四章 測試與分析
4.1 各種到達時間之風險演算法測試
由於A3 演算法的計算隨著網路大小、網路資料不同及出發時間之設定等 各種情形而異，因此本研究採用實測之方式；然而鑒於實際路網之旅行時間 資料取得不易，故利用虛擬路網資料測試。本研究採用Microsoft Visual C++
6.0 編譯器撰寫求解演算法，測試環境配備為 Intel Pentium 4 CPU 2.4GHz，
512MB RAM，以及 Microsoft Windows XP Professional Version 2002 之個人電 腦上執行。
本測試目的主要為探討於演算過程中，跨時段次數對於演算次數之影 響，以及不同時間範圍間距對於演算次數之影響，最後觀察各種到達時間機 率的分佈結果。因此本測試路網之設計方式，首先設定每個節點in-degree 和 out-degree 之個數均介於 1 到 5 個之間，節點個數分為 50、100、200、500、
1000 個共五種層級，且網路上任一節點均可到達迄點，不會有死路之情況發 生。每個層級的網路又依照各節線時間範圍間距不同再分為三種網路，間距 大小依序為2 至 8 分鐘、2 至 15 分鐘以及均固定為 5 分鐘，每種路網各條節 線的最小旅行時間均一致，亦即為所產生的最快之最短路徑會相同；間距2 至8 分鐘的網路旅行時間範圍為 2 至 24 分鐘；間距 2 至 15 分鐘的網路旅行 時間範圍為2 至 37 分鐘；間距固定為 5 分鐘的網路旅行時間範圍為 2 至 21 分鐘；因此總共有15 個網路。
每個網路的情境設定依照選擇路徑之跨時段次數，分別測試兩種不同出 發時間，綜合上述情形，共有30 種不同組合。此外，選擇路徑之設定，採用 在不跨時段之情境下，各網路最快的最短路徑，計算方式則根據本研究提出 的A1 演算法作為演算基礎而得；各時段之區分設定依序為 AM 7：30 至 AM 9：00 為上午尖峰時段，PM 5：30 至 PM 7：30 為下午尖峰時段，其他時間
均則屬於離峰時段。
本研究為測試節線時間範圍間距不同對於演算次數之影響，以及跨越時 段次數對於演算次數之影響。首先，將節點個數為50、100、200、500 之網 路，出發時間設定為AM 11：40 以及 PM 4：40 兩種情境，前者屬於不跨時 段，後者則會跨越時段一次；由於1000 個節點之網路經過節點較多，通常會 至少跨越時段一次，因此出發時間設定為AM 9：00 以及 PM 1：20 兩種情 境，前者跨時段一次，後者則會跨越時段兩次。
本測試的演算過程中，為減少運算次數，且避免不必要的資訊，將不予 紀錄機率值小於千分之ㄧ的時間範圍，或者若有重複的時間範圍，則會將其 可能發生的機率值合併，可有效減少每個節點所需紀錄的時間範圍個數，如 圖4.1 至圖 4.2 所示，隨著網路節點數的增加，最後迄點所需紀錄的時間範圍 個數並沒有顯著的成長。以下圖4.3 到圖 4.7 為各種網路層級測試之演算次數 比較圖，圖4.8 到圖 4.17 為各種網路層級於不同時間出發對於到達時間範圍 之機率分布圖。
9 19 41 10 21 45 14 35 16 37 20 47
76 76
153
0 50 100 150 200
50 100 200 500 1000
時間範圍間距
計算次數
5 2--8 2--15
圖4-1 迄點時間範圍個數比較圖（未跨時段）
77 136
267 213
331
58
172
318 282 191 152
330
531 487
759
0 200 400 600 800
50 100 200 500 1000 時間範圍間距
計算次數
5 2--8 2--15
圖
4-2迄點時間範圍個數比較圖（跨時段）
45 82
194 149
145
530
0 100 200 300 400 500 600
5 2--8 2--15
時間範圍間距
計算次數
未跨時段 跨時段
圖
4-3 50個節點計算次數比較圖
73 131 265
484 427
1192
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
5 2--8 2--15
時間範圍間距
計算次數
未跨時段 跨時段
圖
4-4 100個節點計算次數比較圖
192 424 894
2382
2919
4524
0 1000 2000 3000 4000 5000
5 2--8 2--15
時間範圍間距
計算次數
未跨時段 跨時段
圖
4-5 200個節點計算次數比較圖
308 688 1541 4349
5627
8666
0 2000 4000 6000 8000 10000
5 2--8 2--15
時間範圍間距
計算次數
未跨時段 跨時段
圖
4-6 500個節點計算次數比較圖
674 1577 4504 3431
2262
12860
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
5 2--8 2--15
時間範圍間距
計算次數
跨時段一次 跨時段二次
圖
4-7 1000個節點計算次數比較圖
0
12:09 12:15 12:30 12:45 13:00 13:15 13:30 13:37 時間範圍
12:20 12:30 12:45 13:00 13:15 13:30 13:45 14:00 14:06 時間範圍
機率(%)
5
2--8 2--15
圖
4-10 100個節點網路之各種到達時間機率分布圖（
11：40 出發）
0
18: 23 18: 30 18: 45 19: 00 19: 15 19: 30 19: 45 20: 00 20: 15 20: 30 20: 45 21: 00 21: 15 21: 30 21: 45 22: 00 22: 08
時間範圍
機率 ( % ) 5
2--8 2--15
圖4-13 200 個節點網路之各種到達時間機率分布圖（16：40 出發）
0
11:38 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30
時間範圍
機率(%) 5
2--8 2--15
圖
4-16 1000個節點網路之各種到達時間機率分布圖（
9：00 出發）
0 5 10 15 20 25
16:00 16:30
17:00 17:30
18:00 18:30
19:00 19:30
20:00 20:30
21:00 21:30
22:00 22:30
23:00 23:30
00:00 00:05 時間範圍
機率(%) 5
2--8 2--15
圖4-17 1000 個節點網路之各種到達時間機率分布圖（13：20 出發）
經過實驗驗證，可發現以下五項情況：
1. 每個節點所需紀錄的時間範圍個數並不會隨著網路規模而成指數成長。
主要原因為在演算過程中，已將機率值小於千分之ㄧ的時間範圍不予紀 錄，因此當網路較大時，可刪除許多發生機率過低之情況；此外，當有 重覆之時間範圍，可先將其機率值合併，故當節線時間範圍間距固定時，
實際所需紀錄之時間範圍個數會明顯的減少。
2. 網路節點個數越大，將使得旅行時間範圍極度分散，導致各個時間範圍 之發生機率相對減少，且需越久旅行時間之發生機率都趨近於零；然而 在未跨越時段之情境下，仍會有較明顯的集中時間範圍。
3. 當發生跨越時段的情況，到達時間範圍的分布較不穩定，此乃為測試網 路的節線旅行時間在不同時段差異較大之緣故。
4. 當各節線時間範圍間距差距均固定或範圍較小時，可有效減少運算次數。
5. 未跨越時段之情境下，節線時間範圍間距為 2 到 15 分鐘和固定為 5 分鐘 的網路，所產生的到達時間範圍會較類似。