城市社区应急避难场所区位配置模型研究

为提高城市社区应急避难场所的应急疏散和避难能力,用数学建模方法确定应急避难场所在社区中的最优选址。依据运筹学中设施区位配置(L-A)模型理论和城市应急避难场所的布局原则,构建城市社区应急避难场所选址模型。借助交互式的线性和通用优化求解器(LINGO)对其求解。利用构建的选址模型及求解方法,评价北京市某社区现状应急避难场所位置的合理性。结果表明,该社区现有应急避难场所位置不合理,理论最优位置应在4号居民楼与下沉广场之间。全面合理的选址模型条件能使最优选址更接近现实需求。     

库区水上应急救助设施选址多目标优化模型

为提高库区水域应急救助设施选址决策的科学性,在深入分析应急救助设施最优选址问题的基础上,引入应急需求点的安全风险权重系数,以应急救助点覆盖半径为约束条件,建立以公平性、时效性和可靠性为核心的应急救助设施选址多目标优化模型;利用多目标粒子群优化算法(MOPSO)进行模型求解,得到Pareto最优解集,运用改进的逼近理想解排序算法(TOPSIS)在Pareto最优解集中权衡筛选出最佳折衷选址方案;将所建模型应用于某库区水上应急救助设施选址问题。结果表明:模型的非劣解能够充分反映选址实例中的公平性、时效性和可靠性间的悖反关系;用MOPSO和TOPSIS算法,能有效求得选址多目标优化模型的最优折衷解。     

化工园区应急避难点选址评估模型应用研究

为建立科学、合理的化工园区应急避难点,通过对园区企业、园区空间布局等方面调研分析,从安全性、可达性、适宜性3个方面构建化工园区应急避难点选址评估指标体系;结合AHP和熵值法的组合赋权法,对指标权重进行赋权,并基于博弈论思想对权重实现差异最小化处理,计算出各指标贡献率;将模型应用于广东省某化工园区避难所的选址问题,并对该化工园区应急避难点选址进行综合评估,提出针对性的园区避难点选址措施。     

基于Arcgis engine和Matlab的避难场所选址系统开发及应用

针对现有避难场所选址需要多种工具配合、操作步骤繁杂和工作量大的问题,开发了基于Arcgis engine和Matlab的避难场所选址系统。通过Arcgis engine实现避难场所选址所需的定制系统界面、空间数据管理、最短路径分析、缓冲区分析和voronoi图分析等GIS功能。通过Matlab构建多目标加权灰靶决策法和熵值权重法模型,实现避难场所选址功能。应用COM组件技术实现Arcgis Engine和matlab的集成。以泉州市中心城区为例,应用该系统进行应急避难场所选址决策分析。结果表明,该系统可以满足泉州市的应急避难场所选址及布局分析需求。     

基于服务效用与备用覆盖的应急避难场所选址优化研究

为提高城市应急服务能力，实现有限资源下应急资源的合理配置，借鉴竞争选址和逐渐覆盖理论，采用改进的引力模型构造效用函数，建立一种基于服务效用与备用覆盖价值最大化的应急避难场所选址优化模型。通过多目标优化NSGA-II算法求解模型，使用TOPSIS法对方案进行评估排序，计算折中解；对广州市番禺区南村镇、东环街道、大龙街道和市桥街道进行实例分析，并与现有应急避难场所布局进行对比分析。结果表明：求解所得选址方案的服务效用相较现有布局有较大提升，满足现有布局下未覆盖的区域的避难需求，提升该地区的避难场所备用覆盖的能力，为设施失效情况下居民的避难提供了保障。     

基于最低人员伤亡的资源优化配置模型研究

城市避难场所是在灾后恢复阶段为居民提供安全避难和基本生活保障的特殊场所,目前对于避难场所资源分配方案多停留在定性规划阶段,缺少科学准确的定量方法.首先从避难场所应急资源配置涉及的主要内容入手,提出了建立应急资源定量分配优化的思路;其次,对分配过程中涉及的可用资源和时间因素进行详细描述,并将各类资源依据其执行的工作进行分类,计算所有原因造成的死亡人数之和,即为模型的目标函数;最后,以最低人员伤亡作为优化目标,建立应急资源动态优化模型,分析计算最优的资源分配方案.     

基于三维风险矩阵的防灾避难场所安全性研究

为提高防灾避难场所的使用效率,对防灾避难场所进行安全性分析。基于风险理论,在可能性和严重性的基础上,引入敏感性因素,建立基于三维风险矩阵的防灾避难场所风险评价模型。通过专家打分及规划实际,建立防灾避难场所风险评价指标体系,运用层次分析法(AHP)计算各指标权重。依据ALARP原则,将场所风险值分为四个等级,为场所安全性评价提供新的方法。     

库区水上应急救助设施多因素P-median选址模型

为提高库区水域的水上应急救助能力和救助设施选址决策的科学性,在深入分析救助设施最优选址问题的基础上,引入应急需求点安全风险权重系数,以应急救助点覆盖半径为约束条件,建立同时考虑救助时间和安全风险的P-median水上应急救助设施选址模型。将所建模型应用于甘肃刘家峡库区水上应急救助设施选址问题,采用免疫算法求解模型,得到应急救助点最优选址方案。结果表明,用免疫算法能有效求得P-median应急救助设施选址模型的最优解。     

基于多目标规划的城市避难场所选址研究

当城市发生重大事故灾害与突发事件时,有效地对人群进行疏散,使之撤离到相对安全的避难场所,是应急救援行动的核心技术问题,是解决城市公共安全问题必须首先面对的重大课题.充分考虑选址问题中的"公平"和"效率"原则,提出了城市避难场所选址的多目标规划模型,并利用建模优化软件LINGO(Linear Interactive and General Optimizer)进行了求解,从而得出避难场所的最佳选址位置.最后,以天津市地震避难场所的选址为例,说明了多目标规划在城市避难场所选址中的应用过程.结果表明,这种方法可以满足选址规划需求,具有一定的现实意义.     

地震灾害应急物流配送系统模型优化方法研究

为合理选择应急物流配送中心地址,提高应急管理能力,基于地震灾害风险评价数据,通过ArcGIS平台形成Voronoi图,可视化表达地震应急准备分区方案并进行应急物流中心预选址;在考虑需求权重情况下,构建应急物流配送中心优化选址模型,通过LINGO软件编程求解得出基于震灾应急准备分区的应急物流配送中心选址方案,并以A市为例,通过与传统行政区划建设方案进行对比,验证本文选址方案的有效性。研究结果表明：本文选址优化模型综合考虑各方面因素,使服务里程总量减少31.39%,单位服务量提高30.61%,验证选址方案的配送效率与公平性。     

基于置信规则的村镇应急避难场所暴雨灾害链风险诊断*

为解决村镇应急避难场所面临暴雨灾害时的风险问题,基于故障树和置信规则库推理方法,提出暴雨灾害链和村镇应急避难场所功能破坏链相结合的场所避难功能失效风险诊断模型。根据事故致因理论推理灾害节点变量,通过故障树描述灾害链,运用关联规则从历史灾害数据中挖掘规则,建立置信规则库系统,构建村镇应急避难场所功能失效风险诊断模型,并以四川省某寄宿制学校为例进行模型验证。研究结果表明:该模型可实现不同证据组合下村镇应急避难场所功能失效风险的诊断推理;实例的模型诊断结果与实际情况吻合,证实该模型能够科学地诊断村镇应急避难场所面临暴雨等恶劣自然条件时存在的风险,可为村镇应急避难场所规划设计和应急管理提供理论支撑。     

地区性城市群公共安全多灾种综合风险评估研究*

为掌握地区性城市群风险态势,制定风险防控规划,通过综合考虑社会经济基础、历史灾情、灾害链效应、防灾减灾及城际协同救援等因素,构建城市群多灾种综合风险评估模型,以呼包鄂城市群为研究对象开展综合风险评估。结果表明:呼包鄂城市群综合风险处于中低水平,未来需继续加强对洪涝灾害、旱灾、交通事故和矿山安全事故等风险的防范,建立健全各市辖区应急疏散、应急避难管理机制,提高各城市协同救援能力。     

考虑公众选择偏好的应急避难安置双阶段选址-分配模型

为使开放避难场所符合公众自行避难的实际情况,借鉴Huff模型量化公众选择行为,构建双阶段选址-分配模型,第1阶段确定开放避难场所位置,第2阶段将溢出容量的灾民二次分配到有剩余容量的避难场所,并利用改进粒子群算法进行求解。研究结果表明：双阶段选址-分配模型能够实现同一需求点灾民前往不同避难场所的过程,管理者干预政策能够使服务人数大幅度增加,避免资源浪费、灾民流离失所且二次分配情况主要依赖于第1阶段的结果。研究结果可为管理部门规划应急避难场所提供参考。     

京津冀一体化的地震灾害应急准备分区*

为研究京津冀地区地震灾害应急准备分区问题,针对京津冀地区地震灾害风险及应对特点,构建地震应急准备选址评价指标体系,设计Jenks-AHP方法计算京津冀地区13个城市应急准备选址优先度,基于运筹学经典LP模型,运用数学规划、GIS系统V图及缓冲区分析技术,给出京津冀地震应急准备分区的3种优选方案。结果表明:在应急覆盖面积最大和应急响应时间最短的目标规划下,2个分区应选择以北京、石家庄为应急中心的区划为最优方案;3个分区应选择以北京、天津、石家庄为救援中心的区划为最优方案;4个分区应选择以北京、天津、石家庄和唐山为救援中心的区划为最优方案。研究结果可为京津冀3地打破行政区划壁垒,开展一体化应急准备体系规划和应急资源储备布局提供决策参考。     

基于投影寻踪技术的洪水灾情综合评价

洪水灾情评价结果对救灾和援灾决策有重要指导意义。实际灾情评价中,单项指标的评价结果往往是不相容的,而多指标综合评价的重点在于模型指标权重的获取。将投影寻踪技术用于洪水灾情评价中,并将决策者的偏好添加到模型中,建立一个能在专家对某个(些)指标偏好干预下寻求客观权重的灾情综合评价模型,并研究模型的优化问题。结果表明,在多指标评价中,投影寻踪技术是一种能根据样本数据进行综合评价的客观方法,并能兼顾决策者对某个(些)指标的偏好。     

区块链与端边云技术赋能城市应急预警系统*

为解决现有城市应急预警系统（urban emergency early-warning system,UEES）存在的缺乏设备身份认证、数据共享性差、数据传输处理效率低、区域性智能自治能力不足等问题,根据区块链与端边云技术特点和现有系统的业务需求,提出区块链与端边云技术相融合的城市应急预警系统（UEES integrating blockchain and end-to-end cloud technology,UEES-BE）框架;对该框架存在的边缘节点认证与数据共享、区块链与边缘智能、边云协同分类分级分布式存储3个关键问题进行探讨;以城市内涝灾害预警为例,将区块链与端边云技术与城市内涝灾害预警系统业务相结合,提出4点优化建议。结果表明:区块链和端边云技术理论上可实现城市灾害安全、共享、实时、智能的预警,对构建城市应急预警系统具有指导意义。     

武汉市轨道交通线网应急救援站选址研究

城市轨道交通线网对城市的发展起着重要作用,针对城市轨道交通网络化运营以及突发事件的相关特点,结合复杂网络的相关理论,利用Pajek软件进行网络中心性分析,同时考虑到空间、成本、救援3个约束条件,建立“P-中心应急救援站选址模型”,使轨道交通线网中最大应急救援距离最小,同时防护到网络中所有的需求站点;利用遗传算法进行编程计算和模型求解,以得到最优结果;以武汉市轨道交通线网为例进行应急救援站选址研究,得到12个应急救援站的最佳布置方案,最后通过线网脆弱性对比分析验证了该方案的脆弱性最小,说明选址方案可靠。     

基于AHP-熵权法的城市燃气管道风险评价*

为全面、客观地评价城市燃气管道风险,提出1种基于AHP-熵权法的城市燃气管道风险评价模型。该模型基于风险评价理论,结合管道失效可能性与后果严重性,构建包含105个评价底因素的城市燃气管道风险评价指标体系。针对城市燃气管道风险因素的复杂性和模糊性,引入模糊数学思想和方法,结合AHP和熵权法确定评价指标的综合权重,再运用模糊综合评价法和风险分析矩阵评估燃气管道风险等级。结果表明:该评价模型风险评价结果与实际情况相符,可为城市燃气管道风险预警与管理提供依据。     

基于改进飞蛾扑火算法的应急资源调度研究*

为解决多灾害点应急资源调度问题,构建不同路况下运输消耗成本最低、装车时间最少的多目标应急资源调度模型,基于双自适应因子改进飞蛾扑火算法,克服传统飞蛾扑火算法存在的局部最优而早熟收敛、种群多样性低而全局寻优性能差的问题,提高算法的寻优性能和求解精度,并求解应急资源调度问题,获得各灾害点高效应急资源配置方案。研究结果表明:与经典飞蛾扑火优化（MFO）算法以及基于Levy飞行的飞蛾扑火优化（LMFO）算法相比,基于双自适应因子的改进MFO（DAMFO）算法模型求解精度更高,研究结果可为制定合理高效的应急资源调度方案提供依据。     

基于SPA-VFRM的城市要害系统综合应急能力研究

为反映城市要害系统综合应急能力的发展现状及过程,在分析城市要害设施系统构成与面临的主要灾害类型基础上,提出从充分性、精确性、抵御性和及时性4个维度评价应急能力的思路,建立城市要害系统综合应急能力评估指标体系,并应用层次分析法与变异系数法确定指标综合权重,结合集对分析（SPA）与可变模糊识别模型（VFRM）构建城市要害系统综合应急能力的评价模型;运用该模型实证分析某市要害系统综合应急能力发展现状。实证表明:该市要害系统综合应急能力呈现“波浪式升高”的动态发展趋势,灾害抵御能力是构成综合应急能力的主要方面;3种方法的评价结果排序基本一致,表明该模型的评估结果稳健、可靠,能够有效反映城市要害系统综合应急能力发展情况。