考虑灾民心理的应急设施选址配送问题研究

为提高应急救援效率,结合震后灾民对应急物资的需求的特征,及包含中转设施的应急物资两级调配的特点,提出了一种满意度函数来衡量灾民心理。以灾民感知的满意度最大和系统总成本最小为目标,并结合两级配送网路中应急配送中心的选址问题,建立考虑多物资、多级配送、多模式运输的应急物资配送方案优化模型。利用基于实数编码的遗传算法对模型进行求解,并以汶川地震中的有关数据为例,验证了模型和算法的有效性和可行性。     

基于多元统计分析的火灾灾后抢险物资配送模型研究

传统物资配送方法存在配送物资效率低、配送成本高等缺点,为了及时确定抢险物资应急救援路线,向火灾受灾点快速配送抢险物资,提出基于多元统计分析的火灾灾后抢险物资配送模型。建模时采用多元统计分析法分析火灾受灾点救援需求和配送路线连通随机性,以及救援出发点对受灾点的最大覆盖范围的限制,利用加权贝叶斯算法将物资配送多目标规划问题转变成单目标规划问题,建立抢险物资配送单目标规划模型;运用遗传算法对模型求解,并采用惩罚函数处理模型中的约束条件,实现物资在受灾点之间均衡分配。     

面向地震灾情时序变化的应急救援物资需求动态预测研究

对应急救援物资需求进行高效、精准的动态预测,是保障受灾群众基本生活、提高灾害应急救助效率的重要技术保障,也是灾害科学研究领域的热点问题。在深入分析地震应急救援及物资需求特点的基础上,提出了"基于时序变化的救灾物资需求预测模型",针对受灾人口的年龄分布对物资需求量的影响进行分析,建立向量模型来描述人口结构对生活类救援物资的影响。综合考虑受灾群众的心理和家庭观念等因素,分析了"不考虑家庭规模"、"典型农村留守人员组成的家庭为主体"、"普通三口之家为主体"等家庭组成,对三种情境下的应急救援物资需求进行了模拟。通过分析生活类物资和取暖御寒类物资的需求变化与受灾人口的变化之间的关系。最后通过实际案例,证明了针对饮用水和帐篷等救援物资动态需求预测模型的合理性。     

一种基于物联网的地震救援辅助系统

地震发生后,地震现场公共通信设施往往会遭到严重损坏,导致灾区救援人员和地震救援指挥中心之间无法实时地进行网络通信,救援现场的物资需求信息无法及时地送达到指挥中心,影响救援的效率。对此,地震救援现场可以搭建如Zigbee,WCDMA等各种应急无线通信网络,救援人员运用救援手持终端将物资需求通过上述网络发送到指挥中心的应急局域网中,从而构建了一种基于物联网架构的地震救援辅助系统,为指挥中心的科学救援提供实时的物资需求数据。通过测试,该系统可以保证救援数据的实时快速传输,提高应急救援的效率。     

基于家庭决策的震后应急庇护物需求研究

确定应急庇护物的需求人数是抗震救灾工作中的重要一环。基于较为成熟的家庭决策模拟分析,综合考虑工程因素与家庭社会经济属性因素,提出适应我国国情的震后应急庇护物需求模型。通过易损性指数对震后建筑物进行损伤评估后,该模型在分析过程中以单个家庭作为基本单位,采用多因素合理指标来量化居民离开住所意愿和应急庇护物需求意愿,并通过相关资料统计和专家调查方法对各影响因素及其子因素进行参数赋值,从而建立相应计算公式,进而通过课题组所开发的中国地震灾害损失评估系统软件(CEDLAS),分析获得了西安市灞桥区的应急庇护物需求人数预测数据。提出的理论方法可为政府震前避难场所规划及物资准备与震后避难人员安置及物资发放提供理论依据。     

非常规突发事件救援物资输送的路径优化研究

鉴于非常规突发事件的突发性和不可预测性,为保证救援的有效性,需要及时确定应急救援路径,以最短的时间将足量的救援物资送到事故点。根据事故的严重程度不同,需要不同数量的救援物资。由于救援点的救援物资数量有限,当非常规突发事件灾害性强时,一个救援点无法满足事故点的物资需求,则要求多个临近救援点同时参与输送救援物资的任务。该文主要研究在实时/时变的复杂道路状况下,非常规突发事件发生后多救援点实施的应急救援物资输送的路径优化问题,通过改进遗传算法实现动态路径调整达到求解最短路的目的,实现了应急救援物资路径动态优化,为救援团队提供准确、及时、可视化的救援方案,提升救援效率。     

基于图层拼接的震后多发点救灾路线优化算法

提出了一种在尽量挖掘震后实际交通网络潜力的基础上,建立包括空运、水运、铁路运输和各等级公路的公路运输在内的图层拼接震后交通图的新方法。在构造震后交通图的过程中,搜索能为灾区提供某类救援物资(救援队伍)的诸多地点。提出了一种多发点情况下地震救灾路径的优化算法——逐次逼近法。     

基于系统动力学的震后救援药品动态需求研究

地震灾害严重威胁社会经济发展和人民生命财产安全,震后救援药品动态需求研究对提高救援效率,挽救人民生命至关重要。建筑物倒塌压埋是造成震后人员受伤的主要原因,因此从震后建筑物倒塌救援过程入手,运用系统动力学方法建立了震后建筑物倒塌救援因果关系模型与震后建筑物倒塌救援流量存量图,主要考虑了建筑物倒塌压埋、地震救援投入、医疗投入等因素对伤员人数的影响。运用Vensim软件对流图进行编程仿真,得出伤员随时间的数量变化,根据救援药品日剂量得到各救援药品的需求量,从而辅助震后救援药品的动态需求决策。     

基于强化学习布谷鸟搜索算法的应急无人机路径规划

无人机可以在灾后救援中分析灾情,搜寻人员,提高救援的效率。为保证无人机在受灾区域的飞行安全,建立了较为全面的路径模型并提出了高效的求解算法：考虑路径长度、风险成本、高度成本和平滑程度四个指标,建立应急无人机路径规划模型;提出一种基于强化学习的布谷鸟搜索算法对模型求解。实验结果表明：提出的模型和算法能够更加有效地解决应急场景下的无人机路径规划问题,提升无人机在受灾区域飞行的安全性,为应急管理决策者规划出高质量的无人机救援路线。     

地震紧急救援区域优先度判定模型研究

震后如何快速获取灾情,判定救灾重点区域,部署救援力量是减少人员伤亡的重要途径。根据历史地震应急处置案例,列举了地震紧急救援区域优先度判定应当考虑的主要指标,设计调查问卷,采用德尔菲法筛选了主要影响因子及其权重系数,构建了地震紧急救援区域优先度判定模型。以汶川8.0级地震为例对模型进行了验证分析,模拟计算结果表明,紧急救援优先区域与实际救援重点区域吻合,验证了模型可靠性和实用性,为地震应急救援力量的调配提供了一定理论依据和技术支撑。     

考虑震后道路抢修的多目标应急调度模型∗

为保证救援物资及时、合理地配送至受灾区，将道路抢修情况纳入应急调度优化问题中，引出可变路网结构的概念，基于此情形，考虑受损路段抢修及抢修时间，对车辆运输时间进行修正；以平均车辆运输时间和系统物资未满足度最小化为目标，建立基于灾害抢修的应急调度优化模型；结合改进的最短路Dijkstra算法，设计第二代非支配排序遗传算法（NSGA?II）进行求解。最后以“九寨沟地震”作为算例，与传统模型方案进行比较，验证模型和算法的有效性，为决策者制定应急调度方案和实施提供依据和支持。     

近场强震作用下城市桥梁结构灾害评价方法研究

桥梁是城市交通系统中抗震性能最差的节点,一旦遭受地震破坏会影响城市生存功能,可能导致城市局部或整体功能瘫痪,引发或加重次生灾害,降低了地震应急救援和震后恢复的速度和效果,是都市区震害情景构建中重点考虑的关键环节。根据唐山、海城、汶川地震等桥梁震害资料,对桥梁按场地土类型、建筑年代等分类,建立桥梁易损性曲线模型,并提出了适用于城市大量桥梁地震灾害状态快速评价方法,利用该方法评价了潜在近场强地震动作用下太原市区环城高速以内主干道路桥梁的震害。与以往的桥梁易损性模型对比结果表明,所提出的桥梁易损性模型可以更加准确地评价桥梁的震害。该方法可为城市桥梁的震前改造加固、震后快速恢复提供理论依据,也可为震后应急救援决策提供必要的支持。     

依据自然灾害风险区划的应急救援物资储备数量管理——以北京风雹灾为例

自然灾害发生时,应急救援行动是拯救生命、减少损失的重要手段之一,而应急救援物资储备管理是决定应急救援行动成败与否的关键环节。该文以北京市为研究区域,依据防灾、减灾、救灾的基本需求和根本目标,构建区域自然灾害风险评估模型,确定区域自然灾害综合风险值和风险区划图;以北京市风雹灾为例,提出区域自然灾害应急救援物资储备管理的数理模型和集成优化策略。从理论上,为区域自然灾害应急救援物资储备管理决策提供建议。     

基于BP神经网络的受灾点的需求紧迫性分级方法

大规模突发事件发生后,往往会涉及到多个受灾区域,使得应急救援的受灾点数目众多。当应急资源有限,运输能力受约束时,为提高应急救援效率,应急物资的调运和配送需要根据受灾点的需求优先级进行。因此,对受灾点进行需求紧迫性的分级排序就非常关键。该文提出了基于BP神经网络的分级方法,构建了影响受灾点的需求紧迫性的评价指标体系,建立了基于BP神经网络的需求紧迫性分级模型。最后,实例验证表明BP神经网络对检验样本的结果输出和期望输出是一致的;并与TOPSIS法、灰色关联分析法和熵权法3种方法的评价结果进行比较,进一步证明了该分级评价方法的科学性和有效性。     

震后应急期生命线工程抢修人员优化调配模型——以通讯设施抢修为例

以实现科学救灾为目标,根据震后应急期高时效性的要求,提出了震后应急期间生命线工程抢修力量优化调配的技术思路。并以震后应急期通讯设施的应急抢修为例,首先基于以往地震救灾案例给出了抢修人员的需求经验关系;然后利用层次分析法,建立了震后抢修优先度的快速评判模型;进而利用运筹学中运输问题的算法,以应急抢修时间最短为目标构建了震后抢修人员优化分配的模型;最后,通过算例表明了模型的可行性和有效性。     

大数据背景下台风灾害应急物流车辆调度优化仿真

台风灾害事件发生后的救援阶段,应急救援物资有限且物资需求点对物资需求具有不确定性。现有调度数学模型只考虑了救援车辆调度距离以及时间等因素,没有考虑到提供给受灾点的救援物资可能存在不足或是过量及其对应应急救援效果的影响,导致调度成本过高。针对以上问题,提出基于离散蜂群的台风灾害应急物流车辆调度优化模型。考虑到提供给受灾点的应急物资可能不足或是过量的特点,在设定受灾点所需物资量遵从正态分布的前提下,以最小化物资分配不足和供应过量所带来的损失、车辆调度成本为优化目标,考虑受灾点对服务时间的要求和车辆承载能力等约束,构建了紧迫性需求条件下的调度问题的优化模型,并采用离散蜂群算法对调度问题优化模型进行求解。实验结果表明,所提模型与其他调度数学模型相比,有效降低了应急物流车辆调度成本,可为台风灾害应急管理者提供科学的决策依据。     

大型体育赛事在突发性地震灾害中的应对措施建模

传统震后应急指挥系统应对大型体育赛事突发性地震灾害,未考虑到地震后接受能力不足时,如何解决伤员救助问题,且救援规划时间较长。所以该文提出新的大型体育赛事突发性地震灾害应对措施模型。设计震后任务优先权与时间约束来构建大型体育赛事突发地震灾害时限应急救援指派模型,为灾害地点指派救援队伍;考虑异地疏散的情况,设计GIS技术构建地震应急异地疏散接受能力判断模型,采用模型接口实现模型数据输入、分析与输出,集成地震应急异地疏散接受能力判断模型与GIS技术获取有效的震后地理空间数据,对大型体育赛事现场震后应急异地疏散接受能力做出判断。实验结果表明,所设计模型可有效指派大型体育赛事灾害现场应急救援队伍,应急异地疏散接受能力判断用时均值约为120 s,为大型体育赛事震后救援节约时间。     

地震应急救灾效能研究

地震应急救灾效能是不同救援队震后救灾效果的最直接反映,救援队伍到达灾区的时间长短是影响救灾效能的最直接因素。该文首先分析了地震救援中被埋压人员的存活率问题,并将震后的救援力量分为三组:当地民众自救互救能力,当地及灾区周边的军队、武警、消防官兵的救援能力和地震专业救援队的救援能力,探讨了这三组救援队在地震救援过程中的救灾效能,及地震灾区的气温对救灾效能的影响。     

城市地震应急避难场所的确定方法和功能设计研究

地震应急避难场所的选择和设计对震前和震后的抢险救援及灾民的安置具有重要的作用。在高烈度区的大中城市,地震应急避难场所的规划设计也是城市防震减灾规划中非常重要的工作内容。以某经济开发区为例,利用O-D矩阵理论对地震应急避难场所进行了合理选择,同时对选定的应急避难场所进行了功能设计。研究成果对城市避难场所的选择具有参考价值,对该开发区的不可预见的灾难的应急救援具有重要的实用价值。     

地震应急救援物资与药品保障目录初探

医疗救援物资保障是开展地震救援行动的基石,因此,为提高中国救援队(医疗)在救援任务中的保障效率,按照药品模块化管理建立符合地震救援药品保障目录和物资目录。在相关数据库中查阅地震灾害医学救援相关文献1 053篇,根据文献结果统计分析地震灾害疾病种类和发生率;根据地震不同时期发病情况建立符合地震特色的专业医疗队,以外科医生为主力,内科医生为辅,其中骨科医生、消化科、呼吸科、皮肤科为技术骨干的组队模式,符合100名伤员建制;参考国家发展和改革委员会编制的目录,采用决策分析法,建立医疗物资准备目录和符合地震特色的药品保障目录,基于通用药品模块增补地震灾害专科药品,以100名伤员10 d用量为单位计算带药量;地震灾害应急救援物资与药品的建立,提高了中国救援队应对地震灾害的救援速率及能力,以期为医疗机构应对地震灾害保障任务时提供参考依据和理论基础。