广义最大覆盖模型在消防站优化选址中的应用

针对目前我国城市消防站建设存在的数量不足、责任区面积过大、选址缺乏科学性等问题,引入广义最大覆盖模型,探讨城市消防站的优化选址方法.广义最大覆盖模型很好地解决了传统最大覆盖模型中假设覆盖度为二元值的缺陷,通过分段递减函数,将覆盖度表示为0～1之间的连续值,实现了供应点对所有需求点的覆盖.同时,本研究还考虑不同区域的火灾风险等级并设定了相应响应时间限值,通过对最短响应时间和响应时间限值的比较,得出候选消防站点对各个需求点的覆盖度水平.通过实例对广义最大覆盖模型的有效性进行验证,并利用LINGO软件进行求解.研究表明,广义最大覆盖模型可实现供应点以不同程度覆盖所有需求点,更适用于消防站类应急设施的选址问题.     

基于角改进的城市交通网络实时最短路径算法研究

针对城市交通网络中车流量的实时、动态变化特性,分析现有算法在处理动态车辆路径问题时存在的缺陷.综合道路条件、天气状况、交通堵塞和人口密度分布状况,构建动态交通网络环境下的实时路径评估模型.提出基于±90°角(源点与汇点连线的夹角)范围改进的Dijkstra最短路径算法,并给出具体实现过程.实例研究表明,基于角改进的Dijkstra算法无需遍历交通网络中所有路径,根据实时更新的交通状况和气象信息即可得到最短通行路径,提高了对交通网络中随机事件和突发事件的实时处理能力.     

疏散路径受阻情况下的人员疏散模型及算法

建筑火灾中,随着火势的不断增大和烟气的不断增多,随时会有某条疏散路径因被火势或烟气封堵而不能正常通行的情况发生。针对此情况下的应急疏散问题,以待疏散人员全部完成疏散所需时间最短为目标,以结合疏散路径的通行能力合理分配待疏散人员为原则,运用Dijkstra算法对网络中的最短路径进行求解,并结合网络流控制的方法实现疏散人员的合理分配,建立了疏散路径受阻情况下的人员疏散模型,并提出了该模型的算法思想及算法步骤,最后结合算例进行了验证。验证结果表明,该模型及算法可行、有效,既可较好地避免因大量人员选择相同疏散路线而造成的拥堵,还提高了疏散网络的整体使用率,又有效缩短了人员的疏散所需时间。     

时变条件下多式联运危险品路径优化研究

为研究时变条件下多式联运危险品路径优化问题,基于运输费用和人口风险的较强时变特性,将中转作业细化为中转运输、卸货装货和等待出发3项子作业;建立时变条件下危险品多式联运的最短路径选择模型,提出Dijkstra改进算法;通过实证分析,验证模型和算法的有效性。结果表明,起点出发时刻不同,相应的危险品多式联运最短路径及最佳运输方式的组合便不同。     

最短路径算法在事故应急救援中的应用

本文主要研究了单源最短路径优化节点的技术和方法,并将其运用于事故的应急救援中,同时提出了技术支持系统中最短路径可视化的优化结构框架。结合单源最短路径算法,在地理信息系统中以数字高程模型和卫星影像数据为基础,针对事故危险区域开发出人员疏散和救援的最短路径可视化算法。此项技术完善了应急救援路径自动化选择模式,为事故中迅速展开人员疏散和组织有效的应急救援工作提供强有力的技术支持。     

危险品配送选址-多式联运路径优化

为兼顾安全与经济效益,有效优化运输网络,研究危险品配送中心选址和多式联运路径优化问题。基于运输方式的多样性,建立既考虑各配送中心到各需求点的多式联运最优路径,又考虑选址配给问题的选址—多式联运路径模型。将运输网络进行变形,引入目标权重和经济转化因子,将多目标规划问题转化为单目标决策问题;用Dijkstra改进算法和O-D矩阵搜索算法求解所建模型。最后,通过实例分析,验证模型和算法的有效性。结果表明,单目标优化并不能满足具有不同偏好的决策者,需要综合考虑成本和风险的目标值;不同运输方式组合运输,会影响最优路径的目标值,进而影响配送组合的目标值选择。     

基于地理信息系统(GIS)的应急调度中最佳路径的一种选择方法

在分析城市道路网络最短路径算法和地理信息系统(GIS)特点的基础上,提出城市紧急事件发生后,应急调度中最佳路径算法。在事故发生点周围及应急资源周围的道路细节不清晰的情况下,建立虚拟辅助道路,利用最短路径算法(Dijkstra算法)找出应急资源与事故发生点的最短路径。最后用一个简单的算例进行验算,说明该算法适用于事故发生点周围及应急资源周围的道路细节不清晰情况下的应急调度。     

高速公路建设期突发事件路网协同救援模型研究

针对我国高速公路建设突发事件应急救援管理的现状,基于协同思想并结合应急管理技术,提出"点-层"辐射的多级响应、逐级控制应急救援模式;以应急物资准备时间、应急救援响应延误时间和应急救援行程时间3个子目标最小为目标函数,建立了高速公路建设突发事件协同应急救援模型;应用格林希尔茨公式动态求解路网中各路段权值参数,得出"节点-节点"路径权值矩阵,并结合Dijkstra算法求解时间最短救援路径,以求得各子目标函数的最优解,并最终确定最优应急救援方案。将该研究成果应用于某高速公路特大桥项目施工突发事件应急救援中,得出其最短救援时间为16.25 min,比原应急预案标准提出的30 min救援时间节省约14 min,表明该研究成果有一定可行性和有效性。     

具有水上事故特征的目标P-中位应急救助选址优化及方法

科学地进行应急救助基地选址是提高应急资源利用效率和应急服务水平的关键,以南京海事辖区为例,对事故多发水域应急救助基地的布局规划和覆盖分配进行了优化研究。总结了辖区水域中影响应急救助站点选址的因素,有辖区事故重点水域分布、桥区水域、锚地3个因素,运用DBSCAN算法确定了辖区事故重点水域的分布情况,结合桥区水域、锚地影响因素,引入安全风险权重系数,利用P-中位建立了应急救助站点选址数学模型。构建的选址模型目标函数在满足设置的约束条件下取最小值,即实现了救援用时最少或救援距离最短。最后运用免疫算法求解选址优化数学模型。经过计算,在考虑时效性的基础上,较好地实现了应急救助对辖区水域的全覆盖和重点水域的重点覆盖。     

基于MCLP-BACOP模型的城市消防站选址研究

为提高消防站规划选址的科学性,合理调度有限的消防应急资源,提升消防应急响应效率,以湖北省某城市中心城区为研究对象,在火灾风险评估基础上,对消防站选址模型进行优化研究,构建了MCLP-BACOP结合覆盖模型并借助ArcGIS软件对模型进行优化求解。研究结果表明:通过MCLP-BACOP结合覆盖模型计算得到的中心城区消防站选址方案在对覆盖率影响较小的情况下,可以减少消防站数量并降低成本,同时能保证高风险区重复覆盖。该模型对于火灾风险较大的城区适用性强,在考虑经济因素及现实条件下,可有效提升城区消防响应效率。     

基于MATLAB的应急救援最优路径选择

利用图论中的最短路径技术,结合层次分析法计算得出了影响应急救援资源运输系统的时效性、安全性、经济性等因素的权重值.应用Dijkstra算法探索了应急救援新的路径权重计算方法,提出了一套最优路径的决策方法,最后运用MATLAB仿真软件验证了该方法的可行性.     

1种基于CCRP火灾情况下的动态疏散算法

为在火灾发生时给逃生人群规划最优的安全疏散方案,基于CCRP算法开发1种火灾情况下受容量限制的动态疏散算法。该算法模型将发生火灾的建筑布局信息表达成节点连接弧形式,鉴于可预测危害蔓延对火灾逃生过程中疏散通道封锁时间的影响,为建筑网络图上的节点赋予“危险时刻”属性,逃生人员通过节点的时刻必须小于该节点的“危险时刻”才能规避火灾危险;基于eclipse软件平台,通过动态疏散算法与相似Dinesh算法应用实例对比仿真分析,验证基于CCRP的动态疏散算法的可行性与优越性。结果表明:通过该算法计算出的逃生路径保证逃生人员在最短时间疏散出去;且其具有安全性高和耗时少等优点。     

基于动态规划法与重心法的气田消防中心站选址研究

天然气集输系统一旦发生泄漏,容易引发火灾、爆炸、中毒等重大事故,合理的 消防中心站选址对及时展开事故应急救援行动具有重大的现实意义。针对气田中消防中 心站的最优选址展开研究,提出基于动态规划法与重心法相结合的选址方法。采用动态 规划模型确定气田集输系统应急救援最优路径,采用重心法考虑气田集输系统不同组成 单元的重要性,二者结合最终确定出消防中心站最优选址。通过该方法确定的气田消防 中心站位置既保证了气田集输系统中重点保护对象在事故发生的第一时间内得到救援, 同时兼顾了其他单元的最短应急救援时间,对气田消防中心站的合理设置提供了较有价 值的参考。     

应急救援物资车辆运输线路的选择

为了给紧急救援物资支持保障中心的物资调度人员提供科学的车辆路线调度决策方法,提高应急救援工作的响应能力,基于应急条件下物资运输调度的时效性、安全性和经济性特征,运用旅行商理论,对上述3个决策属性分量进行了数学描述,构造了它们的目标函数,并进行了无量纲和权重聚合处理,继而按照多属性决策理论建立了用来评价备选线路决策效用函数的数学模型.利用期望效用属性合并所搜集的信息,将多属性决策问题转化成单属性决策问题,确立了选择具有最高期望效用方案的方法,最后进行了实例分析.结果表明,应急救援条件下的运输调度与正常环境下的企业运输调度决策目标之间存在明显的差异,前者虽然本质上属于图论中最短路线问题的范畴,但由于多个决策目标的存在,不能直接运用最短路线模型和Dijkstra算法求解.运用多属性决策理论建立的评价备选线路决策效用函数,是有关人员进行车辆路线安排的有效方法,但其相对优越性尚需做进一步的研究和探讨.     

基于GA与最长路径并联通路法优化通风网络图绘制

针对矿井通风网络图分支交叉的问题,基于最长路径对网络图节点分层,以遗传算法优化节点排序,主要采用堆积木的组合思想来进行层间交叉与层内交叉操作,提高层次图的质量（减少分支交叉数）,并以重心定位启发式算法来增强遗传算法的局部搜索能力,提高遗传算法的搜索质量。最后,以改进的最长路径并联通路法绘制出较优的通风网络图。     

终端区飞行冲突事件情景演变网络构建研究

为了控制终端区飞行冲突的风险,基于复杂网络,将飞行冲突的情景演变过程转化为复杂网络进行分析计算.分析侧向交叉跑道机场的主要安全风险,构建包含527个节点与2644条边的终端区飞行冲突情景演化复杂网络模型;采用无权有向网络中的节点度、度中心性、介数中心性、聚类系数等进行风险分析;采用Dijkstra算法,确定影响飞行冲突...     

基于城市火灾风险的消防站分级覆盖选址模型——以济南市区为例

为更科学规划消防站选址,实现有限资源下应急资源的合理配置,提高消防站联动效率,根据“不同火灾风险等级的需求点应得到主管消防站和不同数量增援消防站服务”的原则,提出1种消防站分级覆盖选址模型,同时使用覆盖衰减函数表示消防站对需求点的覆盖度;基于遗传算法设计消防站分级覆盖选址模型的求解流程;以济南市区为例,基于POI和火灾数据,使用核密度分析法进行城市火灾风险分级,进而对选址模型进行验证。结果表明:以覆盖火灾风险值为评价指标,分级覆盖选址模型的选址结果优于现状消防站、广义最大覆盖模型、P-中位模型和P-中心模型。     

地铁同站台高架换乘车站火灾全尺寸实验研究—(2)站厅火灾

为了研究地铁同站台高架换乘车站火灾情况,在地铁同站台高架换乘车站站厅层应急疏散路径关键节点部位开展0.25~0.75 MW规模的全尺寸实验,结合流速、烟气温度和现场观测情况,对自然通风条件下不同部位起火时的火灾危险性进行分析。结果表明:该结构车站站厅火灾危险程度受火源规模、装修形式和通风条件的影响,站厅中部闸机附近起火时,火源阻塞了站厅中部的疏散路径,掺混大量空气的低温烟气在站厅两侧出站闸机处沉降至地面高度;楼扶梯入口处起火时,站内各区域能够形成稳定的烟气分层,人眼高度能见度较高;出入口附近起火时,受自然风的影响,火源下风向区域烟气沉降严重,人眼高度的能见度较低,不利于人员疏散;在实验火灾规模下站厅各区域沉降至危险高度的烟气最高温度为30~41℃。针对此类结构车站站厅的防排烟设计,应综合考虑出入口空间布局和吊顶形式对火灾危险性的影响,利用自然风压形成一定通风换气量,同时,应将掺混空气的低温烟气控制在较小区域内,确保人员疏散路径的能见度和烟气浓度处于安全水平。     

城市火灾扑救调度最佳路径分析

针对城市火灾扑救中的资源调度问题，综合考虑道路交通的各种迟滞因素，对通用的Dijkstra法进行修正，通过对两种方法计算结果对比表明，修正算法更为合理。在此基础上，结合受灾建筑本身的情况和消防力量分布状况，运用地理信息系统、图论、网络拓扑分析等领域的理论和方法，建立了优化调度的模型，实现调度优化决策模块。