基于双层规划的应急物资调配研究

为在突发性自然灾害发生后的黄金救援时间内，使各应急物资调配中心的物资在最短时间内高效地运往各受灾点，最大程度地平衡受灾程度不同的受灾点群众对应急物资救援的心理满意度，构建以应急物资救援时间最短为目标的上层模型；通过借鉴前景理论量化受灾群众的心理满意度，在考虑各受灾点对有限应急物资存在竞争关系的基础上，建立下层非合作博弈模型；设计遗传算法求解上层模型、改进粒子群算法求解下层模型的层次混合算法。结果表明:构建的多应急物资调配中心多受灾点的非线性整数双层规划模型，使应急物资的调配具有时效性，且更加客观地衡量各灾点物资调配的公平合理性，该模型为应急物资调配研究提供借鉴与参考。     

灾害救援中基于民众心理感知的应急物资多阶段分配问题研究

为有效解决在保证高效完成救援任务的同时考虑受灾民众行为，进而提高灾民对救援处置效果的满意度问题，结合行为运筹学相关理论和不公平厌恶理论，提出民众对于应急物资到达时间的风险感知度量模型，以及民众对于所得到的应急物资数量的公平满意度度量模型，构建基于灾民心理感知的应急物资多阶段调度模型，解决应急物资到达时间风险感知、物资分发数量公平满意度等多目标下的调配决策问题；设计基于蚁群优化思想的求解算法。研究结果表明:通过实例分析对比验证了模型在提升灾区民众对于应急物资分发策略满意度方面的有效性。     

响应突发事件的大型装备应急备件调度模型研究

研究大型装备备件供应网络面临大规模突发事件时的应急备件调度问题。首先采用信息熵理论对应急维修点进行优先度权重排序;其次建立应急响应时间和需求满意度函数,并将量化后的时间满意度和需求满意度以作为模型的目标函数,构建了网络供应状态下应对突发事件的备件调度规划模型;最后以某大型装备企业备件的应急备件调度为例,验证了模型的有效性,给出调度优化方案。     

大规模突发事件中基于满意度的应急物资优化调度模型

建立了大规模突发事件下供给点应急物资供应数量小于应急点应急物资需求数量的应急物资管理调度模型。同时结合大规模突发事件的特点,将模型设为多时段动态变化的,能使有限资源达到最大救援效用的多物资、多种运输方式、多运输车辆的物资优化调度模型,并根据不同应急点对物资需求的重要程度不同引入权重系数,使应急救援初期有限资源的分配达到整体的最大满意度。结合模型特点,给出模型的求解算法,并通过一个算例验证模型和算法的有效性。最后得出,以整体应急点的满意度作为具有多货物多起止点多运输方式等特点的应急物资调度问题的目标函数,能使应急救援过程达到最大的救援效率。     

滑雪场突发事件多点多类救援资源调度模型

为在滑雪场发生突发事件时,能够合理有效地调度多类资源进行多点救援,首先,利用目标规划法,建立考虑紧急程度、救援时间为固定值的多点多类救援资源调度模型;其次,在该模型基础上,建立救援时间为区间数的多点多类救援资源调度模型;最后,设计求解算法求解最优资源调度方案,并通过算例分析说明所建模型及其求解算法的有效性。结果表明:基于多事故点和多类资源的应急调度方案,因引入事故点紧急程度以及区间数形式的救援时间,能够克服调度的盲目性,优化救援方案并降低总体损失。     

给定需求区域应急物资储备库选址模型及其解法

为确保应急方案的合理制定和灾后应急物资的高效调度与使用,提高应急物资储备库选址决策的科学性,引入非线性时间满意度函数,构建基于时间满意度的需求区域下应急物资储备库选址优化模型。考虑储备库选址中时间因素的重要性和需求区域的差异,从需求区域的角度定义时间满意水平。同时,考虑受灾规模和受灾程度的不同,用不同矩形需求区域描述物资需求点。利用蝙蝠算法(BA)求解模型,得到最优的选址分配方案和各个需求区域的时间满意度。结果表明,用BA算法能有效求得应急物资储备库选址模型的最优解,且在需求区域的不同时间满意度偏好下,选址方案达到了较高的时间满意度。     

考虑时间满意度的应急救援人员多技能培训派遣模型*

为耦合应急救援培训和救援派遣工作任务,提升突发事件下应急救援人员工作效率,构建以培训派遣总体时间满意度最大、培训派遣总成本最小为目标函数的突发事件应急救援人员培训派遣一体化优化模型,以新冠肺炎疫情为研究背景,利用Lingo软件进行仿真求解。研究结果表明:短期培训能有效提高应急救援人员救援能力,满足受灾点应急救援时间需求及救援任务需求。     

应急初期物资调度的灰色多目标规划模型

大规模突发事件应急初期信息的不确定性,使得应急物资需求量与应急供应点到需求点的时间难以确定。以受灾点的满意度为最终目标,研究大规模突发事件应急初期不确定性情况下应急物资的调度决策问题。通过引入灰色白化函数的上下限测度白化函数,构建应急需求满意度和时间满意度最大化的多目标灰色规划模型。以汶川地震中挖掘机的调度为例,进行模型验证。结果表明:由重庆向汶川调度8台挖掘机、向青川调度7台挖掘机,由兰州向北川调度10台挖掘机,由西安向北川调度12台挖掘机时,应急需求满意度达到最大值2.4,应急时间满意度达到最大值32.1。该模型有助于提高应急物资调度决策的准确性。     

兼顾公平与效率的无人机应急中继通信选址优化问题*

为提高应急救援中无人机应急中继通信资源配置的公平与效率,在考虑无人机中继通信覆盖范围限制、各受灾用户集群点分布情况、受灾群众公平性感知的基础上,构建以最大化系统吞吐量为效率目标、最小化受灾群众公平损失值为公平目标的无人机应急中继通信选址多目标0-1非线性整数规划模型,采用基于k-means的模拟退火算法对其进行求解,并以实际案例为背景构造算例,验证本文提出模型和算法的可行性与有效性,并进行多目标分析及参数敏感性分析。研究结果表明:本文提出的模型和算法能在较短时间得到无人机应急中继通信选址方案,保证所有受灾用户集群点获得通信中继;同时,确定最佳无人机设备数量,验证公平目标与效率目标存在悖反关系。     

煤矿瓦斯爆炸事故的应急救援物资调度模型研究

矿井瓦斯爆炸事故是煤矿安全生产中最严重的事故之一.为确保事故后应急救援的高效开展及减少应急物资调度过程中的经济损失,在以调度时间为第一的前提下,结合煤矿瓦斯爆炸事故实际,引入伤亡性和经济性两个优化目标,构建了一种在多出救点、多物资和多受灾点约束条件下的多目标应急物资调拨模型,并运用加权算法基本思想,确定了决策效用函数,同时结合瓦斯爆炸事故的时间紧迫度,在保证物资连续消耗的条件下,求解最优物资调度方案,并通过实例验证了可行性.     

海上应急保障资源调度的多目标模糊规划模型

针对现有应急资源调度模型无法完全适应海上应急保障环境的问题,建立了基于多目标模糊规划的海上应急资源调度模型.首先,将不确定的航行时间和资源需求量表示为三角模糊数,用时间隶属度函数的全积分对模糊应急开始时间进行确定化表示,用需求量隶属度表示需求点所接收的资源数量满足需求的程度.然后,考虑各需求点和各类资源的重要程度,以系统的时效性、需求满意度、安全性和经济性为优化目标建立多目标规划模型,最后,给出了模型的求解方法,并通过算例分析证明了方法的有效性.     

需求干扰下的两阶段应急资源调度问题

针对地震等突发事件发生时应急物资需求存在动态变化的特点,提出了两阶段应急资源调度模型:应急救援集散中心灾前选择模型和灾后的应急救援调度-重调度多目标优化模型。第一阶段采用分支定界算法选取应急物资集散中心;第二阶段针对需求干扰下的重调度问题,设计最小化总运行成本、总运行时间和最大化满意度的多目标遗传算法。算例实验结果表明,所设计的遗传算法可以得到满意的Pareto前沿,决策者可以根据需要选择适当的优化方案以实现应急救援的合理调度。     

考虑多主体心理效应的应急资源调度超网络模型

为探究不同人员主体心理效应对应急资源调度过程的影响,运用超网络工具,定量描述差异化应急主体协调运作下不同属性应急网络的相互作用;同时,针对实际调度过程中出现的供需矛盾,引入行为科学理论,量化表示决策者后悔和灾民失望心理,并将其融入到应急资源优化调度问题中;建立以调度时间、应急成本、救援效应为目标函数的应急资源调度超网络模型,将模型转化为变分不等式等价形式,应用修正投影算法对模型进行求解。结果表明:该模型可有效解决多人员主体心理作用下的应急资源协调调度问题;应急主体关联度、灾害风险度、决策者后悔心理和后悔规避行为以及灾民失望心理和失望规避行为对应急资源调度方案的制定有着重要的影响。     

海上溢油应急物资调度双目标规划模型

为最大程度降低溢油事故造成的不利影响,提出充分考虑海上油膜漂移特性及溢油点和漂移点对救援物资需求不确定等特点,基于鲁棒优化思想,建立救援应急成本最小、应急时间最短的双目标规划模型,并基于NSGA-Ⅱ算法设计求解方法.结果 表明:决策者可根据自身对溢油事故规模的判断,得到不同应急物资调度方案,为应急出救点的选择和物资调度...     

考虑物资损毁对心理影响的应急物流配送模型

为提高应急救援效率与物资配送效益,针对自然灾害应急救援中物资受损的现实情况,考虑物资损毁率对灾民心理影响的上下限及其对物资分配的影响,建立灾民对物资损毁的容忍度函数,量化灾民心理;以系统总运行成本最小和灾民对物资损毁的期望不可容忍程度赋权的有效物资满足率最大为目标,建立考虑多周期、多物资、多灾害演化情景的配送中心到受灾点的动态应急物流配送优化模型;以四川地震带的相关数据建立算例,通过Matlab求解,对比所得方案,验证模型有效性。结果表明:引入灾民对物资损毁的容忍度的模型,能在优化总成本的同时,保障需求紧迫程度较高的受灾点的物资供给。     

考虑后悔与失望心理的应急救援任务匹配方法*

为研究区间犹豫模糊信息下的应急救援任务匹配问题,提出考虑救援人员与受灾群众后悔与失望心理的决策方法以及确定双边主体效用值的方法,基于后悔理论与失望理论获得双边主体的后悔值与失望值,确定双边主体的综合感知效用值,并构建最大化综合感知效用值的多目标匹配优化模型,以得到最优匹配结果。研究结果表明:后悔与失望心理对双边主体的心理感知具有重要影响,但不影响最优匹配结果。研究结果可为应急救援任务匹配提供理论支持。     

考虑区域灾情分级的应急物资公平调度优化模型

为解决不同受灾点应急物资公平调度的问题,受分区分级精准防控思想的启发,考虑同级间各灾点应急物资最小未满意度为基准设计公平性衡量指标,以最小化调度时间和最大化应急物资分配公平性为目标,构建一种新的考虑差异化灾情分级的应急物资公平调度优化模型,运用遗传算法求解模型,以新冠疫情重灾区湖北省作为案例仿真模拟.结果 表明:该模型...     

基于时间满意度和胜任能力的地震应急救援队伍指派模型

为减轻地震灾害造成的人员伤亡,实现更好更快的应急救援,对地震灾害发生后的应急救援队伍指派问题展开研究。考虑位于不同出救点的应急救援队伍到达需求点执行不同救援任务的时间满意度,以及救援队伍对不同救援任务的的胜任能力。以救援时间满意度最大以及队伍胜任能力最强为目标,建立地震应急救援队伍指派的优化模型。通过算例分析验证并给出有效的求解方法。结果表明:同时考虑救援时间满意度和队伍胜任能力的指派方案不同于仅考虑单一目标的指派,既能保证救援能力,又能有效提高救援时间满意度,实现更高的救援效率。     

应急救援物资多式联运路径优化

为将应急救援物资在最短时间内运抵受灾点,解决由公路、铁路、直升机等组成的应急救援物资多式联运路径优化问题,结合应急救援物资多式联运网络的实际情况,首先综合考虑运输时间的时变性、铁路发班时间限制,以及受天气等因素影响,导致直升机会有禁止飞行时段的特点,构建时变网络下的应急救援物资多式联运路径优化模型;然后设计蚁群算法;最后进行算例分析。研究结果表明:通过该模型和算法,可根据决策者的要求快速地选出将应急救援物资最快运抵受灾点的运输方案,可为决策者提供决策支持。     

基于需求时间的隧道塌方应急资源分级调度研究*

为打破对物资送达时间的绝对性限制,均衡关注关键考量因素,提出需求时间的概念,借助ArcGIS绘制需求时间服务范围;考虑救援需求的不确定性,在需求时间服务范围内建立模型对应急资源进行分级调度,并对关键路段及交叉口制定应急交通管控预案。模型包括2部分,在路径决策方面,建立带需求时间和畅通可靠度阈值约束的路径选择决策综合评价模型;在资源调度方面,考虑救援时间和调度物资数量提出救援效率概念,建立救援成本最低、救援效率最高的双目标优化模型,基于NSGA-Ⅱ算法引入TOPSIS法求解。结果表明:采取需求时间服务范围分级调度和应急交通管控,可充分满足救援需求、保障救援时间,为应急资源调度提供有效参考。