突发事件下大规模人员临时应急避难所的选址研究

近年来突发事件时有发生,人员紧急疏散显得日益重要。本文研究了突发事件下人员临时应急避难所的选址问题,基于单一指派约束和容量约束的设施选址问题(SSCFLP)研究基础,假设疏散时间随机和选址网络随机,考虑一个星期和一天中不同时间段疏散人员数量不同的现时情况,建立临时应急避难所选址模型,并采用启发式算法进行求解,确定临时应急避难所的数量和位置,并通过实例验证模型的可靠性。将人群聚集在临时应急避难所等待救援,可以节约救援车辆等资源,大幅减少疏散时间,提高人员应急疏散效率。     

基于韧性城市的厦门市单位密集城区灾害避难所规划方法研究

针对采用当前方法对单位密集城区灾害避难所规划存在选址模型精准度低、规划合理度低的问题,提出基于韧性城市的厦门市单位密集城区灾害避难所规划方法,在韧性城市理念的基础上结合p-中值模型和最大覆盖模型构建多目标选址模型,从环境因素、经济性、可达性、效率性、安全性和公平性出发,选取规划灾害避难所的评价指标。同时结合灰色关联评价模型和直觉模糊AHP方法,通过非隶属度降低偏差,采用最优方案与各个避难所之间存在的关联度进行排序,选择最优的灾害避难所规划方案,实现厦门市单位密集城区灾害避难所的规划。     

面向多受灾点多出口应急疏散的动态控制流算法研究

针对突发灾害事件发生时大型人群聚集场所的受灾特点,以所有人员全部疏散完毕的时间最小为目标,研究了受灾点有优先顺序和疏散路线及节点有容量限制下的多受灾点多出口应急疏散问题。基于疏散路段流量尽可能充分利用的思想,提出了一种动态控制流算法,该算法将应急疏散问题划分成两个阶段。第一阶段引入饱和流量和实际流量的概念,计算出每个受灾点的最优短路集合及实际流量;第二阶段对各受灾点同时进行动态疏散,在疏散过程中记录每条路段的实时流量,按照受灾点的优先顺序实时地处理流量冲突,使得冲突路段的流量都能够被充分利用,从而得出满意的疏散方案。最后,采用数值算例验证了动态控制流算法的有效性和可行性。     

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。     

重大危险源大规模人群疏散决策模型研究

为在重大危险源应急救灾中给决策人员提供最优的人群疏散方案,提高抢险救灾能力,将疏散过程分为两个阶段——先将灾民疏散至临时疏散救援点,再根据灾民受伤的严重程度有选择地将其疏散至定点医院进行救治。综合考虑灾害对人群疏散造成的影响,将道路危险系数等参数加入目标函数中,将灾区按灾害程度赋予不同的优先疏散系数并将之反映在时间满意度上,以总疏散时间最小为目标函数,建立疏散模型,并应用遗传算法进行求解。最后,通过MATLAB进行仿真计算。研究结果表明:模型和算法给出的疏散策略是有效的。     

基于多目标规划的防灾避难场所选址模型研究

给出了固定避难场所选址的影响因素,应用层次分析法与信息熵相结合的方法确定影响因素权重。建立了多目标规划选址模型,并用粒子群算法对模型进行求解。模型综合考虑了避难场所的灾害风险、区位规模和防灾救灾设施等因素,因此模型具有较高的实际应用价值。最后,结合实例,验证了该模型与求解算法的有效性和适用性。     

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。     

应急避难场所选址最大准备度覆盖模型及其算法

应急避难场所的选址是应急规划的关键职能。当前的应急规划往往是依据现有的公园、绿地、广场等来选择应急避难场所,难以满足实际应急疏散的需要。目前不少学者在最大覆盖选址模型的基础上提出了应急设施选址问题的相关模型。将准备度指标引入最大覆盖应急设施选址问题,综合考虑需求量、与设施的距离和距离决定的权重,对每个社区的应急服务覆盖程度进行量化,从而保证将应急避难场所设置在合理的位置。为了求解该模型,构建了多智能体进化算法。案例研究表明,该算法可以高效地求解最大准备度覆盖模型。     

基于循环疏散分配的避难场所布局优化研究——以南京新街口为例

如何在城市高密度地区合理配置避难场所,提高居民避难疏散的效率,已成为城市发展面临的重要问题。基于传统避难场所布局优化研究在避难需求预测、疏散分配方面的不足,提出了基于循环疏散分配的两阶段避难场所布局优化方法。首先基于手机信令数据获取高精度昼夜避难需求。优化模型设计了基于重力模型的循环疏散分配规则,同时考虑避难人群年龄结构的空间差异性,以避难场所建设成本和总疏散距离为目标函数确定最优的避难场所布局方案。第一阶段以避难场所建设成本最小为优化目标,设计遗传算法确定建设成本最小的布局方案。第二阶段以总疏散距离为优化目标,在第一阶段的基础上采用穷举法确定总疏散距离最短的避难场所布局方案。以南京市新街口片区为实证研究案例,验证了基于循环疏散分配的避难场所布局优化方法的可行性和适用性。     

图书馆作为灾害紧急避难所的可行性分析与研究

灾害紧急避难所,是指在灾害中或者灾害后能为灾民提供一个临时安置或生存场所,对防灾减灾具有重要意义,其基础核心工作是避难场所的选取,图书馆由于其特殊的建筑结构以及规模容量成为了目前灾害情况下首要安全区的关注位置。故而,建议开展图书馆成为灾害情况下主要紧急避难所的可行性分析与研究,根据各指标之间的相互关系以及不同指标的内在特点,采用18种紧急避难所配置可行性评价,并且说明对应标准,根据以上条件构建图书馆作为灾害紧急避难所的可行性综合评价指标模型,分析图书馆作为紧急避难场所的整体规划设计、内部硬件设施类指标、外部软件环境类指标等条件,对图书馆作为灾害紧急避难所进行规划,并量化分析研究其可行性。实证分析发现图书馆作为灾害紧急避难所的可行性较高。     

拥挤约束型城市应急物资储备库网络功能优化模型——以河北省石家庄市为例

应急物资的合理储备和运输分配是应急管理中防灾减灾救灾的基础。重大风险处置过程中，应急物资调配极易因拥挤而发生时间延迟，故考虑其拥挤情景的约束极为必要。然而，当前考虑拥挤约束以及结合区域加以实证的应急物资调配研究成果偏少，其研究广度和深度有待加强。因此，该文提出了拥挤约束型城市应急物资储备库网络功能优化问题。基于排队理论设计拥挤约束条件，并从覆盖半径内需求满意距离递减、交通方式多样化、交通通达程度复杂化等视角，对传统应急物资储备库功能优化模型加以改进，构建了拥挤型单目标无容量限制设施选址模型，并设计了求解的启发式算法。把所构建模型应用于河北省石家庄市应急物资储备库网络优化，并从城市群、多影响以及等级优化视角提出拓展研究的方向。     

一种基于时空关联的灾害溯源算法

实现灾害溯源,从灾害源头对其进行抑制处理,能够有效杜绝灾害的扩散从而减少损失,对于灾害防治工作有着重要的意义。时空关联是基于大量的时空数据,实现对个体或是现象的连续跟踪或观察。基于时空关联的思想,结合数据挖掘技术,提出一种灾害溯源算法。算法通过时间约束和空间约束建立灾害时空事务表,对表中的潜在关联规则使用Apriori算法进行规则挖掘,并定义了灾害紧急度指标来衡量规则的有效性及关联强度;最终将筛选出的有效规则合并成有向图结构,实现直观的灾害溯源。最后以车公庙地铁站水灾为背景构造仿真模型,针对某一点的水灾事件进行溯源研究,证明通过该算法,能够有效地找出目标点灾害发生的源头。     

海岸带综合防灾安全疏散系统风险评估及优化——以厦门市为例

海岸带处于海陆交界的特殊地带,受自然和人为因素的影响,极易发生各类灾害。如何做好防灾减灾尤其是安全疏散工作,是海岸带区域“陆海统筹”的一项重要工作内容。首先,通过分析海岸带区域的灾害特征提取出台风、洪涝、地震和火灾四类典型灾害;其次,以点(疏散人群)、线(疏散通道)、面(疏散场所)要素梳理安全疏散系统空间构成;随后,以四类典型灾害为例,基于自然灾害风险指数法构建综合防灾视角下的安全疏散系统风险评估模型,包含致灾因子危险性(H)、承灾体暴露性(E)、孕灾环境敏感性(V)和安全疏散能力(C),并进一步将其解构为包含1个目标层、4个准则层、14个方案层和35个指标层的四级评估指标体系;最后,对厦门市进行实证研究,分析风险评估结果并总结特征,在韧性城市理念的指导下提出构建安全疏散空间体系、建立灾害应急管理机制的安全疏散系统优化策略。     

基于灾害风险评估的山地城市固定避难场所布局优化研究——以东川区为例

研究以各区域灾害风险评估系数作为权重系数,对山地小城市各区域避难场所进行优化布局。首先,通过风险值=危险性*脆弱性/抗灾救灾能力机理表达式构建灾害风险评估指标体系,并以模糊综合评价法得出灾害风险评估数值,在此基础上通过多目标选址优化模型来构建山地城市避难场所的优化模型,其中灾害风险评估系数作为影响布局的权重因素纳入其中。最后,以东川区为研究对象,对其固定避难场所进行优化布局研究,结果表明:东川区城区固定避灾场所数量可在接近最优解的情况下达到效果最优。     

一种适用于山地地区的地震灾害风险评估方法——以四川省宝兴县为例

地震灾害风险的形成是自然环境与人类社会共同作用的结果,这里的"灾"强调的不仅是地震本身,还包括地震引发的次生灾害。而地震引发次生灾害的类型丰富多样,不同场景引发的次生灾害类型不同。以山地地区为场景,基于地震危险性概率分析方法成果,考虑山地地质灾害的影响,给出以建筑物破坏、人员伤亡、经济损失和地震灾害综合风险为标度的风险评估结果。并以四川省宝兴县为例开展了实验,实验结果表明,在Ⅷ度基本设防烈度下,灵关镇的地震灾害风险处于高风险水平,永富乡和明礼乡处于低风险水平。该研究能掌握地震灾害风险程度及其空间分布状况,为政府部门有针对性地采取地震灾害风险防治措施提供依据。     

基于CA模型的突发事件下液氨厂区人员疏散模拟研究

液氨厂区公共空间流线复杂,一旦发生突发事件,极易造成拥堵,为缓解疏散出口拥堵现象,应对安全疏散出口进行合理的设计。该文以人员疏散行为及厂区出口结构为研究对象,首先分析了人员在突发事件下的心理及行为特征与厂区安全出口的影响关系;其次基于元胞自动机(Cellular Automaton, CA)利用MATLAB软件构建厂区出口结构人员疏散模型,分别从不同出口位置、不同门宽、门宽在等距分割前后等方面分析人员疏散影响结果;最后通过模拟得出有利于缓解出口位置堵塞的规律与建议。该研究有利于对不合理出口设计加以优化,也可为灾害疏散实践方案提供参考意见。     

基于区间数信息的区域应急物资储备库选址多目标决策模型

应急物资储备库选址决策是区域应急物资储备体系建设中的重要问题之一。该文研究了基于区间数的区域应急物资储备库选址问题的模糊多目标决策方法,给出了区间数的概念和排序规则,构建了约束条件中含有区间数的区域应急物资储备库选址问题的模糊多目标规划模型,提出了求模型满意解的算法,最后通过算例分析说明该方法的有效性。     

基于改进纵横交叉算法的多目标无功优化

针对有功网损、电压偏差和静态电压稳定裕度的多目标无功优化问题.提出了一种用于多目标的改进纵横交叉算法。该算法采用纵向和横向两个不同方向的搜索机制,摒弃基础纵横交叉算法的竞争算子。在纵向交叉后采用目标序列排序建立虚拟个体适应度,再对粒子虚拟适应度大小进行比较选择精英粒子,而横向交叉之后不进行粒子比较。与传统的NSGA-II相比,该算法能够使粒子在收敛的过程跳出局部最优,提高粒子多样性,同时提高效率。最后引进非支配选择和拥挤距离计算,产生Pareto前沿。通过和NSGA-II在IEEE 14节点系统、IEEE 57 节点系统多目标无功优化上仿真对比,结果验证了所提方法收敛精度更高,其Pareto前沿分布更加均匀,范围更加广泛,能够很好的解决电力系统多目标无功优化问题。     

节能减排条件下电力系统多目标机组组合模型

针对电力系统发电机组节能减排问题,通过建立连续变量和离散变量之间的关系,利用互补约束和最优化极值理论,构建了电力系统的多目标机组组合互补约束优化模型,并引入熵权法进行多目标决策,采用原对偶内点法进行了仿真验证。仿真结果表明:(1)以火电机组煤耗量,污染气体 CO2 和 SO2 排放量为优化目标的多目标机组组合模型,符合实际的工程需求。(2)利用模糊熵权法对建立的模型进行多目标决策,可实现节能、CO2 和 SO2 排放目标之间的转化和相互协调,从而有效降低火电机组的煤耗量,同时也减少了污染气 CO2 和 SO2的排放总量。