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。     

一种求解铁路应急供应车站选址问题的优化算法

针对铁路应急物资供应车站的选址问题,采用遗传算法并引入免疫系统中抗体多样性的维持机制的策略,提出了一种新的进化算法——免疫遗传算法。首先,确定各个需求车站的实际需求,然后在保证应急救援尽快展开的前提下,以区域中各个应急供应车站到需求车站的需求量与路程之间的乘积之和最小为目标,建立了一个铁路应急供应车站选址的模型,运用免疫遗传算法求解。最后,通过算例表明了模型的可行性和有效性。     

基于行程时间风险的应急设施选址模型

由于交通路况、自然环境等因素的影响,应急服务设施与需求点之间的行程时间具有不确定性,因而在临界覆盖时间限制内应急服务是否能够及时到达,具有相应的风险。另外,需求点对于应急服务的时间风险由于环境的不同而具有不同的容忍度。结合这两个因素,构建了基于最小风险的应急服务设施选址模型。通过分析模型的特点,设计了改进模拟退火算法。最后,数值试验显示了算法的有效性并对应急设施数量、临界覆盖时限、风险容忍度系数等参数进行了分析,得到了一些有意义的结论。     

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。     

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。     

公路交通应急救援路线最小运力的最优恢复

重大自然灾害往往使公路交通网络受到严重破坏。为迅速抢通应急救援路线,借鉴网络堵塞流中最小饱和流的基本理论和方法,提出了最小运力最优恢复模型。运用现代智能算法,寻找路网瘫痪后的网络堵塞点,研究在最小费用情况下受灾区公路交通网络最小运力的恢复问题。并以四川泥石流灾害为背景,测试了应急救援网络模型及其优化算法的可操作性。研究成果可应用于应急救援时运输路线的选择和救援物资的配流。     

有限运力条件下的地震救灾物资调度模型及方法

救灾物资的调度是地震救灾工作中的一个重要环节。如何将地震救灾物资以时间最短、安全性最高及经济性最好的方式运送到物资需求点是救灾物资调度的关键。本文从时效性、安全性及经济性方面考虑了地震救灾物资的调度问题。建立了运力不足的条件下,时间最短、出救点数目最少、安全性最高的地震救灾物资调度数学优化模型;将问题转化为不受运力约束的情况,求解出可行方案的集合,再利用模糊规划对每个可行方案求最优解;通过比较最优解,求出"时间最短,出救点数目最少,安全性最高"的方案。最后,通过一个仿真算例阐述了本文方法的使用。     

震后多品种应急物资多级配送中的选址-路径模型

地震发生后的应急物资配送是地震救援工作开展的关键。震后应急物资配送往往需要建立多级应急物流中心和规划物流中心间的配送路径,而且应急物资的需求具有多样性。基于这些特点,以总运输成本最小为目标,考虑应急物流中心的容量限制以及应急物资配送的多级性和多样性,建立了震后多品种应急物资多级配送选址-路径问题的混合整数规划模型。该模型选择由供应点、物资集散地、配送中心和需求点构成的多级配送网络,将帐篷、食物和药物作为应急救援物资。最后,采用一个汶川地震中物资配送的实例验证了模型的有效性和可行性。     

区域性应急物资储备级库间的协同选址模型研究

鉴于我国应急物资的多部门分散管理与分散储备的特点,研究了区域性应急物资储备体系构建中的应急物资储备级库协同选址问题。为了实现应急物资在不同级库间的协同储备管理与分散优化调拨,建立了应急物资储备级库选址的协同优化模型。用启发式算法通过MATLAB编程来实现,并用算例进行了验证。     

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。