基于区域自然灾害风险区划的应急救援物资储备设施选址方法与应用

自然灾害面前,应急救援行动是拯救生命、减少损失的重要手段之一,而合理的应急救援物资储备设施是决定应急救援行动成败与否的关键。在总结前人研究成果的基础上,提出一种考虑区域自然灾害风险区划(值)、时间约束和储备设施建设成本约束的P-median问题,设计变邻域算法对问题求解。并依据北京市民政局和统计局提供的1978—2011年度区域自然灾害灾情资料,开展自然灾害下区域应急救援物资储备设施的实证研究,从理论上为区域自然灾害应急救援物资储备设施选址决策提供建议。     

开放性公共场所应急疏散广播设施选址研究

广播设施是开放性公共场所安全管理中最灵活有效的设施之一,为使其布局更有利于应急疏散,借鉴解决最大覆盖问题的方法,构建广播设施选址最优化模型。模型中考虑了声音传播中声压级的衰减性质及广播设施之间的干扰现象,兼顾最大覆盖与最小干扰的平衡,并以不被覆盖的信息接收点数与受到干扰的信息接收点数的加权和最小化作为模型的优化目标。将此模型应用于北京市什刹海景区,采用遗传算法求解5种情景下的选址方案,并与现有方案进行比较。结果表明,3种类型信息接收点在不同加权系数和不同广播设施数下的构成比例是不同的,优化选址方案的效果存在很大差异,应根据实际需求制定合理的广播设施选址方案。     

基于概率分析的应急交通救援需求预测模型

在开展应急救援需求特征分析的基础上,将需求分布问题归为管控条件下的运输优化问题,借鉴运筹学思想,建立基于运输问题的应急救援需求分布模型。其次,引入应急期限要求、通行能力约束、路径阻抗动态时变等影响因素,对运输问题模型进行改进。为便于求解,进一步将模型转化为基于概率分析的救援需求分阶段优化模型,该模型将车辆出行时间视为服从正态分布的随机变量,利用出行时间方差的调整反映不同阶段路径阻抗的变化,能够在满足救援响应时间的前提下,解得运输成本最小的需求矩阵。案例研究证明这个模型能够满足应急期限要求并刻画路径阻抗的动态时变特征,达到了预期效果。     

道路交通紧急救援服务点的优化选址

针对道路交通紧急救援对公平性、效率性、事故并发性的多目标决策需求,提出用于道路交通救援点选址的多目标决策模型。该模型通过最小化最大救援时间满足救援公平性;通过最大化一次覆盖的需求量和最小化救援点到需求点总加权时间满足救援效率;通过最大化备份覆盖的需求量满足事故并发与重大事故的救援。针对多目标决策模型,开发基于模拟退火法的优化解法,结合算例分析,能够获得减少最大救援时间、最大化一次覆盖和备份覆盖需求量的多个目标方向上最优解,实现pareto最优化的成功率均在95%以上。实例计算比较表明,笔者提出的模型与算法可以为决策者提供多目标选址方案。     

公路应急救援系统分析及模型仿真

针对公路应急救援进行了较为全面而深入的研究,分析系统中的各个组成环节,提出依据救援呼叫(CFS)的概率建立ESSR应急救援单元的新思路,建立救援单元模型,进行仿真分析,得出救援设施数量安排策略。制定了ESSR系统整体最优化模型,并利用matlab软件进行仿真分析,获得紧急救援最佳方案。为公路和市政道路管理者全面收集和分析信息资料,管理应急救援系统提供依据。通过模型仿真可评估和优化管理设施,实现信息和决策支持,提高了配备资源,快速高效处理交通突发事件能力。     

多目标应急服务设施选址与资源配置问题研究

为合理解决应急系统管理中的应急资源选址和配置问题,实现应急资源优化管理,构建基于应急系统综合可靠性的多目标应急服务设施选址和资源配置模型。根据突发事件特征,考虑到应急资源布局是不确定的、动态的,有时间约束等问题,提出同时考虑应急需求点的危险权重、应急救援最迅速及应急救援服务点之间可以进行资源调运等因素,以确保危险权重越大的应急需求点被越多的应急服务点覆盖。在保证应急物资供应时效的前提下,降低应急管理成本,最大化应急系统的综合可靠性,实现对应急资源科学选址和合理配置,并进行算例分析。     

基于改进模拟退火算法的社会力量救灾派遣模型*

为提高社会救援力量参与救灾的效率,针对社会力量参与灾后救援的派遣问题,提出最优化派遣模型及其求解算法。根据“量力而行、就近就便”等原则,综合考虑社会力量的救援技能掌握程度和灾区的救援需求情况,将最大化救援效益作为目标函数,以抵达灾区时间和救灾经济成本作为约束条件建立模型;采用模拟退火算法对模型进行求解,根据模型改进Metropolis接受准则,并利用牛顿冷却定律优化温度衰减函数,提高模型收敛至全局最优的概率。结果表明:根据实际情况调整约束条件可以得出不同的最佳派遣方案,以满足灾区救援需求。提出的派遣模型和求解方法有效、可行。     

煤矿紧急避险体系构建与应急救援模型研究

为构建煤矿井下紧急避险体系结构,打造基于紧急避险设施的应急救援体系,分析国外矿业发达国家紧急避险理论和应急救援案例,研究煤矿紧急避险建设及相关参数,探讨紧急避险体系构建中的国家层面概念定义、立法保障、救援体系、避险安全文化及评价等关键问题,设计出以危险源感知为基础的"感知-避险设施-运行"3层紧急避险体系结构。采用应急管理阶段理论与方法,构建基于紧急避险"感知-避险-救援"应急救援模型,并对救援模型的可行性进行模拟。煤矿井下紧急避险体系构建要有国家标准和立法保障,紧急避险3层体系结构为避险系统建设提供指导,救援模型为应急救援体系打造提供一种方法。     

拥挤交通网络中关键应急避难场所识别模型与求解

识别关键应急避难场所是抵御设施失效和服务功能丧失对应急服务系统所构成损害的重要手段。以往基于设施中断模型的关键应急避难场所识别问题的处理,忽略了疏散时交通网络会处于拥挤状态,道路行程阻抗与交通网络流量相关联这一现象。针对拥挤交通网络中关键应急避难场所识别问题,假设疏散者能够选择最近的应急避难场所,并可根据交通拥挤状况选择最短路径到达,构建基于交通网络流均衡约束的应急避难场所中断单层优化模型。将部分非线性约束转化为一定条件下的线性约束,通过CPLEX优化软件进行求解。算例路网计算表明,较非拥挤交通网络,拥挤条件下关键应急避难场所中断对系统造成的影响被低估了64.4%。     

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。     

城市消防站选址布局优化及对雄安新区的启示

安全是雄安新区建设发展的重要保障和基础底线。消防救援队伍,承担火灾防范、火灾扑救、抢险救援等工作,是提升新区城市救援能力,保障城市安全的有生力量。消防站是消防救援队伍工作（执勤备战）的场所,优化消防站选址布局意义重大。面向雄安新区消防安全提升和应急救援能力提升需求,针对我国目前消防站建设过程中覆盖率低及消防站建设投资巨大等问题,建立位置集合覆盖模型和最大覆盖模型联合使用的选址方法,增加补充性约束条件对模型进行改进,提出基于GIS的选址模型应用流程,并通过实际案例应用研究,提出雄安新区消防站规划建设的启示建议。     

不确定环境中多目标应急物流选址分配模型

为合理解决应急物流系统中的设施选址和应急物资分配问题,基于应急物资供需特征,引入概率分布及三角模糊数描述应急物资供需的不确定性,建立不确定信息环境中,多商品、多式联运、多阶段及多目标的应急物流选址分配模型。探究模型中不确定性约束条件的转化方法,并采用epsilon约束法对模型进行求解。结果表明,所构建的数学模型能较好地模拟应急物流系统中的选址分配问题,用epsilon约束法能有效地求解多目标模型的帕累托最优解集,决策者可根据对需求未满足量、应急物流系统的救援总时间及总成本3个目标的偏好程度,选择相应的应急物流方案,实现应急设施的科学选址和应急物资的合理分配。     

考虑商业物流资源的应急物流定位-分配问题模型

为提高应急救援效率,节约物流成本,应基于商业物流配送中心对应急救援行动的影响,构建应急物流设施定位-分配问题(LAP)模型。考虑受灾点人口密度、人员伤亡比例、老人与儿童比例、设施受损程度4个指标,运用逼近理想解排序法(TOPSIS)将各受灾点按救援需求相对紧迫程度排序,确定各受灾点物资分配的优先度;对于灾前已有与灾后建立的物流设施点,从商业物流配送中心是否参与应急救援行动方面考虑构建LAP模型。所建模型被应用于荆江防洪中的荆州市,其有效性得到验证。     

基于自适应遗传算法的应急物资储备库选址及物资调配优化研究

应急物资储备库是应急救援的重要载体,储备库选址是否科学合理决定着整个应急公共服务体系的成效,而传统遗传算法在研究储备库选址与物资调配相结合的问题上存在局限性。针对这一问题,从需求点及应急设施服务质量视角构建基于覆盖满意度和经济性的应急设施选址与物资调配优化模型,并根据模型设计自适应遗传算法(AGA),结合储备库实际情况采取具有方向性的初始群体生成法提高搜索速度,设计自适应交叉与变异算子使AGA能够在进化速度与解的质量之间进行权衡,并获得全局最优解。结果表明,该算法能跳出局部最优从而获得最优的选址-分配方案,可为应急管理部门和决策机构的应急设施选址规划及应急物资分配提供理论依据和决策参考。     

危化品运输事故应急资源配置选址多目标决策

为提高危化品道路运输事故应急救援能力,基于最大路网覆盖,建立应急资源配置选址模型;考虑突发事故应急资源配置和选址的随机性和动态性,引入应急响应时间、应急资源覆盖限制和应急处理能力因素,描述应急资源供需的不确定性,使各应急需求点被应急资源覆盖的全部收益期望值最大;采用人工免疫算法对选址模型搜索求解,求解多目标模型的帕累托最优解集。结果表明：构建的模型能够在保证应急物资供应时效的前提下,最大化提高事故应急处置的综合效率,为有关部门合理规划应急资源布局提供理论参考和决策依据。     

爆炸冲击环境下内凹蜂窝型梯度结构响应特性研究*

为提升应急救援人员防护服抗爆能力,减少爆炸事故中人员伤亡数量,以内凹蜂窝型梯度结构为研究对象,采用爆炸冲击实验与数值有限元法相结合的研究手段,通过改变胞元尺寸与胞元凹角对梯度蜂窝结构进行优化,分析梯度结构在爆炸冲击环境下冲击波衰减效率和力学响应规律。结果表明:同等质量条件下,内凹蜂窝结构尺寸梯度为2.58 mm-3.40 mm-2.58 mm、角度梯度30°-22.5°-30°时对冲击波的衰减效应最佳,衰减效率分别为85.44%,82.29%。研究结果可为同时满足轻质、高强抗爆要求的防护服结构设计提供技术支撑。     

应急救援装备及其在企业职业病防治中的设置与应用

应急救援装备是指突发事故、灾难时用于救援的设施、设备、工具、器材的总称。完善的应急救援措施,包括应急救援装备、管理制度,能有效预防职业病危害事故、降低职业病危害程度。应急救援装备是职业病防治的必要装备,是建设项日“三同时”的必要内容,也是职业病危害评价的丰要对象,更是应急救援不可或缺的条件。     

危险化学品企业安全验收评价结论量化分析

为了使危险化学品企业安全验收评价结论更加准确、客观,根据安全验收评价结论编制的原则和相关导则,从法律法规符合性、外部安全条件、总平面布局及建筑结构、主要生产装置设施、主要储存装置设施、公用工程和辅助设施、安全管理及从业人员条件和应急救援等八个方面建立了安全验收评价结论定量评估指标体系。基于层次分析法确定各级指标权重,建立了安全验收评价结论定量评估模型。为方便对安全验收评价结论进行准确、快速地评估,利用EXCEL软件建立了安全验收评价结论定量评估系统。该评估模型和评估系统可以客观、快速、准确地对危险化学品企业安全验收评价结论进行定量评估。     

基于三边匹配理论的应急救援分配决策

为解决大型地质灾害背景下应急救援初期救援人员、应急救援装备与受灾地点的分配问题,提高应急救援的效率和质量,首先,将应急救援三方主体之间的选择过程描述为三边匹配问题;然后,标准化处理匹配三方主体的多属性偏好评价信息,构造多属性综合偏好得分矩阵,并以系统稳定性和总偏好效用最大化为目标,建立应急救援初期背景下的三边匹配满意稳定模型;最后,通过算例验证模型的可行性和有效性。结果表明：该模型考虑各主体偏好对于资源分配的影响,能实现应急救援背景下救援人员、应急救援装备与受灾地点三方主体的合理匹配,有助于缩短应急救援部署时间,提高应急救援的效率和质量。     

考虑救援时效的化工园区应急物资储备站点选址模型研究

针对化工园区的应急物资储备站点选址问题,在同时考虑经济因素以及救援效果的基础上,建立了多目标覆盖选址模型,同时引入了应急救援时效函数,以反映物资运输时间对救援效果的影响.最后将模型应用于江苏省南部的化工园区应急物资储存站点的选址问题进行算例分析,使用NSGA-II算法对模型进行求解,并采用TODIM法对得到的帕累托最优...