考虑释放时间和调度顺序的可分任务调度模型

针对处理机具有任意释放时间的异构并行与分布式系统,通过寻找最优的处理机调度顺序和任务分配方案,使得任务的完成时间达到最短.首先,在给定处理机调度顺序的情况下,分析了处理机释放时间对任务完成时间的影响,得到了任务分配方案关于处理机调度顺序和时序约束条件的解析解;然后,以调度顺序和时序约束条件为变量,以任务的最短完成时间为目标,建立了一种新的可分任务调度模型;最后,设计了高效的全局优化遗传算法求解该模型.仿真结果表明所提算法比已有算法完成任务的时间更短.     

考虑受灾区紧迫度的应急物资航空投放力量调度策略

航空应急救援因为救援时间短,受地理因素影响小的特点,在应对突发事件的过程中发挥了重要作用。为了更有效解决应急物资航空投放力量的调度问题,以大规模自然灾害为背景,设置单出救点、多受灾点的数学模型,使用网络层次分析法(analytic network process, ANP)-综合指数法来评价不同受灾区紧迫度的情况,从而衡量不同受灾点的差异性,并根据灾区紧迫度设置救援时间窗限制。如果救援物资不能在规定时间送达,则会给受灾区域造成损失,因此引入惩罚函数;在考虑灾区紧迫度情况下,对应急物资航空投放力量进行调度,以救援的总时间最短、救援的总成本最小为调度优化目标,构建数学模型,并通过遗传爬山算法对模型进行求解,讨论灾区紧迫度对航空应急物资投放力量调度的影响,以2008年汶川地震为对象进行了实证研究。     

基于Memetic算法的集装箱码头泊位应急调度策略

针对集装箱码头因船舶压港产生的应急调度问题,提出一种基于Memetic算法的泊位应急调度策略.首先,通过人机交互方式确定一系列不同长度的恢复时间;其次,在每段恢复时间内采用Memetic算法对相应船舶集合进行重调度,以实现甩港船舶数最少的优化目标;最后,通过综合分析恢复时间和优化结果确定最终方案.试验结果表明,该优化策略可使集装箱码头在尽量完成船舶作业的同时,以最快速度恢复到正常生产秩序,可供集装箱码头应急决策时参考.     

基于PSO的载荷受限的灾后救援任务分配问题研究

[目的]针对灾后救援问题,研究多直升机多任务含约束灾后救援任务分配问题,给出基于微粒群优化的问题求解方法,以获取各直升机的救援分配方案.考虑救援时间和直升机载荷有限,期望在有限的时间内救援最多的被困人员.[方法]首先,针对问题特性,考虑上述约束和目标,建立问题的数学模型;其次,采用改进的微粒群算法对所建模型进行求解,主要包括微粒的解码方法、微粒的位置和速度更新公式、全局极值更新方法以及局部搜索方法等.[结果]采用所提方法对不同的救援场景进行求解,并与自适应大规模邻域搜索算法进行了比较.[结论]仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于竞争粒子群算法的云计算资源调度策略

针对大规模云计算环境下的资源调度问题,提出了改进的竞争粒子群优化算法,以提高云计算资源调度效率.基于多目标综合评价模型,首先建立包含任务完成时间、功耗以及负载均衡度的适应度函数,再利用混沌优化方法产生分布更加均匀的初始化粒子,引入自适应概率的高斯变异对胜利粒子位置进行更新,以提高种群多样性并增强全局搜索能力.仿真试验表明,在相同的条件下,本文算法能够寻到最佳的调度方案,适用于大规模资源调度,且结果优于对比模型.     

海上救助辅助决策系统支撑平台的研究

研究电子海图与水文气象数据的集成技术,实现电子海图、救助力量配备、遇险船舶以及气象海况动态信息的综合显示.研究基于气象网格数据的航线风险评估算法以及救助专家知识库,开发救助方案的推理引擎,搭建海上应急救助及大风浪条件下快速接近海面遇险船舶的计算机辅助决策支撑平台.     

重特大事故人员疏散算法设计及系统实现

针对工业企业重特大事故中的人员疏散问题，提出了一种能有效决策、指挥人员疏散的物联网系统.在此基础上，以较短的时间使全部人员疏散为优化目标，设计了一种快速搜索人员疏散路线的启发式算法ERSA.该算法根据厂区内道路和当前人员的分布情况，在规定的时间内通过多次循环迭代优化人员疏散路径.大量对比实验表明，ERSA能够有效地减少疏散时间，与最短路径疏散方法和随机疏散方法相比全体人员的疏散时间分别缩短了15%和28%.     

救助直升机救助半径分析和计算

在分析直升机搜救行动特点的基础上,以直升机的续航时间为界限,着重对直升机的搜寻范围进行了分析,并结合相关的影响因素,采用数学计算的方法解决直升机在搜寻过程中所需时间等参数.根据救助直升机的不同性能,利用计算机软件迅速进行预判,得出不同的海上救助半径.为救助直升机的调度,指挥和合理安排作出了一些尝试.     

铁路突发事件应急资源调配的优化与决策

优化铁路应急救援资源的调配是降低突发事件人员伤亡、减少财产损失的重要途径。基于应急资源调配的特点及要求,建立应急资源调配时间最短的单目标模型,以及调配时间最短,且应急出救点最少的双目标模型;并运用分层序列法进行求解。研究表明,双目标模型优化可以减少应急出救点、节约救援成本。利用Matlab软件设计应急资源优化调配的决策程序,实现资源调配决策的快速化、科学化;并以南昌铁路局为例进行实证分析。研究成果为铁路突发事件的科学应急救援,减少事故救援时间和成本提供参考。     

多层级应急救援协同调度模型

随着灾害事故发生频次的不断增多、处置难度的不断增大,仅依靠受灾行政区域内有限的应急救援力量根本无法完成任务,特别是在行政区域边缘地带发生灾情时,受灾行政区域内的应急救援力量比邻近行政区域应急救援力量到场慢的情况经常发生。为了改善这一现状,该文提出了一种多层级应急救援力量协同的方法,包括战区、区域和网格3种协同形式,探究了协同调度的原则,构建了协同调度模型和流程。以不同行政区域的消防应急救援力量协同为例,对区域协同调度进行了实例验证。结果表明:该研究可以有效缩短应急救援首战力量的到场时间,有助于优化应急救援调度工作。     

交巡警服务平台的合理调度研究

考虑到警务资源的有限性,以2011年全国大学生数学建模竞赛B题中的数据和假设为基础,根据图论中的Floyd算法和运筹学中的指派模型,研究了如何在突发情况下对指定地区进行快速全面封锁,建立了以时间优先为原则的指派模型,并利用MATLAB编程求解,得到了完成调度的最短时间和最优调度方案。     

森林火灾多机型救援三维航迹规划

为解决通用航空森林火灾救援时机群调度存在的航迹优化问题,提出一种针对多机型的自适应三维改进A^*航迹优化算法。目前常用的传统A^*算法存在搜索节点多、计算速度慢和受限于二维空间等缺点,综合考虑不同救援航空器实际飞行时的性能限制,从三维空间上改进搜索节点;提出考虑救援成本的代价函数,同时采用自适应方法动态调整权重。仿真结果表明,该算法能有效减少航迹规划时间和航迹长度,加快搜寻救援方案的生成速度,有效提高救援机群调度效率,更符合通用航空器实际林火救援飞行。研究成果可为提高通航森林火灾救援效率提供理论依据,具有一定的参考意义。     

基于agent的高速公路救援车辆动态派遣方法

为了解决高速公路网多救援点出救,多种类、多数量救援车辆处置多起交通事故问题,应用agent方法建立了救援车辆动态派遣模型.模型将事故作为任务agent,救援车辆作为资源a-gent,将任务延时损失最小和派遣资源成本最少作为系统性能指标.针对多agent协作性特点及多起事故救援的不确定性,设计了招投标过程,并在积累救援信息、寻求多目标最优解过程中,制定了agent启发式学习过程,获得动态最优解.南京市周边高速公路网救援实例表明,基于agent的救援车辆派遣方法可以动态地获得全局优化的派遣决策方案,验证了方法的可行性和有效性.     

考虑拥堵道路停车惩罚的定制公交调度研究

为了满足城市产业聚集区乘客出行的个性化需求，同时缓解路网过饱和问题，提出了考虑拥堵道路停车惩罚的定制公交调度模型。分析定制公交运营条件和调度规则，标定拥堵道路停车载客成本惩罚函数和违反乘客时间窗惩罚函数，以乘客在车时间成本、车辆运行时间成本、违反乘客时间窗惩罚成本和拥堵道路停车惩罚成本构成的系统总成本最优为目标，建立了响应实时需求的定制公交调度决策模型。设计了改进遗传算法和插入算法进行问题的求解，以中关村软件园为实例来验证模型和算法的有效性。结果表明，定制公交在班次时长、满载率以及成本控制等目标上均能达到预期效果，模型和算法具有一定的可行性。     

资源受限条件下公路工程进度计划优化方法

针对资源限制条件下的公路工程进度安排问题，讨论了资源分配的优先准则和工作调整步骤，对比分析了优先系数方法和资源调配方法的优化结果，在优先系数计算公式中考虑“工作最早完成时间”参数，对优先系数计算公式进行了改进，以提高模型的适应性；应用“约翰逊-贝尔曼”法则，对新参数的合理性作了进一步论证。分析结果表明，改进后的模型能够更合理地确定发生资源冲突时各项工作的先后顺序，可迅速有效地得到资源限制条件下的最短工期计划。     

不同冰情影响下的北极船舶航速优化

为便于北极航行运营决策,在考虑冰区气象条件的基础上,为保证船舶安全性,降低船舶成本,建立不同冰情影响下的北极船舶航速优化模型.鉴于北极航运与冰区通航有严格的时间窗约束,利用离散时间元法,建立有向无环图,利用最短路径算法进行求解,极大地提高了模型求解精度.通过改变冰密集度,求得不同冰情下使航次总成本最小的最优航速,解决冰区航线航行经济性选择问题,可以进一步为北极航线船舶运营提供决策支持.     

煤矿应急救援指挥与管理信息系统

针对煤矿事故应急预案，基于煤矿局域网环境开发了矿井应急资源管理、预案演练和救灾辅助指挥系统，该系统通过信息管理子系统实现对应急管理机构、救援物资、救护装备的自动化监控与管理；通过预案演练子系统不断提高煤矿的安全管理、应急响应和安全培训的效果；通过实时救灾指挥子系统辅助指挥员启动预案，提高应急救援响应的能力。通过在木城涧煤矿应用的实践证明。本系统已经成为矿井应急资源管理、预案演练和救灾辅助指挥的重要手段。     

基于能力约束的地震灾害应急救援调度优化研究

研究了能力约束下的地震灾害应急救援的调度优化.首先,针对应急救援时医院能同时救治伤员的容量以及从灾害点到医院运输伤员的能力有限的问题,分别从单灾害点多医院和多灾害点多医院两方面来建立调度优化模型,模拟伤员运输;其次,考虑救援期间伤员的流动所导致的医院救治能力的动态性,重新规划调度优化模型,用最短的时间救治更多的伤员;最后,通过一个算例的计算分析对模型进行说明.     

运力约束下油气长输管道应急资源调运模型及算法

为提高油气长输管道应急救援活动中应急资源调运过程的整体可靠性,讨论了在各应急救援点运力约束条件及应急资源连续性消耗条件下,以应急开始时间最短、出动救援点数目最少为目标的应急资源组合调运问题.加入应急救援点单程最大运力约束,给出了此约束条件下的连续性消耗两目标应急资源的调运模型,以单目标应急资源调运模型解算法为基础,研究得到了新模型的递推算法.相应数值模拟算例的计算结果表明,与无运力约束的模型相比,运力约束条件下得到的应急资源调运方案出动的应急救援点数目多,但更符合应急救援实际情况,可指导制定更加准确可靠的油气长输管道应急资源调运方案.     

社会救援资源供给研究及系统动力学仿真

基于需求波动性大、需求时限短和需求种类难以预测的三个特性,将社会救援资源供给系统分为社会救援资源储备调用子系统和社会救援资源动员子系统,界定相关概念并分析其主要影响要素;运用系统动力学,在假设不存在信息延迟的情况下,分别对社会救援资源储备调用子系统、社会救援资源动员子系统和社会救援资源供给系统进行建模,并利用算例进行仿真,通过仿真结果分析,验证模型的可行性和有效性.