考虑信息隐藏策略的反恐应急设施选址模型

恐怖袭击常以人流密集地区的平民对象作为袭击目标,极易造成严重后果.通过反恐应急设施的合理布局可以缩短救援时间并降低袭击损失.在设施选址过程中,政府还可通过选址信息的隐藏来获取信息优势,误导恐怖分子的袭击策略并改善效用.首先,对考虑信息隐藏策略的反恐应急设施选址问题进行描述,结合随机选择模型刻画恐怖分子的有限理性行为,并将该问题构建为一类双层规划模型;随后,针对模型分别设计精确解算法和遗传算法,并结合喀什地区交通网络进行仿真分析.结果发现:恐怖分子理性程度已知时,相比于选址信息的完全公开,隐藏部分信息后更有利于降低政府损失,信息隐藏的最优数量与恐怖分子理性程度相关;恐怖分子理性程度未知时,在其理性程度被低估的情形下,选址信息隐藏策略更能发挥作用.     

基于完全信息动态博弈的反恐设施选址模型

针对反恐设施选址问题, 考虑反恐设施点准备时间及反恐物资的运送时间对核生化恐怖袭击损失的影响, 构建完全信息非合作动态博弈模型. 讨论连续选取单个设施点和离散选取多个设施点的不同情形, 应用遗传算法求解子博弈精炼纳什均衡. 以上海市区县网络为例的仿真结果表明, 交互式设置反恐设施点和减小反应时间均能有效减小袭击损失, 并随设施点增多, 损失减小幅度趋缓. 该模型反映了政府与恐怖组织间的战略交互, 为反恐设施选址提供了一种有效的分析方法.     

恐怖分子跨国潜入的反恐安检资源配置研究

考虑难民跨国流动安置过程中恐怖分子潜入问题,构建了政府防御部门和恐怖分子间的斯塔克伯格博弈模型,结合各个出入境口岸站点侦测概率的相关关系及恐怖分子在站点潜入成本差异,分析了恐怖分子最优潜入站点和政府防御部门安检资源优化配置问题.研究表明,站点潜入成本约束条件下,恐怖分子可供选择的最优潜入站点有所差异;在侦测概率呈现递减情景下,政府防御部门从恐怖分子潜入站点到后续安检站点间配置资源并非是均等的.     

考虑凸形障碍的应急设施选址与资源分配决策研究

应急设施是应急救援的依托载体,其科学合理的选址事关应急救援的紧迫性和应急资源分配的及时性,障碍约束下的应急设施选址与应急资源分配决策研究具有重要的战略意义.从需求区域的视角和应急设施应急服务质量的视角构建基于障碍约束、容量及安全库存约束的应急设施选址与资源分配优化模型,引入安全库存机制,综合考虑时间性、经济性及地理阻断等多重约束限制,剖析选址和应急物资分配的决策过程,进行应急设施的选址决策和应急物资分配预案的制定.设计灰狼优化算法(GWO)与可视凸点绕障路径耦合算法求解模型,结果表明:所设计算法能有效实现绕障路径的优化,且在需求区域的不同时间满意度偏好下,获得最优的选址-分配方案,研究成果将为应急设施选址与资源分配提供模型和方法设计.     

多地点协同恐怖袭击下的多目标警务应急物流调度

多地点协同恐怖袭击是最新恐怖袭击形式,会造成严重灾难和大范围社会恐慌.面对袭击时,不仅要考虑救援速度,而在警务救援过程中要综合考虑救援效率、救援效果和救援公平性,制定有效的警务应急物流调度方案以达到快速、高效的救援.本文考虑警务应急物流调度的三个目标,分别是未满足需求、最小最大到达时间和掠夺成本,建立了多个地点发生协同恐怖袭击的多个警务资源有效分配救援的多目标非线性规划模型,并利用改进的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解,以某市公安局的警力和医疗部署为基础,以多点同时发生恐怖袭击为背景进行数值实验,结果验证了模型和算法的合理性与有效性,并得出了受袭地点重要程度最短距离优先策略的救援效果较优于最近救援距离优先策略、合理的警务资源调度中心设置对救援调度有较好的效果、警力分散设置有利于减少恐怖袭击带来的影响的结论.     

基于认知差异的恐怖主义袭击误对策分析

恐怖袭击事件中博弈双方高度不对称和存在认知差异,误对策方法提供了合适的分析框架.本文运用误对策分析方法剖析了恐怖袭击事件中政府反恐力量与恐怖分子的认知差异,并分析了不同情境下策略冲突的平衡结局.由于双方认知偏差可能导致不存在纯策略纳什均衡,而混合均衡进一步加大了策略的不确定性,安全策略采取"安全第一"的原则使决策者避免最大风险,相对于纳什均衡更合适作为存在认知差异的误对策问题的均衡分析方法.在实践操作角度上,恐怖袭击二阶误对策模型的平衡结局为恐怖分子发动的恐怖袭击行动将被挫败,因此提出提高反恐效能的政策建议,即发动社会民众提供反恐情报和预警线索,提高民众反恐意识.     

考虑空间因素的反恐防御竞争分析

恐怖袭击已经成为影响社会公共安全的主要威胁之一.本文针对两个易受恐怖分子攻击的目标间的防御竞争问题进行了模型分析.首次将空间范围因素考虑进来,并基于Hotelling模型求得了最优防御范围.通过建立及对比同时和顺序博弈两种模型发现:同时博弈时会引发防御竞赛,而顺序博弈时会出现搭便车现象.当两目标区域对称时,目标价值越大,达到均衡时受到袭击的概率会越小,与博弈类型无关.相对于扩大防御范围,增加防御密度对反恐更加有效.同时博弈时最优防御范围在中点处,与目标价值大小无关,而顺序博弈时防御范围与目标价值大小有关.研究结果为防御竞争目标间的防御体系构筑提供了决策参考.     

损毁情景下应急设施选址的多目标决策方法

应急设施选址问题是应急管理中的重要问题,设施的长期战略性地位,促使决策者在进行选址决策时关注多种目标.在一定的经济投入条件下,本文首先提出了决策者制定设施选址方案时的目标原则,构建以时效性、均衡性和鲁棒性为核心的评价体系,进而建立了应急设施选址的多目标优化模型,用覆盖为目标的救援总时间反映时效性,最大救援半径反映均衡性,以及设施损毁情景下额外增加的救援变更时间反映鲁棒性,用三个目标函数组成的三元组刻画选址决策的目标向量,理想点是一个三元向量,每一个分量值表示只以这个分量目标函数求解得到的最优值,提出了基于理想点的目标扰动最小化模型,并采用遗传算法设计求解方法,通过算例分析了模型和算法的有效性,说明本文提出的模型与算法在解决应急设施选址决策方面具有一定的应用价值.     

城市应急资源调度系统建模与仿真

突发事件发生时,应急资源的合理调度问题尤为重要。如何解决单一城市应急资源供应不足,如何将更多的资源进行整合,选择哪些救援点进行救援,什么时候进行救援,这些都是需要讨论的问题。通过建立虚拟协调中心,将分布式系统的理论应用到整合城市之间应急资源的协同调度管理中,从应急系统成本费用和因施救不及时造成损失的双重角度考虑,将救援成本最小和出救点数量最少作为应急优化目标,建立了针对多救援点事故灾害下的应急资源调度模型,并对资源的动态调度模型及协同过程进行仿真与研究分析。     

考虑消防联动与效益的消防站多目标选址方法

为提升城市消防应急能力、降低消防响应成本,针对消防站选址决策问题,在消防资源有限的前提下,同时考虑消防站均衡性和消防效益,利用消防责任区覆盖率和消防响应损失成本分别描述均衡性与消防效益,并考虑城市重特大火灾事故处置的联动消防情景,构建消防站选址的多目标选址覆盖模型.通过经典的多目标优化算法SPEA2算法对模型进行求解,得到该多目标选址问题的Pareto最优解集,利用模糊集理论从Pareto最优解集中选取折中解.最后,以上海市外环以内市区为例,验证模型的可行性与有效性,为消防站科学选址提供决策依据.     

Optimal Switching Integrity Attacks on Sensors in Industrial Control Systems

In this article, an optimal switching integrity attack problem is investigated to study the response of feedback control systems under attack. The authors model the malicious attacks on sensors as additive norm bounded signals. The authors consider an attacker who is only capable of launching attacks to limited number of sensors once a time and changing the combinations of attacked sensors all over the time. The objective of this paper is to find the optimal switching sequence of these combinations and the optimal attack input. The authors solve this problem by transforming it into a traditional optimal control problem with new control variables vary continuously in the range [0, 1]. The optimal solutions of the new control variables are of bang-bang-type. Therefore, an algebraic switching condition and an optimal attack input can be obtained. Finally, numerical results are provided to illustrate the effectiveness of the methods.     

线性减少加工时间的资源约束单机排序问题

讨论具有连续资源的单机排序问题。在这一模型中,工件的准备时间是所消耗资源的非负严格减少连续函数,工件的加工时间是开工时间的严格减少线性函数。考虑两类问题,第一类问题的目标函数是在满足最大完工时间限制条件下极小化资源消耗总量。第二类问题的目标函数是在满足资源消耗总量限制条件下极小化最大完工时间。对两类问题讨论了最优排序的某些特征。基于对问题的分析,分别给出了求解最优资源分配的方法。结果表明,加工时间为常数情况的结论对于加工时间是开工时间线性函数的情况仍然成立。     

一类资源约束单机排序问题

讨论具有连续资源的单机排序问题．在这一模型中，工件的释放时间是所消耗资源的非负严格减少连续函数，工件的加工时间是开工时间的严格增加线性函数．考虑两类问题，第一类问题的目标函数是在满足最大完工时间限制条件下极小化资源消耗总量、第二类问题的目标函数是在满足资源消耗总量限制条件下极小化最大完工时间．对两类问题讨论了最优排序的某些特征．基于对问题的分析，分别给出了求解最优资源分配的方法．结果表明，加工时间为常数情况的结论对于加工时间是开工时间线性函数的情况仍然成立。     

两种经营模式下通勤廊道停车换乘选址及停车费用优化

停车换乘作为交通需求管理措施的一个重要手段,可以有效缓解城市中心区的交通拥堵以及城市停车问题.合理的停车换乘没施选址和停车费用都将大大提高停车换乘设施的作用和完善整个城市交通系统的功效.本文以通勤廊道的停车换乘系统为对象,分别考虑政府经营和企业经营两种模式,提出了双层规划模型来描述停车换乘条件下停车换乘选址及停车费用优化问题.基于灵敏度分析的方法,提出了分支定界算法求解提出的双层规划模型.采用数值算例验证了提出的模型和算法的有效性.该研究可以为从成本与收益的角度对停车换乘设施的建设方案的评价提供决策支持,对停车换乘系统的发展和规划具有理论指导意义.     

基于偏好DEA 的应急系统选址模型研究

在传统的应急系统选址模型的单一评价指标的缺陷基础上,分析了影响应急服务设施选址的输入指标和输出指标,建立了基于偏好DEA的应急服务设施选址模型.通过适当的变量替换,将非线性规划模型转化为线性规划模型,从而给实际应用带来了便利.最后通过一个例子说明,基于偏好的DEA选址模型,为应急服务设施选址问题提供了一种有效的分析方法.