灾害扩散实时影响下的应急疏散路径选择模型

应急疏散的目的是要在灾害发生时将处于危险地带的人群尽快转移至安全地带.由于灾害的扩散,疏散网络中各弧段上的路况将不断恶化,且不同的弧段受到灾害扩散影响的程度也将不同.为此,在提出的应急疏散路径选择模型中,将通过疏散路径所需的总疏散时间最短作为优化目标,将各弧段上的通行速度表示为关于时间的连续递减函数,并对不同弧段的速度函数设置了不同的衰减参数.设计了求解这一时变最短路问题的改进Dijkstra算法并给出了算法的正确性证明,仿真实例说明了模型和算法的有效性和可行性.     

道路容量不确定情形下可靠应急疏散路径规划问题

本文提出道路容量不确定的基于可靠性的应急疏散路径规划(包含路径的选择和随时间的流量分配)模型.现有的模型假设在制定路径规划时就已知灾害发生后的道路容量,或者为确切不变常数,或者为精确概率分布函数.本文假设道路容量的概率分布难以精确获知,仅知部分分布信息,利用分布鲁棒优化方法,构建寻求以已知信息为特征的不确定集的最坏情形下的可靠疏散路径规划.基于交通流的网络拥塞最小化原则,建立了以最小拥塞概率为目标的机会约束模型,以保证应急疏散路径规划方案分配的流量不超过灾害发生后实际的道路容量,进一步确保路径规划方案的可靠性.给出了求解方法,进行了仿真分析,验证了方法的有效性和疏散路径方案的可靠性.     

重点片区道路应急避震疏散评价理论模型

根据对重点片区应急避震疏散影响因素的分析,结合系统动力学的基本思想和原理的研究,从灾害环境、道路空间、人员特性三个方面分析了地震疏散过程中的动态反馈性,建立了道路系统动力学疏散的因果模型和流量模型.结合城市抗震防灾规划标准中对紧急避难场所、疏散道路及疏散时间的要求,就地震灾害发生时重点人群密集片区的紧急疏散过程中的道路疏散能力进行了动态模拟,并根据模拟结果对重点人员密集片区的规划改建提出了相关的建议,为城市抗震防灾工作提供参考.     

应对自然灾害的应急资源布局模型与算法

以地震为背景,考虑灾害发生时需求不确定的条件,建立基于情景分析的随机整数规划模型,解决针对自然灾害的应急资源布局问题.将灾害发生后的情景划分成两个阶段的随机事件,前一个随机事件表示灾害刚发生后震源位置、震级大小的信息;后一个表示当震源和震级的信息确定后,各个灾区的需求量.利用有限个情景表示不确定性数据.通过松弛非预期约束,将松弛问题按照情景分解,并利用分支定界算法求解Lagrange松弛问题.数值试验表明,建立的模型是实际可行的,而且算法也是有效的.     

轨道交通换乘站密集客流应急疏散仿真研究

轨道交通作为城市重要的公共交通方式之一,其安全运营至关重要。以重庆两路口轨道交通换乘站为例,根据实地调研获取的人员流量数据及空间结构特征,构建多层次轨道交通换乘站仿真模型,针对火灾、爆炸等突发事件,使用AnyLogic软件对站内人员的疏散过程进行仿真研究,包括疏散路线和疏散时间。研究目的是检验轨道交通换乘站应急疏散能力,并为其应急疏散策略制定提供有效借鉴。结果表明,案例中人员疏散到安全区总用时338 s,符合《地铁设计规范》“6 min”疏散时间要求,所提出应急疏散策略对实际管理工作具有借鉴意义。     

基于实时数据的应急交通疏散仿真方法研究

突发事件应急管理是非常态复杂系统问题,目前缺乏有效的研究手段.由于突发事件发生频率低,演化模型不明确,不确定性高的特点,在常态下广泛适用的传统仿真模型和基于数据的模型,通常难以直接应用在非常态情景中.本文提出了基于实时数据的应急交通疏散仿真方法,通过融合仿真模型和数据分析技术,使仿真系统能够兼容常态与非常态仿真计算,增强了其在非常态下的适应能力.本文以大规模交通疏散为例设计了仿真方法,该方法可以提高应急状态下交通仿真系统的预测准确性,并有能力提供多种事件的可能发生方向,为交通疏散应急管理提供决策支持.     

复杂灾害情景下应急资源配置的随机规划模型

提出基于区域灾害系统理论来构建复杂灾害情景, 用于描述突发事件的复杂性和高度不确定性. 基于复杂灾害情景建立了一个两阶段随机规划模型, 进行应急设施的定位决策、应急物资的库存决策和不同灾害情景下应急物资分配预案的制定. 使用新的编码方式, 将第一阶段的选址-库存模型转化为一个无约束非线性优化模型, 使用自适应免疫克隆选择文化算法进行求解. 对于第二阶段的应急物资分配模型, 则提出了"势能抵消算法". 最后基于四川地震带的相关数据给出了算例, 验证了模型及算法的有效性与可行性.     

基于情景分析的应急资源布局决策

考虑灾害发生时需求、运输代价等不确定因素,建立基于情景的应急资源布局两阶段数学规划模型,解决针对自然灾害的应急资源布局问题。将应急资源分配过程作为辅助决策阶段,解决应急设施选址和应急资源配置问题,并利用最小最大值的鲁棒优化方法进行应急资源布局决策。在求解模型时,根据灾害发生的不确定性,利用有限个情景集表示第二阶段的不确定性数据,并将模型化为与其等价的混合整数规划模型,利用情景松弛的迭代算法进行求解。数值试验结果表明基于最小最大准则的应急资源布局模型具有良好的鲁棒性,而且算法也是有效的。     

大规模人流多出口应急疏散预案的优化与研究

设计了有通行能力限制的多出口疏散路径整数规划模型,采用回溯算法和二分搜索算法结合的算法来求解,将各弧段上的通行速度表示为时变的连续递减函数,并对不同弧段的速度函数设置了不同的衰减参数.最后结合汶川地震中四川大邑县的地震应急疏散图作为案例进行了仿真,对其应急预案进行了优化并给出了改进建议,同时也证明了算法的正确性和实用性.     

基于前景理论的突发事件应急响应的风险决策方法

针对应急方案对突发事件发展演变存在干预并可能导致不同的人员伤亡和财产损失的情形, 提出了一种基于前景理论的应急响应风险决策方法. 首先, 描述了突发事件应急响应的风险决策问题; 然后, 基于前景理论的思想, 计算突发事件不同情景的综合价值, 即定量化描述针对不同情景的人员伤亡和财产损失的决策者综合心理感知; 进一步地, 计算突发事件不同情景的权重, 即定量化描述针对不同情景出现的重要性程度的决策者心理感知; 在此基础上, 依据情景综合价值、情景权重和应急方案的成本投入, 计算各应急方案的综合前景值, 并依据综合前景值的大小确定应急方案排序. 最后, 通过一个案例研究说明了该方法的可行性与有效性.     

基于改进A*算法的多层邮轮疏散系统仿真

为解决海上航行应急疏散效率低下的问题,提出一种基于改进A*算法的应急疏散系统。以网络流模型为基础,采用邻接节点的遍历方式完成路径搜索,并在代价值的计算中加入路径人员密度和路径障碍物的影响,使算法更具实用性。为提升算法效率,对网络进行节点优化,给出单层多出口情况下的多路径择优方案,并考虑在路径发生拥堵时进行二次规划。仿真结果表明：该系统能够为多层大型邮轮上的人员提供一条有效的疏散路径,不仅在安全性方面可以有效避免路段拥堵情况,而且在疏散时间方面较传统A*算法更短,疏散效果更好。     

人口密集区震后压埋人员伤亡及救援动态模型

根据对人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援影响因素分析,结合系统动力学基本思想及原理从地震破坏子系统、人员伤亡子系统、应急救援子系统、抗震防灾子系统四个子系统,研究了人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援过程中的动态反馈性;建立了人口密集片区震后压埋人员伤亡及救援系统动力学因果模型和流量模型;结合城市抗震防灾规划标准中对紧急避难场所、疏散道路等的建设要求,就重点人群密集片区不同发震时刻震后压埋人员伤亡及救援过程进行了动态模拟;并根据模拟结果对人员密集片区的防灾及紧急救援提出了相关的建议,为城市抗震防灾工作提供参考.     

突发事件情景应对案例库族谱设计

突发事件情景超越经验,应急行动又依赖于应对者的经验.应用案例推理是比较有效的学习历史经验的途径,有助于厘清突发事件应对情景的演变.面对多阶段、多目标、多主体的复杂灾情,单一领域的案例库系统难以满足应对需求,需构建跨领域的集成案例库.本文引入生物分类学方法与案例相似度概念,着重于案例库族谱设计,分别结合情景演化考虑事件链与情景相似度,阐述了案例族谱横向与纵向两个维度及其关系.基于这一架构理论,规划了深圳市突发事件应急案例库的族谱结构.     

应急疏散路径选择元胞传输宏观模型

通过建立元胞传输模型,研究了紧急事件下动态网络交通流应急疏散问题,将车流离散化处理成单个车辆可以有效地克服网络规模较大时运算效率低的缺点.模型采用时间步长法进行模拟,紧急疏散车辆路径的确定与各路段的走行时间密切相关.仿真实例说明模型和算法提高了紧急事件下网络动态交通配流的应用效果.     

非常规突发事件中的区域路网疏散能力评估与交通组织方案设计

分析非常规突发事件影响下的交通组织特性, 基于元胞传输模型(CTM)设计了疏散目标函数和疏散特性约束, 构造了非常规突发事件影响下限定时间的区域路网疏散能力评估与交通组织设计模型. 针对不同层次的需求, 模型可以整理为完整模型和简化模型两种形式, 在求解计算方面具有不同的特征. 设计了算例(其中包含路网结构和非常规突发事件场景), 应用完整模型和简化模型分别对算例进行了路网疏散能力评估和交通组织方案设计, 评估结论一致, 获取的交通组织方案可行且各具特征. 模型将为疏散预案的设计提供理论支持.     

基于知识元的应急管理案例情景化表示及存储模式研究

应急管理案例蕴含了大量的应急管理知识,如何有效利用这些知识,提高应急管理案例的应用价值,是当前应急管理研究的难点.通过引入共性知识元模型,以知识元的形式抽取领域内突发事件应急管理共性知识,形成共性可扩展的应急知识元体系.同时对应急管理案例进行情景的划分,在此基础上对应急管理案例情景序列的知识结构进行分析,结合应急知识元体系提出应急管理案例的情景化表示及存储模式,使应急过程各阶段的信息相分离,形成基于知识元的应急管理案例情景库,更加满足"情景-应对"模式中案例推理的需要.