现代城市消防规划的若干问题

针对目前我国城市飞速发展过程中城市消防规划中存在的许多问题,就城市消防规划的落实,城市消防规划基础设施建设中的消防站(队)、消防给水系统、消防通信及指挥系统部分,以及城市消防规划的布局等方面的问题进行了研究,并提出了一些解决问题的对策.     

火灾风险综合评估在消防站布局规划中的应用

本文通过新旧《城市消防站建设标准》在消防站布局方面有关条文的对比,结合《厦门市消防规划(2004-2020)》修编过程中关于消防站布局规划的制定和思考,对应用火灾风险综合评估进行消防站规划布局提出意见和看法。     

消防站布局优化的计算机方法

消防站布局规划应该建立在科学分析的基础上,然而由于种种原因,中国的消防站布局规划主要还是根据人为经验进行的。该文提出了一种易于推广的消防站布局优化计算机方法。该方法以平均消防行车距离最小为消防站选址原则,将责任区抽象为多个"结点",同时考虑了消防站的选址和消防站责任区的划分,实现了多个消防站的整体布局优化。文中给出的实例表明该方法具有科学性和合理性。该方法还适用于诸如医院急救站等类似公共设施的规划建设。     

中小城市消防站选址模型与算法研究

结合中小城市的各项消防数据,采用负荷距离法作为主要研究方法,将消防责任区划分为多个小区域,以消防车平均行车距离最小作为消防站选址原则,对中小城市各个消防站的选址进行优化和研究.通过地理模型来求解两点之间的几何距离,简化了繁琐的算法,具有明显的优越性和可操作性.选址模型具有良好的可移植性,适用于医院急救站等公共设施的规划建设.     

基于空间句法的城市消防站可达性分析及优化策略

可达性是城市公共服务设施选址布局领域必须考虑的重要因素。本文依据枞阳县消防站布点及路网数据等信息,结合空间句法和缓冲区分析法对城市消防站的全局可达性和局部可达性进行定量测度,揭示了不同时期研究区道路网络的可达性分布的空间形态特征和演变情况,为枞阳县消防站的选址布局及优化提供数据支撑。结果表明：1)研究区内规划道路的全局可达性较现状道路有很大提升,局部可达性有所提升;2)规划道路中的全局可达性较好但未达到1,各空间单元呈离散的模式,与规划的组团式布局相吻合,规划道路中局部整合度和全局整合度较高的路段存在错位现象;3)现有消防站的全局和局部可达性综合表现良好,可成为区域范围内消防力量有效调配的支持基础;4)除现状以外的其他消防站全局、局部可达性均不是很高,尤其是外围组团的消防站与局部可达性较高的路段有明显的“错位”现象。     

基于GIS网络分析的城市公交车路网可达性

针对城市地表空间异质性和交通可达性测度问题,提出一种基于地理信息系统(Geo-graphical Information System,GIS)的网络分析和距离成本加权算法,研究城市公交车路网的空间距离和时间可达性.利用网络拓扑模型构建汉中市道路节点-链路网络;采用两步移动搜寻法(Twostep Floating Catchment Area method,TFCA),考虑社区单元人口、公共设施、土地利用和城市规划等约束成本,分析城市公交车网络覆盖区域的距离可达性、时间可达性和综合可达性.结果表明:汉中市公交车网络的时间和距离可达性值,由中心城区向主城区、近郊区和远郊区的依次减弱.中心城区和主城区的公交车网络的可达时间小于20 min,可达距离小于5 km;市远郊区和偏远乡镇的公交车可达时间大于50 min,可达距离大于10 km.未考虑公交路线之间的闭合和站点优化问题,市远郊区的公交车覆盖区域的时间和距离可达性较差.     

基于PAM聚类分析方法的路径优化算法研究与实现

针对交通网络中多站点路径优化问题,提出一种基于PAM聚类分析的路径优化方法,根据路网实际可达距离,将路网节点按照其节点间距离关系聚类划分为以路网节点间距离大小为表征的路网站点分类集合,同时对路线优化问题中目标节点按照分类结果进行区域限定,在限定路网搜索区域同时采用动态规划进行局部搜索优化,降低了搜索算法时间复杂度.最后依据国家基础地理信息系统网站提供的国界、省会城市及主要公路基础地理数据进行算法仿真实现,证明了该算法的有效性.     

基于距离测算的企业物流配送最优路径规划模型研究

针对当前企业物流配送总成本过高、配送距离过长等问题,提出基于距离测算的企业物流配送最优路径规划模型.测算企业物流配送时的车辆行驶时间距离与空间距离,将两者归一化处理实现配送距离测算;借助鲸鱼优化算法,通过包围猎物的形似搜索最优配送路径;为避免陷入局部最优解,融合莱维飞行与鲸鱼优化算法,选择最优配送路径;结合距离测算值与改进后的鲸鱼优化算法,构建企业物流配送最优路径规划模型.通过该模型选择捕猎路径最短的鲸鱼,将该鲸鱼的位置作为最佳鲸鱼位置并输出,实现企业物流配送最优路径规划.该模型可在城市内有大量需求点情况下,规划出最优路径,且规划后的路径能够有效减少配送距离、降低时间消耗.     

基于非合作博弈的应急车辆调度与再配置

多事故多救援站点的应急车辆调度问题中,在处置当前事故时,若将空闲车辆再配置于救援站点,有利于对潜在事故的快速响应.文中采用双层规划理论和非合作博弈理论建立应急车辆调度与再配置模型.上层模型在事故需求和救援时间窗约束下,最小化当前事故响应时间;下层模型将各救援站点视为非合作博弈的局中人,综合考虑车辆再配置时间和救援站覆盖区域潜在风险,确定局中人的收益函数,将优化再配置策略转化为寻求非合作博弈的纳什均衡.然后,提出一种层次混合蛙跳算法,其中上层算法用于求解约束单目标规划问题,下层算法用于求解非合作博弈模型.求解事故算例证明了应急车辆调度与再配置模型的合理性和层次混合蛙跳算法的有效性.     

基于火灾风险评价理论的城镇消防站选址优化——以山西夏县瑶峰镇为例

构建瑶峰镇消防重点单位火灾风险指标体系,采用层次分析法评判得出瑶峰镇消防重点单位的火灾风险,排序为易燃易爆场所商场、集贸市场公共娱乐场所学校、幼儿园宾馆饭店重要机关高层住宅建筑。以火灾风险性最高的易燃易爆场所为重点消防对象,使用ArcGIS软件和传统消防站布局法,对瑶峰镇进行消防站优化选址。研究结果表明无论4 km2还是7 km2的消防站责任区面积,瑶峰镇城区都需要建设两个消防站,比原有消防站在位置上有很大的变动。在ArcGIS系统中的道路布局图上,可以确切得到新消防站的具体建设位置,为瑶峰镇政府建设新消防站提供优化决策。     

基于随机森林的城市建筑火灾风险等级评估方法

为实现城市建筑火灾风险智能量化评估,并解决消防资源优化配置问题,提出一种基于随机森林算法的城市建筑火灾风险等级评估方法.该方法框架由评估模型构建、火灾风险等级确定、特征重要性分析三部分组成,首先,基于随机森林算法和城市火灾特征数据建立火灾风险分数评估模型,对火灾风险进行数值化评估;其次,结合城市火灾防控实际和风险分数,...     

基于双层规划的应急救援车辆调度模型

为了在有限时间域内最大化各灾区应急资源需求满足量、减少延迟成本,采用网络流理论及双层规划建模方法,构建了含时间窗的应急救援车辆多次、多阶段动态调度模型,并利用基于动态规划的两阶段启发式算法进行求解.算例结果表明,最优解形成了集覆盖调度方案,即从供应点1出发的车辆覆盖需求点(1,3,7,8),从供应点2出发的车辆覆盖需求点(2,4,6),从供应点3出发的车辆覆盖需求点(1,5).在最优调度方案下,总延迟成本为0.双层规划能降低求解维度,上下层合作关系保证了全局最优的实现.因此,应急管理部门应先行决策应急资源的战略配置以有效提高各阶段救援车辆调度效率.     

基于网络效用最大化的mesh网优化算法

为设计联合优化算法,将多无线电多信道mesh网络的拥塞控制与信道分配建模化为一个使得网络效用最大的混合整数非线性规划问题.由于求解该规划问题具有很高的时间复杂度,因此利用拉格朗日对偶分解将之分解为若干个子问题,进而设计能获得近优解的分布式算法.通过该分布式算法,各节点能够自适应调整传输速率并根据网络状况进行多信道的分配.仿真实验表明该算法能够逼近最优解,并且随着网络中无线信道数目的增多,其结果更接近最优解.     

可靠性与经济性协调的城市配电网联络线优化规划方法

本文针对城市配电网中交、直流联络线规划问题,提出一种考虑可靠性与经济性协调的规划方法.首先,建立了联络线规划方案的可靠性与经济性协调评估模型,详细介绍了构成优化评估模型的子目标及其具体计算方法;此后,提出一种相邻配电网节点的等效发电机建模方法,利用地理信息系统(geographic information system,GIS),获取用于可靠性计算的参数,有效解决了如何在投入联络线之后评估配电网可靠性指标的问题.进一步,采用可靠性指标的快速计算方法以及薄弱环节定位方法进行了较为准确的配电网可靠性评估并确定最大供电可靠性联络线规划方案.最后,提出一种最优规划方案联络线长度上限估计方法大大缩小了最优联络线规划方案的搜索范围,并采用帕累托最优(Pareto optimality)理论,确定了最终需要综合考虑可靠性和经济性的候选规划方案,在此基础上进行最终的总成本分析,从而确定了最优联络线规划方案.本文以"手拉手"城市配电网为例,分别对交、直流联络线进行了最优规划和对比分析,在此基础上,进行了停电损失和直流换流站价格对总成本的灵敏度分析.算例结果表明所提方法有效提高了计算效率,具有实用性和可行性.本研究在配电网联络线规划人员进行规划时一定程度上能够提供科学合理的决策依据.     

现代城市消防站标准化设计研究 ——以烟台港西港区原油作业区消防站工程为例

消防安全是社会安全的重要保障,在城市建筑高密度发展的今天,消防设施的建设要求也提出了更高的标准.现有的很多消防站已经不能满足新型城市消防的安全需求,作为设计人员,如何高效、高质量地进行消防站建设是我们急需解决的课题.本文以烟台港西港区原油作业区消防站工程为例,研究标准化模块在消防站设计中的应用.     

城市消防站设计浅见

消防站是消防人员生活、学习、训练的地方,也是扑救火灾、值勤、出动和消防指挥调度的基地。消防队员从接警、着装、出动、行车到火场展开灭火战斗,必须围绕一个“快”字,分秒必争,使火灾的危害和损失减少到最低。为了满足消防站的这一特点,对消防站的设计应从选址、总平面布置、单体设计、节点细部设计等方面着手,科学合理地处理好各种功能之间的关系。消防站按功能要求,可分为市级站、区级站、县级站和特种站等类型。我国目前对城市消防采取二级指挥,城市消防站包括市级站和区级站。市级站如不设直属中队或特种中队,则不担负直接灭火战斗…     

移动机器人路径规划算法的研究

路径规划技术作为机器人研究领域中的一个重要分支,是依据某些优化准则,在其工作空间中找到一条从起始状态到目标状态的最优无碰路径.本文针对机器人路径规划技术进行了深入地研究,阐述了机器人路径规划问题的三个子问题等内容,讨论了传统路径规划方法 和基于智能算法的路径规划方法 .本文运用传统Dijkstra算法的贪心策略,针对静态环境下移动机器人路径规划的寻路径子问题,提出了一种改进的Dijkstra路径规划算法.该算法借助具有"先进先出"特点的队列,采用广度优先遍历二维网络结点.该算法在选择邻接结点进行遍历的时候,采用的禁忌策略是禁止访问已经访问的结点,以及被标识为障碍物的结点.实验及分析表明,该算法能准确并快速地寻找到最优路径,且时间复杂度为O(4*n).     

联合机会约束问题的一个光滑保守近似方法

联合机会约束规划问题是随机规划中一类很重要的问题,在风险投资和安全评价中有着广泛的应用.但是,通常联合机会约束规划都是非凸非光滑的,求解十分困难.提出了一个光滑的保守近似方法,将联合机会约束规划转化为系列光滑近似优化问题,并证明其可行域的收敛性以及近似问题的最优值和最优解集分别收敛到原问题的最优值和最优解集.     

基于蚁群算法的港口集装箱运输网络径流优化

针对区域性港口集装箱海上运输网络系统的最小费用流问题,引入新兴的智能仿生蚁群优化算法,用蚁群在搜索食物源的过程中所体现出来的寻优能力来解决集装箱海上运输网络系统的非线性NP-C问题;构建蚁群优化模型对某外贸经济区域内的集装箱运输网络系统进行优化计算,结果表明,所提出的优化模型可以使网络费用流在较短时间内收敛到最优状态,为下一步合理进行集装箱运输网络的航线配置提供了一个参考依据.     

面向协同调度的公交时刻表鲁棒优化模型

为实现公共交通网络协同调度,以网络内总换乘负效用最小为目标,构建了考虑公交车辆运行随机性的时刻表鲁棒优化模型.线路间换乘衔接关系、公交车辆首站计划发车时刻、站点间运行时间和站点处停靠时间为模型主要输入参数,用于求解各线路首站计划发车时刻最优偏移量.由于所建优化模型为非凸规划模型,设计了包含蒙特卡洛仿真方法的遗传算法以获取模型近似最优解.最后,基于算例验证了公交时刻表鲁棒优化模型与遗传算法的可行性.结果表明,与现有时刻表相比,优化后时刻表可减少约22%的总换乘负效用,能有效改善公交网络内换乘服务.此外,与枚举算法求解结果的对比分析验证了遗传算法可行且高效.