渤海海域应急救援基地选址优化方法

针对海上应急救援基地规划比较单一的问题,结合渤海海域交通流特征和海上交通事故的统计结果,提出了应急救援基地双覆盖优化模型。综合考虑了渤海海域环境条件和事故发生率的影响,基于地理网格划分方法确定了渤海海域应急事故点,根据港口条件选定了应急救援基地候选点。应用双覆盖模型对渤海海域应急救援基地选址进行了优化分析,利用遗传算法优化求解,得到渤海海域应急救援基地选址的最优布局方案。研究结果表明:提出的应急基地双覆盖模型比现有的选址模型有更好的覆盖效果,且适应度函数值高达0.92,充分证明了模型的有效性。     

应急物资储备库选址及调运模型研究综述

在应急救援任务中,应急物资储备库选址及调运过程是减少灾前和灾后损失的重要阶段,为系统了解应急物资储备库选址及调运模型研究现状,结合大量国内外参考文献,本文从应急物资选址、调运以及选址和调运联合模型三部分进行分析总结。在应急物资选址影响因素分析的基础上,围绕模型具体算法、灾情阶段、优化指标、是否关注受灾人员以及信息状态等多个维度分析了应急物资储备点选址模型中所存在的问题;将应急物资调运模型分为分阶段调运、多目标规划调运和不确定信息调运三类,并对三类模型进行了综述总结;并系统总结了应急物资选址及调运模型一体化研究。结果表明,应急物资选址及调运模型在动态性、多元化、智能化、人性化等方面的进一步研究对现实救援更具有重要作用。基于此,本文对应急物资储备库选址和调运模型的未来发展方向和研究要点进行了展望,对应急物资储备及调运体系的现代化建设具有现实指导意义。     

基于道路分级的应急转运中心选址及运输优化问题

应急转运中心选址和运输优化问题的研究为自然灾害发生后的响应阶段提供参考。本文在研究转运中心选址与运输优化问题时,将救援过程划分为多个阶段,考虑道路恢复的影响,以最小化运输成本和最大化受灾点平均满意度为目标,以满足转运中心物资处理能力、受灾点最低需求等为约束,建立多目标混合整数规划模型,确定转运中心建设位置及应急物资分配关系。设计两类实验研究模型中两个目标的关系以及四个参数对实验结果的影响,并对结果进行讨论。最后通过以雅安地震为背景的算例,验证了模型的实用性。     

县域农村物流配送中心选址优化模型及算法

为解决县域农村物流配送中心合理选址问题,综合现实路网条件及未来物流需求等因素,以物流总费用最小化为目标函数,建立基于现实公路网的农村物流配送中心选址优化模型.通过对聚类中心和边缘点加以处理,改进了Kmeans聚类算法,并以此求解上述选址优化模型.实例分析表明,该模型和算法能很好地解决县域农村物流配送中心选址优化问题.     

突发事件应急设施选址问题的模型及优化算法

综合考虑应急设施选址的公平性、效率性、设立成本等多方面的因素,建立了一个可适应重大突发事件救援设施不同部署策略的多目标规划决策模型.利用模拟植物生长算法的通用模型,提出了基于模拟植物生长思路的目标问题求解方法.通过对实例的计算,结果验证了多目标决策模型的可行性与合理性,模型的求解算法可获得最优解,具有良好的性能.     

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。     

大兴安岭森林火灾应急资源优化调度研究

针对大兴安岭森林火灾救援中的单出救点、多需求点的二级应急资源分配系统,首先,基于大兴安岭森林火灾的发生规律、火势蔓延的影响因子,以及火势蔓延模式,改进已有的林火火势蔓延趋势模型.其次,根据着火点火势蔓延速度,区分受灾点灾情程度,确定分配应急资源的优先度.最后,进行应急资源分配和救援消防车辆的优化调度.针对前者,以森林损失和救援开支费用最小为目标,建立资源分配优化模型;针对后者,以火灾应急物流系统所需时间最少和费用最小为目标,建立多目标优化模型,并用免疫克隆算法进行求解.实例证明该模型完善了森林火灾救援中应急资源调度体系,为资源的合理调配提供了指导.     

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。     

面向自然灾害的救援准备计划:随机规划模型与案例

在自然灾害频发区预置足够的救援设施和物资是灾后有效执行救援行动的基石.在有限救灾预算下,提出一个以最小化灾民伤亡期望人数为目标的两层随机规划模型.上层为灾前战略性决策,包括医院和临时安置点的能力扩展、储备库选址、物资储备量和各类车辆能力配置;下层为各灾难情景的应急作业性决策,包括伤员从灾难点到医院的转移、灾民从灾难点到安置点的运送、医疗物资从储备库到医院的补给和生活物资从储备库到安置点的配送.最后说明性案例验证救援准备计划随机模型的有效性.     

基于多目标路径规划的应急资源配置模型

面对日益增加的突发事件,应急资源调度对于快速开展救援工作以及降低社会财产损失具有重要意义.文中建立了一种基于多目标路径规划的应急资源配置模型,可解决应急路径搜索与资源配置两个问题.考虑到突发事件会对道路网络造成较大影响,模型首先以基于BPR(美国联邦公路局)路阻函数的路径行程时间与基于大量历史交通量数据的可靠性为优化目标进行路径规划,综合禁忌搜索与非支配排序获取应急救援路径的Pareto解集,并且通过指标权重确定最优路径;然后在获得最优路径的基础上,基于突发事件级别引入效用系数进行资源配置,最大化总资源利用效益,并基于Lingo软件进行求解;最后在无锡市公路网的历史数据基础上进行了案例分析,验证了所提出模型与解决方法的有效性.     

Comparative Study of Emergency Logistics Path Planning

As natural disasters attract extensive attention worldwide,it is significant for governments and researchers to determine how to deliver emergency supplies after natural disasters.Considering the disaster victims' urgent needs for supplies after the disaster,based on the previous research,the path planning model from the shortest path and the optimal time was created in this paper.As in the actual road the outbreak of emergencies might cause some secondary disasters,including landslides triggered by heavy rain,paralysis of traffic together with a large crowd caused by earthquakes,the theory and method of the complex network to explore the topological structure characteristics of the whole network in the affected area were applied.Then,combining with the actual situation of the road network,the reliability analysis of the points,edges as well as topological structures were presented and a mathematical model based on reliability was proposed.Finally,two kinds of emergency logistics path planning models were compared and analyzed by some examples.The results showed that the relationship between time optimality and reliability was relevant.Emergency logistics path planning should not only consider the optimal transportation time of emergency logistics,but also pay attention to the reliability of transportation from a global perspective.     

城市应急避难场所规划布局模型及实证研究——以咸阳市中心城区为例

从数学与空间模型思维角度出发,建立一套适合城市应急避难场所规划布局的方法体系.通过构建GIS分析模型和多目标规划模型,并引入城市规划路网、自然地形条件以及人员第一应急反应等修正因子,对模型进行修正,从而得到城市应急避难场所的具体责任区范围以及人员分配情况.结果表明,通过对各个模型的构建与分析,优化了城市应急避难场所规划布局的个数、位置和具体责任区范围.该模型适用于咸阳市中心城区城市应急避难场所的规划布局.解决了城市应急避难场所人员分配不均衡性及降低了灾害破坏性.同时,应加强防灾减灾预案,结合城市避难通道等进行规划布置.     

限制条件下应急设施选址数目优化模型及算法

以往应急设施选址模型大多仅考虑应急现场在网络图顶点,应急设施在任意点的情况.因此提出了考虑应急现场与应急设施均可位于网络图任意点的情况,在有应急事件限制下,以达到设施数目最少为目标的一种城市应急设施选址模型,相比之下该模型更具有操作性与实用性.结合集合运算的思想,提出了一种模型的求解算法,计算实例表明了该模型的正确性与算法的可行性.     

危险源扩散环境下救援物资协同调度问题

面对生物恐怖威胁,为提高应急救援系统应对潜在危险源的能力,围绕危险源扩散环境下的潜在需求网络,研究确定需留后备救援物资的储备库,为每个疫区储备库计算需保留的救援物资量及疫区周围各储备库调配物资量.在此基础上,引入出救风险系数概念,研究建立了储备网络资源协同动态调度优化模型.通过数值仿真验证了模型的有效性,实现了储备网络中应急救援物资协同调度优化.合理调度应急救援物资,既可满足规定的应急服务水平,又可增强救援系统应急能力.     

一类多层次的生物反恐应急物流网络集成动态优化控制

为提高生物反恐防御系统紧急救援物资保障和供应能力,研究了国家储备库和城市多层次应急物流网络的优化问题.针对需求情景不确定的情况,提出了基于Benders分解的一个两阶段随机混合整数规划模型,并对情景数较小的情况进行了仿真分析.与确定性应急物流网络规划方法相比,该模型考虑了应急需求的不确定性以及多层次网络之间的协同性,能够更有效地指导应急物流网络的优化决策.     

公路自然灾害类型划分

为了有针对性地制定公路自然灾害的防治措施,结合公路自身特点及公路行业的要求,运用系统理论分析法将中国公路主要自然灾害划分为2种类型:地质灾害和气象灾害。根据公路自然灾害成灾原因、灾害体规模、破坏形式和发生部位,将公路上常见的崩塌类、滑坡类、泥石流、路基沉陷与塌陷、暴雨洪水灾害做了进一步划分。结果表明,公路自然灾害类型划分是灾害管理和减灾防灾工程实践的基础。     

重庆市巫山县公路自然灾害易损性评价

为应对自然灾害对交通运输系统造成的巨大经济损失与环境破坏,本研究以山地面积占比96%的重庆巫山县为例,基于高分遥感应用技术,首先研究了公路自身损坏难易程度和区域抗灾能力,建立了路网密度、区域公路抗灾能力指数、公路耗能指数、土地利用抗灾指数等指标体系,并对区域抗灾能力进行综合分析。再者建立研究区自然灾害易损性模型,评价了研究自然灾害易损情况。最后从镇域尺度建立研究区公路易损模型,综合探讨了自然灾害对公路易损情况。结果表明：(1)区域公路抗灾力指数位于中层次及以下,巫山县内大多数的公路抗灾能力整体偏低。县内多数公路抗灾能力整体偏低,位于中层次及以下公路抗灾力能力区域约占70%。县内东部和南部土地利用抗灾能力指数较高,约有60%的镇级行政区土地利用抗灾能力处于低度以下。(2)山区公路自然灾害易损性模型结果显示,巫山县各乡镇主要为中度易损,多数公路处于中度易损区及极高损状态,整体上呈现出南高北低、东高西低易损状况。县内共计9个乡镇呈高度易损状态,约占64%公路处于高度及以上易损状态。研究结果可为山区公路自然灾害防治、区域防灾减灾提供科学决策依据。     

考虑自然灾害等多因素的BWM-GIS城市医院选址

为实现城市医疗资源合理配置,对城市现有医院位置进行科学性评估和对新建医院优化性选址.首先,应用ArcGIS软件构建泰森多边形,对现有医院的分布进行合理性评判,并考虑安全性、可达性和经济性等影响因素构建医院选址评价体系.其次,应用最优-最劣法(BWM)计算指标权重,并将其输入Spatial Analyst叠置分析中,根据加权线性组合(WLC)得到适宜新建医院的选址备选点.最后,采用BP神经网络算法对备选点进行比较,得出最优新建医院选址位置.研究结果表明:考虑自然灾害等多因素的医院选址模型优于仅以可达性为目标的选址模型,同时,也验证了该模型和算法在城市医院选址定量分析中的适用性和准确性.