考虑区域异质性的应急物资选址-分配优化

重大灾害影响下的多个区域存在一定程度异质性,如灾区不同的受灾程度、救援区域不同的响应能力等。选择以"差异化反应时间"作为综合表征各救援区域异质性的关键指标,并用差异化物资需求来刻画各灾区异质性,研究将反应时间因素纳入应急总成本决策考量时的最优选址和物资分配优化问题。构造了一个包含多个指标因素的综合评价体系,用来区分各备选救援中心处面对灾害应急反应时间的快慢,结合各灾区不同受灾程度,构建一个考虑区域异质性的应急物资选址-分配模型。设计并应用遗传算法对所构模型在2008年汶川地震案例背景下实施仿真求解,将求解结果与不考虑区域异质的选址-分配方案作对比分析,并对关键参数进行敏感性分析。     

巨灾风险大数据处理应急分类、分解、分拣算法与应用

本文主要研究巨灾风险大数据处理的应急分类、分解、分拣算法,给出了相应的算法原理和可操作的步骤.首先根据巨灾风险大数据灾害规模巨大的特征,提出了一种用来解决巨灾风险大数据中一级事件的应急分类与二级事件及以下更低级事件的应急分解算法,并以特大地震灾害作为实例进行了算法应用.接着定义了事故灾难度,用来对巨灾风险大数据处理过程中,对各种级别的事故灾难后果进行不同的数字标识.然后提出一种用来解决巨灾风险中大数据快速处理的应急分拣算法,并在汶川地震中大规模灾害的应急救援计划中进行应用.经过采用这样的应急分拣原理,就可以在面对巨灾风险大数据的复杂、繁多和零乱的重灾事件状态下,使整个应急救援方案优化,并能够有条不紊地进行救援.     

疫情事件下多灾点应急资源最优化配置研究

新冠疫情的爆发,使许多地区成为灾区,为了及时对灾区进行救援,灾后应急资源精准供给成为保障灾区人民安全的首要因素。本文利用SEIR预测决策时刻各灾区感染人数,由此计算灾区紧迫程度权重与物资需求量。基于紧迫程度构建以灾民满意度最大化、总成本最小化和考虑分配公平的应急资源调度多目标优化模型。提出多目标人工蜂群算法。针对人工蜂群算法易早熟等缺点,利用动态参数思想与Pareto解集来定义新的蜂群位置更新公式,利用教学优化思想对蜂群位置进行扰动,以避免算法陷入局部极值。通过算例进行模拟实验,结果表明,所提出的模型和算法可以有效解决疫情事件下多灾点应急资源最优化配置问题,且改进算法的性能更优。     

动态路况下考虑决策者风险感知的地震物资调配动力学模型

决策者心理与行为对突发事件应急响应是否高效起到了决定性的作用。针对路况动态变化下的地震物资调配问题, 基于前景理论, 分别构建了救援中心和灾点决策者不同决策主体的风险感知函数, 以衡量决策者对缺货和运输时间延迟的风险感知程度。从道路运力评估、物资流动、决策过程以及物资需求等模块建立了物资调配全过程系统动力学仿真模型。在此基础上, 分析了两层决策者不同的决策态度（乐观/悲观）对应急物资调配过程产生的影响, 并以汶川灾区粮食供应为例进行仿真实验, 证明了模型的有效性和稳健型。     

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。     

基于整体优势度的应急救援案例推理决策

对突发公共事件的应急救援决策进行研究,提出基于案例推理的应急救援决策方法.通过案例的四元组表征,分析基于案例推理的应急救援决策机理;针对传统案例检索使用对称距离计算相似度在应急救援决策应用中的不足,利用整体优势度对源案例与目标案例间的矢量距离进行识别,从正向匹配和负向匹配的角度改进检索策略,提高案例匹配的有效性;同时,结合整体优势度对决策方案进行调整和学习.最后,以煤矿事故应急救援实例说明了该方法能够在相似案例中筛除负向匹配源案例,优化源案例对目标案例的决策支持.     

地震救援·恢复·重建的组织技术及理论模式

针对地震救援恢复重建这一开放的复杂巨系统,探究其结构、环境、功能与演化,分析系统特征、研判整体涌现;运用系统工程方法组织管理地震救援恢复重建系统,采用Hall三维结构体系从进度、逻辑与专业三个维度对地震救援恢复重建系统工程进行集成分析,应用综合集成方法及其研讨厅从微观和宏观两个层面实践地震救援恢复重建系统工程;根据震灾救援、震后恢复和灾后重建系统分别展现的应急、并行和全面的特征,从理论上构筑震灾救援的情景应对模式、震后恢复的统筹优选模式和灾后重建的综合集成模式,结合系统工程方法,指导一类专业技术手段的运用,从各专项领域有效解决地震救援恢复重建系统问题.     

公平缓解灾民创伤下的应急物资动态调配研究

及时有效地调配物资对灾害应急救援至关重要.考虑两种典型的物资分配策略，构建一个多目标动态调配模型来实现灾后应急物资的有效分配和路径优化选择.其中，多目标不仅强调对救援效率的追求，也重视对救援有效性和缓解灾民心理创伤公平程度的考量.提出相对剥夺成本来刻画救援公平性，且构造包含初救和补救两阶段的需求函数以反映灾害变化、救援调配与需求之间的相互影响.应用设计的遗传算法在2008年汶川地震案例背景下对所构模型进行仿真求解，并通过实施对比分析和关键参数敏感性分析得出一些管理启示.     

基于World Wind的RNP飞行程序三维可视化仿真

针对所需导航性能(RNP)飞行程序的虚拟现实验证问题,结合RNP飞行程序的特点重点解析了航线及RNP隧道的结构和计算方法。利用World Wind三维地理信息系统的二次开发功能,提出了一种RNP飞行程序三维可视化及模拟飞行的方法,实现了高分辨率地理环境下飞行航迹、包容区隧道的三维可视化及动态的模拟飞行。最后利用该方法对典型的RNP飞行程序进行了仿真,结果表明该方法能够方便快速地完成RNP飞行程序三维仿真,可用于RNP飞行程序的设计及验证。     

公平缓解灾民创伤下的应急物资动态调配研究

及时有效地调配物资对灾害应急救援至关重要.考虑两种典型的物资分配策略,构建一个多目标动态调配模型来实现灾后应急物资的有效分配和路径优化选择.其中,多目标不仅强调对救援效率的追求,也重视对救援有效性和缓解灾民心理创伤公平程度的考量.提出相对剥夺成本来刻画救援公平性,且构造包含初救和补救两阶段的需求函数以反映灾害变化、救援调配与需求之间的相互影响.应用设计的遗传算法在2008年汶川地震案例背景下对所构模型进行仿真求解,并通过实施对比分析和关键参数敏感性分析得出一些管理启示.     

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.     

机器人救援的目标吸引动态路径规划蚁群算法

地震发生后城市的道路状况未知而且复杂多变,因此,在震后机器人救援中,如何快速地找到最短路径以拯救更多的伤员,成为研究的热点问题。提出一种目标吸引的动态路径规划蚁群算法,在动态变化的震后救援环境中找到最短路径,减少救援时间。利用原有城市交通地图的全局信息建立目标吸引函数,对蚂蚁在复杂动态环境下的路径搜索进行引导,提高其选择离目标点更近邻节点的概率,减小蚂蚁对非最短路径的选择概率。通过与MMAS算法进行仿真实验对比,验证了提出的算法可以更快地收敛到最短路径并具有较好的动态性能。     

Stochastic Petri Net Based Modeling of Emergency Medical Rescue Processes during Earthquakes

The post-disaster emergency medical rescue(EMR) is critical for people's lives. This paper presents a stochastic Petri net(SPN) model based on the process of the rescue structure and a Markov chain model(MC), which is applied to the optimization of the EMR process, with the aim of identifying the key activities of EMR. An isomorphic MC model is developed for measuring and evaluating the time performance of the EMR process during earthquakes with the data of the 2008 Wenchuan earthquake.This paper provides a mathematical approach to simulate the process and to evaluate the efficiency of EMR. Simultaneously, the expressions of the steady state probabilities of this system under various states are obtained based on the MC, and the variations of the probabilities are analyzed by changing the firing rates for every transition. Based on the concrete data of the event, the authors find the most time consuming and critical activities for EMR decisions. The model results show that the key activities can improve the efficiency of medical rescue, providing decision-makers with rescue strategies during the large scale earthquake.     

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.     

基于RTI的试验指挥控制信息化系统应用研究

针对风洞试验指挥控制信息化系统建设的背景，引入了HLA（High Level Architecture）中的RTI（Run-Time Infrastructure）作为信息分布式集成的解决方案。文中分析了传统模式的不足，提出了采用RTI的途径和有利因素，并针对信息化系统中数据监控功能的实现进行了初步工程设计。最后，对RTI在类似领域的应用前景进行了展望，提出了试验指挥控制信息化集成的一种可能的发展方向。     

地震救援虚拟仿真系统中虚拟手的操作

对虚拟手操作进行了分类,用Creator软件建立了虚拟手几何模型。分析并总结了地震现场救援虚拟仿真系统中虚拟手对救援装备的三种操作方式,即对杆状物的掌抓取、对按钮的指尖推动和对开关(旋钮)的指侧面抓取。在Vega环境下,提出了适合每种基本操作的通用碰撞检测方式和通用的相交矢量放置模式,保证了虚拟手操作的逼真度和实时性,并实现了虚拟手对三种类型救援装备的抓取、移动和释放。虚拟手对三种装备的操作同样适用于其它装备。     

Evaluation of Earthquake Emergency Plan Based on SD Model

Based on the system dynamics(SD) model, this paper puts forward a quantitative method to evaluate the earthquake emergency plan in China. Firstly, we analyze the disaster system structure and the content of plan. Using the analysis results, we establish a system dynamics(SD) model and then carry out its simulation. According to the simulation results, the rescue effect using the plan of 2012 is better than that of 2006. From the policy level, in order to reduce loss, government should maintain communication smoothly, improve the ability of self and mutual help, strengthen the management of public opinion, and pay more attention to secondary disasters.     

救援效率视角下灾后动态应急配送网络优化

针对应急救援问题,在受灾点的位置、需求以及受灾人口等信息动态变化的情况下,建立动态有向救援网络,以救援效率最大化为目标构建数学模型。运用数据包络分析模型,对各段救援路线的效率进行评价;建立基于效率的动态路由模型,通过时间片的划分将动态路由转化为多阶段的静态路由;设计了改进的混合贪心蚁群优化算法对模型进行求解,并将该算法与遗传算法、粒子群算法以及基础的蚁群算法进行对比。实验结果表明：改进的混合贪心蚁群优化算法能够有效处理动态路由问题,寻求到更高的救援效率。