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考虑道路可靠性的突发事件资源配送路线优化模型与算法

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系统科学与数学 2014年第9期34卷 1128-1137页

作者：王晶易显强张玲北京工商大学商学院北京100048 惠州学院经济管理系惠州516007

针对突发事件后道路网络的不确定性,定义了物资配送路线的风险度量值,然后建立考虑道路风险性的物资配送的优化模型以给出最优的路线安排方案,设计了基于禁忌搜索的模型求解算法,以某城市地震灾难后应急资源配送案例进行模型仿真.模型... 详细信息

针对突发事件后道路网络的不确定性,定义了物资配送路线的风险度量值,然后建立考虑道路风险性的物资配送的优化模型以给出最优的路线安排方案,设计了基于禁忌搜索的模型求解算法,以某城市地震灾难后应急资源配送案例进行模型仿真.模型与算法的研究对于突发事件不确定道路网络下应急资源的配送决策具有很好的指导意义和实际意义.

关键词：突发事件管理配送路线优化道路可靠性

考虑震后道路可靠性的多目标应急调度问题研究

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信息与控制 2019年第3期48卷 372-379页

作者：李巧茹范忠国田晓勇王京京崔洪军河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北工业大学智慧基础设施研究院天津300401

针对重大自然灾害应急物资调度决策问题,提出一种考虑灾后道路可靠性的多目标优化应急调度模型,以最长车辆行驶时间最小、最小车辆行驶路径可靠度最大和系统物资未满足度最小为目标函数,采用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和加权遗... 详细信息

针对重大自然灾害应急物资调度决策问题,提出一种考虑灾后道路可靠性的多目标优化应急调度模型,以最长车辆行驶时间最小、最小车辆行驶路径可靠度最大和系统物资未满足度最小为目标函数,采用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和加权遗传算法(GA)进行求解,并对求解目标函数结果进行对比分析.以“汶川地震”为仿真算例,结果表明:在多目标应急调度问题上,NSGA-Ⅱ各目标最优解均优于加权GA算法且收敛速度更快,验证了该应急调度模型的有效性.

关键词：应急物资调度道路可靠性 NSGA-Ⅱ 多目标优化

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考虑道路可靠性的地震灾害应急物资调度优化

考虑道路可靠性的地震灾害应急物资调度优化

作者：杨莎莎中国矿业大学

学位级别：硕士

地震灾害作为群灾之首,产生的危害巨大。当地震发生后,受灾点自身的物资储备不足以应对灾区基本的生活需求,对外界产生大量应急物资需求,因此需要合理分配应急物资,并据此制定车辆配送方案以节省救援时间。本文以汶川地震应急物资调度... 详细信息

地震灾害作为群灾之首,产生的危害巨大。当地震发生后,受灾点自身的物资储备不足以应对灾区基本的生活需求,对外界产生大量应急物资需求,因此需要合理分配应急物资,并据此制定车辆配送方案以节省救援时间。本文以汶川地震应急物资调度为研究对象,首先,考虑通往灾区的道路因地震而受损,进而影响到车辆行驶速度;然后考虑各受灾点因受灾程度不同而导致所需物资数量不同,对应急物资进行合理分配;最后根据道路状况以及车辆数量容量约束,合理制定配送方案完成救援工作。针对这三个问题,本文主要做了以下几方面的研究:（1）道路连通可靠度评价。从两个方面衡量道路连通可靠性,其一,对灾区道路进行易损性评估,衡量道路因受灾可能发生的破坏程度;其二,进行路面通行能力评估。综合考虑易损性和通行能力得到道路连通可靠度,进而得到道路受损条件下对救援车辆速度的影响。（2）受灾点需求紧迫性分析。地震灾害影响范围大,受灾点数量较多,在物流中心物资存储与应急车辆有限时,不同受灾程度的受灾点对于应急物资的需求状况存在差别,以B型关联度——TOPSIS评价法对各受灾点进行紧迫性分析,并按其紧迫性进行物资分配,突出物资分配的公平性。（3）模型求解与仿真模拟。考虑到受灾导致灾区道路损毁的情况,以总配送时间最短为目标函数,建立应急物资调度优化模型,并使用MATLAB进行遗传算法求解,分别得到受灾点间转运和直运两种配送方式的配送方案,对比两种配送方式的配送时间以及物资满足效率,直运最优时间为19.1h,转运最优时间为23.75h,直运比转运时间效率高19.6%。整个配送过程中直运的物资满足效率高于转运物资满足效率,因此配送应急物资采用直运的配送方式更佳。最后利用Anylogic软件进行仿真,基于GIS地图实际路网进行物资配送可以更直观地观察配送过程。综上所述,本文结合应急物流区别于一般物流的特性,考虑地震对于路网结构产生的影响,提出了一种考虑道路连通可靠性的地震应急物资配送方法,并进行了受灾点需求紧迫性评价,提高了应急物资分配效率,对相关应急物资配送问题的研究具有一定的实践意义。

关键词：应急物流路径规划道路可靠性遗传算法 Anylogic

考虑道路可靠性的电力应急物资配送路线优化模型

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考虑道路可靠性的电力应急物资配送路线优化模型

作者：樊煜坤华北电力大学

学位级别：硕士

回顾近十年来,我国境内所发生的严重自然灾害和突发事件给电力行业的稳定运行和生产带了巨大的消极影响。及时供应和配送电力应急物资是电力应急管理工作的重要内容之一,电力企业必须加强电力应急物资迅速供应的能力,做到在尽可能短的... 详细信息

回顾近十年来,我国境内所发生的严重自然灾害和突发事件给电力行业的稳定运行和生产带了巨大的消极影响。及时供应和配送电力应急物资是电力应急管理工作的重要内容之一,电力企业必须加强电力应急物资迅速供应的能力,做到在尽可能短的时间内将应急点所需求的电力应急物资快捷、安全的送达,及时恢复电力输送以保障受灾断电地区的供电系统能重新正常运转,这对于降低由自然灾害和突发事件所带来的损失有着十分重大的经济和社会意义。本文旨在通过对电力应急物资配送路线进行模型优化分析,以有效地提高电力事故发生后及时恢复线路及设备正常运转的能力,保障电网系统的整体安全性。文章首先分析了国内外现有的有关应急物资和电力应急物资的理论,对研究现状进行概括总结,指出了我国电力应急物资配送的特殊点。其次,本文还阐述了有关电力应急物资储备和需求理论,结合南方电网和国家电网应急物资实际储备状况介绍了现有电力应急物资储备中心分布情况。另外,电力应急物资由于其自身存在价值高、质量大等特性,我们在选择电力应急物资配送路线时,必须考虑灾害造成道路存在运输风险而引起的不同配送道路具有不同可靠性的情形,保证电力应急物资安全高效的配送至各个需求点,因此本文还对道路可靠性的相关理论和以及如何衡量道路可靠性高低进行了简要阐述,并说明道路可靠性对电力应急物资配送路线选择的影响。文章在衡量电力应急物资的经济价值以及时间效益,综合考虑道路可靠性因素的影响,建立总成本最小化目标函数的电力应急物资配送路线选择模型,并通过引入电力应急物资需求点优先级理论和需求分解思想来简化模型求解。为了提高电力应急物资配送的时间效益,文章中通过运用需求分解思想,对整车配送的需求点采取点到点的直接配送方式,对存在余货情况的需求点采取拼凑整车的配送方式,这种整车和余货拼车的相结合的配送方式能有效地降低电力应急物资的运输成本。最后,文中依据所建立的模型以及对电力应急物资需求点的需求量分解的线路选择的思想方法,运用遗传算法思想并使用Matlab工具对模型进行了求解说明以及仿真。

关键词：电力应急物资道路可靠性配送路线模型遗传算法

震后应急情况下LS县道路可靠性评估及救援路径优化研究

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震后应急情况下LS县道路可靠性评估及救援路径优化研究

作者：李卫新南京航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,自然灾害、事故灾难、公共安全事件等频繁发生,这给人民的生命财产安全带来了严重的威胁。在震后应急救援问题中,一方面,震后应急情况下道路的交通网络遭到了破坏,这会影响救护车的应急救援;另一方面,为了保证伤员拥有更加充足... 详细信息

近年来,自然灾害、事故灾难、公共安全事件等频繁发生,这给人民的生命财产安全带来了严重的威胁。在震后应急救援问题中,一方面,震后应急情况下道路的交通网络遭到了破坏,这会影响救护车的应急救援;另一方面,为了保证伤员拥有更加充足的抢救时间,有必要对救护车的路径问题进行优化。因此,道路可靠性评估和救护车路径规划对于解决震后应急救援问题显得尤为必要。本文以4.20 LS县震后应急救援问题为例,探讨一种考虑道路可靠性的震后应急情况下救援路径优化方法,以期为未来可能出现的震后应急救援问题提供决策参考与建议。论文主要探讨震后应急情况下的道路可靠性评估问题和震后应急情况下的救护车路径优化问题,具体内容如下:(1)对于震后应急情况下的道路可靠性问题,给出了一种道路可靠性评估方法,并将其应用于4.20 LS县地震灾害后道路可靠性评价案例。首先,通过数据调研得到4.20 LS县地震的相关数据,并利用Haversine公式计算构成的LS县路网间距;然后,设计易损性指标和连通可靠度,并引入多属性决策方法中的幂Bonferroni平均算子融合多路段的连通可靠度得到整体路径的道路可靠性;最后,将给出的方法进行了实证研究,并给出了相应的结果分析。实证研究表明,本文给出的道路可靠性评估方法是较为合理的,其能够对震后应急情况下的道路可靠性问题进行较为准确的评价。(2)对于震后应急情况下的救护车路径优化问题,提出了一种救护车的路径优化模型,并将其应用于4.20 LS县地震灾害后救援路径优化案例。首先,给出路径优化模型的问题界定与模型假设,并对道路修复、伤员等待时长及多车程进行定义;其次,利用(1)中的道路可靠性评估方法及伤员等待时间得到路径优化双目标函数,并在此基础上构建“道路修复+多车程”救护车路径优化模型;最后,设计相应的两阶段遗传算法,并进行相应的实证分析。实证研究表明,本文提出的救护车路径优化模型是有效的,其能够得到较为可靠的最优路径解。综上所述,本文考虑震后应急情况下的道路可靠性评估问题和震后应急情况下的救护车路径优化问题,并在此基础上探讨一种考虑道路可靠性的震后应急情况下救援路径优化方法,能够为现实生活中的震后应急救援问题提供有效的帮助,较好地保障灾区伤员的生命安全。

关键词：应急管理道路可靠性救援路径优化伤员等待时长遗传算法

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基于道路受损的多目标应急调度优化研究

基于道路受损的多目标应急调度优化研究

作者：王京京河北工业大学

学位级别：硕士

重大自然灾害一旦发生,在短时间内极易出现多地同时提出大量资源需求的局面。因此,确保灾后将救援物资及时、合理地配送至受灾区,是保障灾区人民的基本生活和救灾需求关键所在,也是当前应急救援工作的重要环节。然而,灾害的发生往往会... 详细信息

重大自然灾害一旦发生,在短时间内极易出现多地同时提出大量资源需求的局面。因此,确保灾后将救援物资及时、合理地配送至受灾区,是保障灾区人民的基本生活和救灾需求关键所在,也是当前应急救援工作的重要环节。然而,灾害的发生往往会造成当地交通路段不同程度的受损,势必影响依托道路运输的应急物资调度效率。因此,研究灾后应急物资调度优化问题,是制定科学、合理的救援物资调度方案,提高应急救援工作效率的重要内容。考虑道路因自然灾害袭击受损情况,本文基于确定路网结构和可变路网结构的情形,将应急物资调度优化问题分为考虑道路可靠性的多目标应急调度问题和基于灾害抢修的多目标应急调度问题。从理论层面介绍自然灾害的概念及分类,了解重大自然灾害的属性,重点分析灾害对交通运输的影响;介绍应急物资调度的概念,阐述应急物资调度重要性,基于应急调度特征总结应急救援车辆运输的特点;对多目标优化问题和Pareto概念进行详细阐述,介绍并分析目前常用多目标求解方法,确定本文的优化算法采用第二代非支配排序遗传算法（NSGA-II）。根据道路受损程度不同,提出道路可靠性的概念。将道路可靠性表示为可用运输车辆安全通过的概率,在这里,本文用路段通行概率衡量道路可靠性,根据串联系统理论计算路径通行可靠性;以最长车辆运输时间最小、最小车辆行驶路径可靠度最大和系统物资未满足度最小为目标,构建多目标应急调度优化模型,并设计相应NSGA-II算法进行求解;通过“汶川地震”算例分析,验证模型和算法的有效性,并与加权遗传算法进行对比,进一步评估NSGA-II算法的性能。将道路抢修情况纳入应急调度优化问题中,引出可变路网结构的概念,基于此情形,考虑受损路段抢修及抢修时间,对车辆运输时间进行修正;以平均车辆运输时间和系统物资未满足度最小化为目标,建立基于灾害抢修的应急调度优化模型;结合改进的最短路Dijkstra算法,设计相应NSGA-II算法进行求解;以“九寨沟地震”作为算例,通过与传统模型方案进行比较,验证模型和算法的有效性。本文研究可为重大自然灾害下应急物资决策提供科学模型和理论,为决策者制定应急调度方案和实施提供依据和支持。

关键词：重大自然灾害应急物资调度 NSGA-Ⅱ 多目标优化道路可靠性道路抢修