VTS雷达站选址优化研究

雷达站选址及雷达配置方案对于提高整个船舶交通管理系统(简称VTS)的运行性能起到重要作用。针对当前VTS雷达站选址模型因较少考虑水域风险和环境遮挡等相关因素而较难进行实际应用的问题,提出了一种基于水域单元风险评价的VTS雷达站选址方法。该方法充分考虑水域风险和环境遮挡等环境因素,利用ArcGIS软件对水域进行划分、风险评价和视域分析,并建立雷达站选址配置双目标优化模型,设计多目标粒子群算法进行求解。最后,通过对肇庆市的VTS雷达站选址项目进行验证分析,结果表明最终方案能够满足模型约束并实现优化,在考虑水域风险、环境遮挡的情况下提高了VTS雷达站的运行效果,推动VTS雷达站选址模型的实际应用。     

考虑共享不确定因素的应急设施最大覆盖选址模型

为提升应急设施的服务质量和抵御中断风险的能力,研究应急设施最大覆盖选址-分配决策问题。扩展无容量限制的固定费用的可靠性选址决策模型,建立考虑共享不确定因素的应急设施最大覆盖选址优化模型,通过在目标和约束中引入budget不确定集刻画共享不确定因素,基于Bertsimas和Sim鲁棒优化方法建立混合整数规划模型,并将非线性问题转化为易于求解的鲁棒等价模型,利用带混沌搜索策略的改进灰狼优化算法求解模型,并对不确定鲁棒水平和中断概率进行敏感性分析。最后通过案例及数据仿真结果的对比分析,验证了模型的合理性和有效性,并给出最优的选址分配布局。     

时间满意逐渐覆盖电动汽车充电站选址及算法

作为电动汽车配套的基础设施,电动汽车充电站的选址对电动汽车的推广有着十分重要的意义.针对电动汽车充电站选址问题,别入逐渐覆盖思想和时间满意度函数,从需求点效用最大化的角度出发,提出了基于时间满意逐渐覆盖电动汽车充电站选址模型,并运用蝙蝠算法通过MATLAB实现.实例的求解比较验证了该模型及算法在电动汽车充电站选址决策中的有效性.     

自然灾害风险下区域应急储备设施选址可靠性研究

自然灾害发生时,为了保证区域应急储备系统的服务不被中断,考虑设施被破坏数目的发生概率并提供备份库存,以加强应急储备系统的可靠性。模型采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解,产生一组选址决策方案。以四川省八大城市的人口及运输距离为输入数据的仿真结果表明,与一般模型比较,本文考虑可靠性的选址模型能更好抵御自然灾害造成的中断影响,并且能获得更优的应急响应满意度、多重覆盖或总成本的单目标值。因此,在地震等灾害的破坏风险下,该模型可成为应急储备设施可靠选址的有效工具。     

基于NSGA-Ⅱ的应急储备库多目标

应急物资储备库选址问题是在近年世界灾害多发的现实背景下产生的,根据具体选址问题特点建立了多目标选址决策模型。该模型综合考虑了两种灾害风险下储备库的成本费用、覆盖效率以及对重点地区的备用覆盖,以使模型更加符合实际目标及约束情况。算法设计上,首次采用带精英策略的非支配排序遗传算法(Fast and elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)解决储备库多目标选址问题,得到了Pareto非劣解分布并同不带精英策略的常规NSGA算法下的仿真结果进行对比分析。验证了模型的可行性以及NSGA-Ⅱ在解决储备库多目标选址问题的有效性。     

基于NSGA-Ⅱ的应急储备库多目标选址决策模型及算法研究

应急物资储备库选址问题是在近年世界灾害多发的现实背景下产生的,根据具体选址问题特点建立了多目标选址决策模型。该模型综合考虑了两种灾害风险下储备库的成本费用、覆盖效率以及对重点地区的备用覆盖,以使模型更加符合实际目标及约束情况。算法设计上,首次采用带精英策略的非支配排序遗传算法(Fast and elitist Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)解决储备库多目标选址问题,得到了Pareto非劣解分布并同不带精英策略的常规NSGA算法下的仿真结果进行对比分析。验证了模型的可行性以及NSGA-Ⅱ在解决储备库多目标选址问题的有效性。     

基于选址效益的联合覆盖模型研究

传统的覆盖模型含有“全有全无”和“单一覆盖”两个假设,即假设需求点在设施的服务半径内才被覆盖,否则不被覆盖;需求点只能被最近的设施覆盖。这两条假设在实际应用中均存在不合理之处。松弛了这两条假设,研究逐渐覆盖和联合覆盖。在保证每个需求点都享受到最低服务水平的情况下,提出了选址效益最大化的联合覆盖模型。由于目标函数中含有分式,通过引入辅助变量的方法,将含有分式目标函数的非线性规划转化成等价的线性规划。最后,通过数值算例分析了最低服务水平限制对最佳选址方案的影响,并得到选址成本、总服务水平和单位成本服务水平随最低服务水平限制的变化,同时对影响模型的重要参数做了敏感性分析。     

考虑居民选择行为的应急避难场所选址问题研究

突发事件发生后,应急管理部门将面临选择启用哪些应急避难场所供居民避难的决策。与其它设施选址不同,处于有限理性状态下的居民可选择是否去避难以及去哪个避难所避难。为使未被服务的居民数量最小化,考虑居民的有限理性选择行为至关重要。为此,考虑居民避难距离及避难所吸引力等因素,基于竞争选址理论构建避难所对居民的效用函数。在此基础上,运用多项logit模型刻画居民的有限理性选择行为,建立基于有限理性选择行为的选址模型,并与基于效用最优选择行为和基于系统最优原则的选址模型进行对比以验证模型的合理性。为了高效地求解模型,设计了模拟退火算法和遗传算法两种启发式算法。算例分析结果验证了模型和算法的可行性和有效性,并揭示了居民理性程度、选址个数及财政预算均对选址结果有重要影响。     

基于失效情景的应急设施选址问题

非常规突发事件巨大的破坏力以及发生时间、地点和规模的不确定性,使应急系统内设施有可能被破坏而失效,因此选址时必须考虑设施失效情景的发生.给出以最大限度覆盖用户需求为目标,基于失效设施数目具有不确定性情景的设施选址双层随机规划模型;通过计算模型上下界,给出减小规模的等价模型,降低了双层规划求解难度;最后实验验证了模型的合理性,并给出新增选址方案.     

基于覆盖模型的pm2.5监测站点布局优化方法研究

科学的监测站点选址与布局优化是pm2.5等空气污染监测面临的重要问题.针对pm2.5重点监测城市哈尔滨,分析了影响pm2.5浓度及分布的主要因素,构建了以区域地理邻接关系及覆盖水平为基础的监测设施覆盖模型.模型综合了人口、地域面积以pm2.5关注度等因素,实现了重点监测区域覆盖指数及总体覆盖水平最大化目标.实证分析说明了模型的有效性和实用性,为相关环境监测网点选址和优化问题提供了科学的依据和参考.     

基于改进NSGA-II算法的多级服务设施备用覆盖选址决策模型

为了应对跨区域突发事件过程中受灾点服务差异化需求的问题,建立了应急储备设施点的多级备用覆盖选址决策模型,即一个需求点由多个应急设施提供不同质量水平的服务,并考虑设施繁忙状态下由其他设施点提供服务的状况,使模型更加符合实际应用。首次通过设计分段的染色体编码方式改进NSGA-II算法提升运算效率以更好地解决多目标选址决策问题,将改进方法下得到的Pareto解分布与NSGA-II算法下的仿真结果进行对比分析,结合设施点的部署策略得到不同的空间布局方案。证明了模型的可行性及改进NSGA-II算法在解决设施点多目标选址决策问题时的有效性。     

生鲜农产品多配送中心连续选址FCM-ISA算法及应用

本文对生鲜农产品多配送中心连续选址问题进行了研究,在建立考虑最小距离约束下连续选址模型的基础上,针对以往连续选址模型求解过程中采用随机方式生成初始解会造成算法搜索范围过大且易陷入局部最优的局限,创新性地提出了连续选址模型的模糊C均值聚类-改进模拟退火(FCM-ISA)算法,并以杭州市为例验证了所建模型及设计算法的有效性。计算结果表明,本文所建立的生鲜农产品多配送中心连续选址模型更符合实际选址情景,设计的FCM-ISA算法收敛速度快且全局寻优效果好,对科学地进行生鲜农产品多配送中心选址决策具有重要的指导意义。     

基于Benders分解算法的反恐应急设施选址-定容-分配问题

反恐应急设施的合理布局和资源配置可缩短救援到达时间并提高应急效率。对已有反恐应急设施选址研究拓展，进一步考虑设施容量有限的情形，并将袭击前后关于应急设施的选址、定容和救援物资分配问题进行集成考虑。将该问题构造为三层规划模型，上中下各层规划分别对应袭击前的选址定容问题、袭击时的袭击点选择问题和袭击后的救援物资分配问题。利用下层规划的对偶变换转化为双层规划，并设计Benders分解算法求解。最后，结合南疆交通网络进行仿真分析，验证了模型和算法的有效性。     

竞争环境下截流问题的选址-价格模型

研究了竞争环境下考虑产品定价的截流设施选址问题。连锁企业在市场上新建设施时,市场上已有属于竞争对手的设施存在,在连锁企业新建设施位置确定之后,两个企业关于产品定价进行双寡头完全信息非合作博弈。定义了效用函数,引入Huff模型,以企业利润最大为目标,建立双层规划模型,证明了模型纳什均衡价格的存在性,并构造启发式算法对模型进行求解。算例分析表明,该算法求解结果较为理想,可用于大中型网络的规划选址问题。     

求解应急医疗设施分层递进式选址问题的改进免疫算法

针对应急医疗设施的特点,提出分层递进式选址方法,对应急医疗设施进行合理选址。首先,通过熵权法对选址所需要考虑的因素进行权重计算,并进行初步选址;其次,考虑设施点的服务容量、重大公共卫生事件下轻重症患者的治疗与转移的实际情况,建立双层级整数规划模型;再次,根据模型的具体特点,设计改进的免疫优化算法对其进行求解;最后,以湖北省孝感市针对突发公共卫生事件的应急医疗设施选址问题为案例进行分析,给出相应的合理选址方案,验证了模型与算法的可行性。     

电动汽车充电站选址问题研究

研究了电动汽车作为通勤工具情况下的充电站选址问题.首先根据城市通勤道路长度、各条道路上的通勤人员拟使用电动汽车的数量,以及电动汽车的最大续航里程等信息,构建了包含两种边的赋权网络图,进一步将电动汽车充电站选址问题转化为赋权网络图的最大覆盖问题,并建立了以极大化满足用户需求为目标的充电站选址问题整数非线性规划模型,设计了求解模型的启发式算法.最后,通过一个具体算例对模型及算法进行了验证,结果显示,模型和算法是解决电动汽车充电站选址问题有效方法.     

多阶响应下军事物流配送中心可靠选址模型

为了提高战时物资配送的敏捷性和可靠性,结合军事物资配送的多阶响应过程,以部队用户对配送响应的时间约束为限制条件,以设施固定成本与期望配送成本之和为目标函数,并考虑设施未来失效的可能,建立了混合整数规划形式的军事物流配送中心可靠选址模型.结合模型的特点,采用基于时间约束的启发式算法将模型转化为可行子问题进行求解,使用仿真算例说明模型的优越性和算法的有效性.与不考虑设施失效的选址模型相比,考虑设施失效的选址方案在出现设施失效时,其应急配送成本平均增加量基本不超过设施固定成本的20％,平均最大增加量不超过25％;同一种失效情景下,考虑设施失效的选址方案的应急配送总成本也明显小于不考虑设施失效的选址方案的总成本.     

有容量限制的可靠性固定费用选址问题

设施网络可能面临各种失灵风险,而设施选址属于战略决策问题,短期内难以改变,因而在选址设计时需要充分考虑设施的非完全可靠性。本文针对无容量限制的可靠性固定费用选址问题进行扩展,进一步考虑设施的容量约束,基于非线性混合整数规划方法建立了一个有容量限制的可靠性固定费用选址问题优化模型。针对该模型的特点,应用线性化技术进行模型转化,并设计了一种拉格朗日松弛算法予以求解。通过多组算例分析,验证了算法的性能。算例分析结果表明设施失灵风险和设施容量对于选址决策有显著影响,因而在实际的选址决策过程中有必要充分考虑设施的失灵风险及容量约束。     

停车设施选址的双层规划模型

为了解决城市停车难问题,针对目前日益紧张的土地资源和快速增长的交通流量,考虑停车设施对路网上交通流的影响,提出一种在土地利用规划基础上的,对路网影响最小,停车场使用者步行时间最省的停车设施选址的双层规划模型,借助现有的交通规划软件(Emme)进行求解,并应用于上海市江湾-五角场副中心地区停车设施规划研究中.     

考虑回收-补偿约束的卫星城镇生活垃圾中转站选址研究

为进行卫星城镇WSW中转站优化选址,本文结合城镇中转站选址经济、社会、环境负效应等相关影响因素细化分析,确定了城镇中转设施分步优化模型方法。该方法结合规范约束距离改进LSCP模型,于待选点中确定一次覆盖所有收集点的设施备选组合,而后应用综合考虑了建设运营成本、负效应、回收效率的多目标整数规划模型最终确定中转站位置、收纳量与服务分配方案。通过实例分析,验证了本文方法实用性与合理性。