需求不确定条件下社区应急疏散协作调度优化模型

质量安全、自然灾害、公共卫生等突发事件社区应急疏散中的灾民数量具有不确定性,但目前的研究很少关注多种运输方式协作的应急疏散中灾民数量的不确定性。针对灾民数量的不确定性,以疏散灾民数量最大化,以及疏散成本最小化作为优化目标,,该文构建了多种运输方式协作的社区应急疏散模糊机会约束规划模型。在模型求解时,论文使用自适应遗传算子对多目标遗传算法进行改进,以提高算法优化效率。最后,论文使用算例对提出的模型进行验证,证明了该模型和方法可以有效完成需求不确定条件下的社区应急疏散协作调度优化工作。     

考虑路线复杂度的应急疏散双目标路径选择模型

针对路径选择这一疏散计划中最基本的问题，考虑疏散时间以及路线复杂度因素，建立了应急疏散路径选择的双目标优化模型。模型将总疏散时间最短以及路线复杂度最低作为优化目标，同时考虑灾害扩散对疏散网络通行状况的实时影响，将各弧段上的通行速度表示为随时间的连续递减函数。设计了求解模型的蚁群优化算法，仿真结果表明了模型和算法的有效性和可行性。     

基于情景分析的应急疏散车辆配置模型

在情景模式影响疏散点疏散人员数量及疏散最晚完成时间限制的条件下,研究了避难所应急疏散车辆配置计划及各种情景模式下的车辆出车任务安排,以疏散车辆出车安排为下层模型,以期望疏散总时间最小化车辆配置计划为上层模型建立了车辆配置及出车任务安排的双层规划模型。设计了结合CPLEX内置算法的模拟退火算法,最后用算例进行了仿真研究。     

无预警紧急疏散中公交车辆路径的确定方法

针对无预警式紧急疏散中公交救援车辆的最佳路径确定问题,提出了一个非线性混合整数规划模型.模型不仅考虑了有接收能力限制的多避难所系统,还对如何处理具有不同载客上限的公交救援车进行了分析.利用添加了虚拟路段和节点的时空网络,在以加权的综合疏散时间最小为目标的同时实现了疏散伤亡最小化.通过分析实际疏散的实施过程,得到了一种产生模型可行解的有效方法.通过将时间滚动式的流量加载模式与经典遗传算法相结合,给出了新模型的实用解法.最后,通过算例验证了模型和算法的有效性.     

基于随机模拟评价的城市道路应急疏散能力研究

基于经典综合评价理论和Monte-Carlo模拟技术,以速度、时间负荷裕度、空间负荷裕度、畅通可靠度、行程时间可靠度等5个因素作为评价指标,建立了城市道路应急疏散能力随机模拟综合评价模型.该算法通过自主优势量矩阵和优势权向量计算,利用随机模拟技术求解被评价对象之间优劣关系的优胜度矩阵,从而得到被评价对象的综合评价向量.研究表明,在评价结果一致的前提下以优胜度矩阵形式表示的评价结果比其他常规方法,提供的信息更加丰富,充分反映了受多种因素综合影响的城市道路应急疏散能力评价的客观实际情况,研究结果可为城市道路应急疏散能力安全运行和升级改造提供决策依据.     

营救设备数量受限的应急疏散模型和算法

考虑在实际中可能面临着某些救援活动,必须借助于营救设备或者依赖营救人员的引导才能得以完成．针对这种情况,给出了设备数量受限的应急疏散模型．由于目标函数是疏散时间最小化,在考虑路径容量限制时,首先通过优先饱和最短路径来确定可行路径集合,把可行路径集合中的k短路作为初始解,再以每条路径上流量与旅行时间的比值流速作为更新路径的准则,每步迭代通过保留流速较大的路径来保存当前疏散时间最小的路径集合,从而确定疏散方案．最后通过算例验证了该算法的有效性和可行性．     

不确定阻断情景下的路网保护策略研究

当应急服务设施位置确定时,其应急出救效率主要取决于该区域的交通网络条件。在灾前防御阶段对路网采取实施一定的保护措施可以减少因灾害造成的损失。结合可能受灾害造成阻断的道路所需保护成本、阻断后的修复成本以及区域应急出救效率,在考虑道路阻断情景不确定性基础上建立鲁棒优化模型以确定路网保护策略,其中每种道路保护策略所面临的最坏情景被用于衡量该策略的优劣。通过分析模型的特点设计了嵌入Warshall-Floyd算法的模拟退火算法,最后的数值试验显示了算法的有效性并对保护策略和观望策略的性能进行了对比分析。     

道路修复条件下灾后应急资源配送LRP研究

灾后道路中断、道路通行可靠性减弱从根本上影响着救援工作的效率,文章通过在应急资源配送定位路径问题的基础上考虑对障碍道路进行修复。通过构建应急设施定位、障碍道路修复以及配送路径选择的综合优化模型,以应急救援的时间总成本最小为目标。集中考虑应急设施定位选址、修复障碍道路和选择配送路径的基础上,以时间总成本最小为目标函数,通过结合相关案例仿真与数据分析的基础上运用多吸引粒子群优化算法对模型进行求解,以期为灾后道路选择、提升道路通行可靠性和应急物资配送效率提供借鉴于理论指导。     

震后大型商场人群疏散演化博弈分析

地震发生后,为了减少地震带来的损失,大型商场人群需要及时进行疏散.主要对商场中疏散出口位置上的疏散行为进行研究.首先分析了地震后商场人群的疏散场景;然后从疏散心理效用角度构建了疏散行为模型,并基于演化博弈分析人群疏散行为演化情况,结果表明,自组织情况下,商场人群不能向有序疏散演化;而通过商场工作人员引导疏散,修正模型,其引导力度决定着疏散演化的结果;最后,通过仿真分析,说明商场地震人群疏散演化博弈模型的适用性.     

应急避难场所选址问题的多目标规划模型及算法

城市应急避难场所选址问题是城市应急管理中首要解决的问题,应急避难场所的选址决策对处置突发事件应急的成败有至关重要的意义.目前国内外学者已经从不同的研究角度提出了避难场所规划的原则和方法.绝大多数国内外学者在研究设置避难场所时没有考虑在疏散过程中不同线路的通行速度问题,另外避难场所基本都是在现有的节点中选择若干个节点来建立避难场所,这与实际应急避难场所规划是不一样的.主要问题在综合考虑了避难场所个数、疏散时间、人员分配的平衡性、在疏散过程中不同线路的速度构建数学模型.针对所建模型,设计了求解该问题的一个启发式算法.最后结合实际案例来验证模型和算法的有效性.     

Optimal evacuation planning using staging and routing

Evacuation is an important disaster management tool. Evacuating a large region by automobile (the most commonly used mode) is a difficult task, especially as high levels of traffic congestion often form. This paper studies the use of demand-based strategies, specifically, the staging and routing of evacuees. These strategies attempt to manage demand in order to reduce or eliminate congestion. A strategic mixed-integer programming planning model that accounts for evacuation dynamics and congestion is used to study these strategies. The strategies adopted incorporate different evacuee types based on destination requirements and shelter capacity restrictions. The main objective studied is to minimize the network clearance time. We examine the structure of optimal strategies, yielding insights into the use of staging and routing in evacuation management. These insights are then used to develop effective solution procedures. To demonstrate the efficacy of the proposed solution technique, we provide computational experience using a large realistic example based on Virginia Beach.     

Solving the minimum toll revenue problem in real transportation networks

As a means to relieve traffic congestion, toll pricing has recently received significant attention by transportation planners. Inappropriate use of transportation networks is one of the major causes of network congestion. Toll pricing is a method of traffic management in which traffic flow is guided to proper time and path in order to reduce the total delay in the network. This article investigates a method for solving the minimum toll revenue problem in real and large-scale transportation networks. The objective of this problem is to find link tolls that simultaneously cause users to efficiently use the transportation network and to minimize the total toll revenues to be collected. Although this model is linear, excessive number of variables and constraints make it very difficult to solve for large-scale networks. In this paper, a path-generation algorithm is proposed for solving the model. Implementation of this algorithm for different networks indicates that this method can achieve the optimal solution after a few iterations and a proper CPU time.     

Real-time control of freight forwarder transportation networks by integrating multimodal transport chains

Western European freight forwarders are continually being forced to increase the efficiency of their transportation processes because of the liberalization and deregulation of the European transport market. This paper proposes a new real-time-oriented control approach in order to expand load consolidation, reduce empty vehicle trips, and handle dynamic disturbances. This approach integrates multimodal transportation and multiple transshipments for the first time. Thus, it enables the flexible generation and adaptation of transportation processes. In order to be able to handle occurring disturbances, an optimization procedure that adapts the transportation processes is continually applied. Vehicle breakdowns or deceleration of vehicles, traffic congestion, and street blockages are integrated as possible disturbance scenarios. At the same time, dynamically incoming transportation requests are also dealt with. Moreover, cooperative agreements between freight forwarders, which are gaining increasing importance, are integrated by mapping hubs and external services. The efficiency of the new real-time approach is validated by several computational experiments. In particular, the use of the entire execution time for plan adaptation as well as the integration of multiple transshipments has shown promising results.     

烟羽应急计划区公众撤离模式研究

公众撤离是烟羽应急计划区应急响应状态下的重要安全措施。本文提出一种“政府组织撤离+政府指导下的自行撤离”的撤离模式, 并基于元胞传输理论, 以最小化撤离时间为目标, 建立了公众撤离模型, 规划车辆行驶路线。运用该模型, 分析撤离时间随政府组织撤离和居民自行撤离比例变化的规律, 并运用到两个案例中, 结果显示:“政府组织撤离+政府指导下的自行撤离”模式的撤离时间小于“政府组织撤离”模式的撤离时间, 而且政府组织撤离与自行撤离之间存在一个最佳的比例结构, 使撤离时间达到相对低的水平。 关键词:烟羽应急计划区;公众撤离;元胞传输理论;模式研究;应急管理     

考虑双方感知满意度的应急资源再配置方法

突发事件常诱发次生灾害,在外界大规模应急资源配送前,发挥区域互救优势,共享原生灾害点应急资源进行资源再配置是及时响应次生灾害的重要手段之一。本文尝试将灾民心理因素融入到应急资源的再配置问题中,基于前景理论提出了原生灾害点灾民的感知满意度模型,结合生存概率曲线对次生灾害点灾民感知满意度进行刻画,构建了考虑双方灾民感知满意度的多目标优化模型。此外,引入缩放系数和违反约束检查函数,改进多目标粒子群算法以加快算法初始化,进而提升模型求解效率。最后,本文通过算例验证了模型和算法的可行性和科学性,并与传统资源配置问题进行了对比,为具有连锁反应的突发事件应急管理提供决策支持。     

考虑道路修复的应急资源配送可靠路径选择问题研究

灾害发生后第一时间选择可靠路径完成应急资源的配送分发是应急救援快速展开的必要保障。本文考虑道路修复下的应急资源配送可靠路径规划问题,引入了道路中断和通行可靠性降低来描述灾难对应急资源配送交通路网的影响,以最大化配送效率为目标,构建了道路修复与应急资源配送可靠路径选择集成优化模型,给出了道路修复与可靠路径选择的全局优化方案;设计了多吸引子的粒子群优化模型算法,并结合仿真与分析,验证了模型和算法的有效性。模型与算法的研究对于突发事件下不确定交通路网应急资源配送决策具有很好的指导意义。     

突发事件对交通网络的影响评估指标和方法

近年来,由于自然灾害,不断地环境恶化以及不可预测的灾害侵袭,突发事件时有发生,突发事件可能对交通网络产生非常严重的影响。本文给出了一些指标来表征突发事件对交通网络的影响程度。这些指标适用于用户最优、系统最优以及效率损失等情形。 我们给出了这些指标的性质并讨论了在用户最优、系统最优以及效率损失等情形下的指标之间的关系。交通网络的数值算例表明了关于突发事件的指标的合理性。突发事件对交通网络的影响程度评估对于道路规划、道路维护以及网络脆弱性分析均有重要意义。