基于超图的突发灾害事件演化网络研究

突发灾害事件演化是灾害系统各要素相互作用的结果,从系统要素相互作用的视角剖析突发灾害事件网络演化机理,对阻断次生、衍生事件的发生,减少事件损失,提高应急处置效果具有重要意义.在分析了突发灾害事件网络演化机理基础上,基于超图理论构建了突发灾害事件演化网络模型,通过分析超图的拓扑特性对承灾体的关联性、暴露性以及事件的衍生性、危害性和重要性进行了评估,并基于超图生成的线图对灾害事件的关键演化链进行了描述,最后,以某城市燃气泄露爆炸事件为例进行了验证分析.研究表明,所构建模型既能对突发灾害事件演化网络进行结构化描述,又能对事件及承灾体的风险和重要性进行评估,为分析突发灾害事件网络演化提供了有力工具.     

基于随机Petri网的震后次生灾害演化模型研究

针对震后次生灾害的演化问题,本文采用多案例分析方法提取地震及其次生灾害事件的属性,从属性层次按照“事件类型、关键属性、从属属性、环境属性和危害评估属性”对其进行结构化描述,分析震后次生灾害事件的属性特征,绘出了震后次生灾害演化Petri网模型。在此基础上,以渐变型次生灾害事件——震后瘟疫为例,根据随机Petri网与马尔科夫链的同构关系,构建了震后瘟疫事件演化系统随机Petri网模型。最后,通过马尔科夫链及相关数学方法对震后瘟疫事件演化系统进行了评估,分析其中的均衡状态及其变动规律,验证了模型的有效性,为应对地震次生灾害事件提供科学的应急决策支持。     

基于区间二型梯形模糊集的应急物资储备动态协同决策模型

重大灾害下应急物资储备决策是阻止突发灾难蔓延的有效手段之一。针对救灾信息具备不确定性与复杂性特点,构建基于区间二型梯形模糊集的应急物资储备动态协同决策模型,并给出应急物资储备策略。利用区间二型模糊集理论的决策方案并结合比例分析法(COPRAS),构建常态环境下应急物资供应商选择的群决策模型,解决不相容群决策属性之间的冲突问题;进而,充分考虑“救灾阶段性动态时间因素”对储备决策的影响,构建动态救灾环境下应急物资储备结构模糊优化模型,实现常态决策与非常态应急决策之间的动态协同;最后,以2012年云南丽江“6.14”突发特大山洪灾害为实例进行数值分析,验证该动态协同决策模型的合理性与可行性,能有效解决动态救灾环境下应急物资储备结构优化问题。     

军队应急物资储备品种选择研究

军队应急物资的储备品种是否合理,直接影响到军队处置突发事件的整体效能.针对军队应急物资储备品种选择问题,从储备效果的角度出发,构建了军队应急物资储备效果的评价指标体系,建立了基于AHP-熵权法组合赋权的军队应急物资储备效果模糊综合评判模型,并通过评判结果来确定军队应急物资的储备品种.实例分析表明,方法能够客观合理的评价军队应急物资的储备效果,为军队应急物资储备品种选择提供决策支持.     

基于柔性契约的政府应急物资采购模型研究

面对突发事件导致的巨大物资需求,实物储备往往体现出应对能力不足。而对于生产时间较短的重要应急物资,生产能力储备是缓解这一压力的有效途径。对此,本研究构建了一个物资企业双储备形式下的应急物资采购模型,分析研究了在物资企业可以选择生产形式(常规生产和加急生产)的情况下,政府的最优支付决策和物资企业的双储备决策。推导分析结果显示,物资企业的生产能力约束和政府的支付水平对政企合作形式起到决定性作用。本研究进一步通过数值分析验证模型的有效性和契约合作的优势,并讨论了若干重要外生参数对政企最优决策的影响。     

基于模糊聚类与多类支持向量机的战备物资储备模式选择研究

随着军民融合式后勤保障体制改革的深入推进,多种储备模式并存是战备物资储备发展的大趋势.针对具体物资,选择何种储备模式是需要解决的首要问题.针对该问题,建立了影响物资储备模式选择的特性指标集,通过问卷调查取得特性指标向量和推荐储备模式,利用模糊聚类方法消除由于主观因素对储备模式选择带来的影响,然后将聚类结果用于训练与测试多类支持向量机,从而形成一种实现储备模式自动选择的机器.通过数据验证,取得了较好的实验结果,实现了具体战备物资储备模式的有效选择.     

多储备点多品种应急物资配送的多目标优化模型

应急救援的社会化、应急物资需求的多样性、应急物资需求和补给的时变性,对应急物流的配送调度提出了挑战.应急物流的紧急性要求最大程度保障受灾点的物资供应;在经济上则要求应急物流的成本最小化.通过将时间离散化为阶段序列,在应急物资需求和补给是可预测的情况下,建立一个多储备点、多物资品种、单受灾点的应急物资配送的多目标优化模型,来最小化应急物资短缺次数和运输成本.仿真实例表明,该模型可以通过优化引擎快速求解,能够发现导致短缺的应急物资品种和加强供应补给的时间区间.     

基于合作博弈的预付条件下应急物资库存策略

应急物资储备是应急管理的主要工作之一.以往政府自己组织物资储备,不仅耗费大量人力、物力,且由于应急物资具有有效期等缘故,报废损失较大.本文考虑政府与供应商合作进行应急物资的实物储备,讨论在政府提前支付部分货款、供应商储备应急物资的库存策略,并从合作博弈的角度,确立了联盟的合作期限与政府提前支付货款比例,实现了在减少政府支出的前提下,动态存储定量应急物资,大幅度延长有效期的目标.最后使用算例验证了该策略的有效性.     

概率

1本单元重、难点分析 1)重点:等可能性事件的概率,互斥事件有一个发生的概率,相互独立事件同时发生的概率,独立重复试验.①等可能性事件的概率的关键是正确计数,即事件A包含的基本事件个数m和试验结果总数n,具备娴熟地解排列组合应用题的能力是处理好此类问题的必要条件.②弄清“互斥事件”、“对立事件”、“相互独立事件”之间的区别与联系,掌握公式P(A+B)=P(A)+P(B),P(A)=1-P(A),P(A·B)=P(A)·P(B),以及由它们派生出的常用公式的适用范围.理解“至少”、“至多”、“都”、“或”等词汇的意义,理解“独立重复试验”等概念,是学好本单元内容的基础.在学习中,要勤比较、多思考,注意举一反三,触类旁通.     

区际救援物资中转调度的动态决策模型与算法

考虑灾害救援中灾区对应急物资的持续消耗,研究了区际多品种救援物资的动态中转调度问题.综合考虑各阶段调度费用、运输费用和库存费用总和最小化的救援物资中转调度安排和库存规划,建立了一个区际救援物资中转调度动态决策模型,并设计了一种矩阵编码的协进化遗传算法.最后通过一个算例验证了模型和算法的有效性.     

增建救灾物资储备库的选址研究

目前,中央救灾物资储备库建设与实际需求还存在一定差距,实际救灾效果不很理想,存在救灾保障能力不足、保障效果差的问题.在现有中央救灾物资储备库不变动的基础上增设新的储备库,保证经过不长于12小时的运输时间,使第一批中央救灾物资到达灾区.通过对自然灾害、交通能力和经济能力三个指标的量化分析和综合评价,用增建最少数量的中央储备库,与原库一起构成中央储备库体系,达到在全国任何一个地方发生灾害的情况下,中央储备库的救灾物资都能在规定的时间内运抵灾区.     

应急管理中车辆受限的生产_库存及配送整合模型

针对突发事件发生后,救灾物资不足、车辆数量及容量有限的情况,本文考虑了制造商生产、包装新的救灾物资,构造了车辆返回制造商需要等待订单完成生产的时间函数,建立了一个生产、库存及配送整合的混合整数规划模型。该模型由原材料供应商、制造商、配送中心及客户需求点四部分构成,以完成原材料的运输、制造商中的订单生产并运送到需求点及配送中心的库存订单运送到需求点的总花费时间最短为目标。本文将模型分为两层子模型进行求解:第一层模型采用改进的遗传算法求解;第二层模型采用隐枚举法求解。最后给出一个具体的案例以验证模型的合理性及算法的有效性。     

基于两阶段混合整数规划模型的洪涝灾害应急管理研究

本文以洪涝自然灾害为现实背景, 考虑多种应急物资、灾情的不确定性和应急救灾的多目标性, 集成优化灾前准备和灾后响应两阶段, 建立了一定最大救援时间下的两阶段多目标混合整数规划模型。模型的目标一是使得不同灾害情景下灾后响应阶段总物资不足惩罚和延误损失的期望最小, 目标二是使得灾前准备阶段应急物资存储点建造成本、物资存储成本及灾后响应阶段物资分配成本之和最小。该模型保证了应急救灾的及时有效以及物资的公平分配。本文设计了一种多目标遗传算法用于模型求解, 结合具体算例, 得到了模型在最大救援时间为4到9区间内任意数值下的pareto最优解, 很好地适应了决策者不同的决策需求, 并根据pareto应急方案的数目, 灾后响应阶段成本期望和两阶段总成本等模型的三个关键产出随最大救援时间的变化趋势, 得出最优的最大救援时间为5.7。     

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。     

我国“政府主导-社会参与”救灾体制改革的演化路径分析

《关于推进防灾减灾救灾机制体制改革的意见》提出我国救灾工作要“坚持党委领导、政府主导、社会力量和市场机制广泛参与”,但推动改革的具体实施路径尚在探索中。通过归纳中西方两种典型救灾体制的优缺点,构建政府救援部门和社会力量协同救灾的演化博弈分析框架,论证了“政府主导-社会参与”救灾体制改革的多重演化路径、均衡条件和关键影响因素。研究表明,政府与社会力量的协同救援效应和救援工作的阶段特征,是决定救灾体制演化的两个关键性因素。在推进传统救灾模式到理想救灾模式的体制演化过程中,存在“双轨制”协调博弈或“一抓就死、一放就活”周期解等过渡状态的多条演化路径。救灾模式需要随救灾工作的阶段转换进行调整。     

救援延迟效应如何影响政府企业救灾合作？基于微分博弈的研究

“政府主导、社会参与”的政企协同救灾成为我国救灾体制改革的方向。通讯中断以及运输路网的破坏经常导致救援的延迟,在救援延迟的应急场景下政企协同合作的救援效率一定高于自发救援吗？针对自发救援和协同合作两种救援模式,考虑救援延迟效应,构建了政企救灾合作的微分博弈模型,分析救援延迟对政企救灾策略的影响,以及政府成本补贴对提高协同救灾的适用条件。最后结合云南鲁甸地震的案例加以验证。结果表明,当延迟时间小于某阈值时,协同救援才更有效率。与自发救援相比,协同救援下政府救灾投入量随延迟时间急剧上升,而企业投入量变化较小。企业单位收益系数可作为衡量灾害严重程度的指标,数值越大,政府承担企业的救灾成本补贴比例越大。     

考虑设施中断情景的震后救援初期应急物流网络优化设计

在震后救援初期,构建合理的应急物流网络,对于快速有效供应应急物资、减轻灾情具有重大价值。在传统可靠性选址问题与应急设施选址-分配问题的基础上,考虑震后救援初期的阶段性特征、设施中断情景、多品种模糊需求、设施能力限制等因素,建立了一个适用于震后救援初期的应急设施选址-分配模型。通过三角模糊数的期望值公式将模糊需求去模糊化。在此基础上,考虑模型特点,设计了一种整数编码的混合遗传算法。最后,以5·12汶川地震为背景,构造算例进行数值仿真。验证了所提模型和算法。结果表明:考虑设施中断情景后,即使系统中的部分设施失效,整个网络仍能较好运行,且优化结果更具可靠性和稳健性。     

应急救援物资紧缺的配送车辆路径选择研究

针对应急救援物资总量紧缺不能全部满足各点需求量的实际情形,以单个需求点最大缺货量最小为目标,建立基于单个配送中心、车辆数目有限和带时间窗的应急救援物资配送车辆路径选择模型,并讨论了三种不同缺货情形下模型的求解。对于车辆按最短路径行驶也无法在救援时间内到达导致需求点缺货的情形,删除这些需求点的需求量后,如果剩余需求点的需求量不大于物资总量且车辆足够多,可转化为车辆最短路径问题求解;对于物资紧缺无法满足所有需求且车辆足够多的情形,设计时间复杂性为O(mn²)的精确算法A^*求解,其中m和n分别为车辆数和需求点数;对于物资紧缺且车辆数目不足无法把全部物资送达需求点的情形,设计时间复杂性为O(n²)的近似算法GA^*求解,并分析了算法GA^*的近似比。最后结合云南彝良县地震灾区局部路网进行实例分析,验证模型和算法的有效性。     

A robust disaster preparedness model for effective and fair disaster response

Humanitarian network design decisions belonging to the preparedness stage of disaster management life-cycle are of critical importance since they set the frame for all further post-disaster operations. Having an adequate number of strategically located storage and distribution centers for critical supplies is the key that enables effectiveness, efficiency and fairness when responding to a disaster situation. The preparedness model proposed in this study selects locations and inventory levels of these facilities such that the right mix of relief items can be supplied at the right time. Our mixed integer linear model aims to find a robust relief network design that satisfies the demand for all given disaster scenarios, and to help achieve a better response during the response stage when the relief items are distributed. The assumptions and the parameters used in the model are justified by authorities of humanitarian organizations. We propose a logic-based Benders decomposition approach to solve this problem to optimality. Although the problem is NP-hard, our numerical studies demonstrate that it is possible to obtain optimal or very good solutions to problem instances with realistic sizes.