基于网格化管理视角下灾后应急物流决策模型与算法研究

灾害发生后,应急资源的需求预测与应急配送中心的合理选址是实现高效救援的关键。本文通过在网格化管理视角下的信息更新将应急救援过程划分为多个阶段,在开展救援的过程中实现救援信息收集和救援预测的同步开展,建立一种多阶段带时间约束的应急救援物资配送响应-时效性的选址模型。借助遗传算法(NSGA-II),实现了基于编码结构独立、路径相互关联基础上的多目标规划求解。本研究的决策模型及算法有着较好的搜索与寻优能力,对实际救援开展具有指导意义。     

资源受限下森林火灾应急救援多目标调度优化

许多森林火灾由于救援资源受限而不能在第一时间扑灭,导致火灾扩大蔓延,进而造成更大的森林资源损失。因此,在救援资源受限情形下,如何对消防救援车辆进行合理的调度安排以快速和低成本地扑灭火灾已成为亟待解决的现实问题。本文研究了一类资源受限下森林火灾应急救援多目标调度优化问题,为该问题构建了多目标混合整数非线性规划模型,优化目标为同时最小化总灭火救援时间和救援车辆总行驶距离。为有效求解该问题,首先将上述非线性模型等价转化为线性模型。然后提出ε-约束法和模糊逻辑相结合的算法对问题进行求解。最后,以大兴安岭山发生的火灾案例和随机生成仿真算例对模型和算法有效性进行验证,结果表明所提出的模型和算法能够有效解决资源受限下森林火灾应急救援问题,并为决策者提供最优的消防调度方案。     

基于远程控制的六足搜救机器人系统的设计

针对灾后现场环境的危险性与复杂性,设计了一套搜救机器人系统。在基于仿生学的基础上设计机器人六足式移动平台,以Atmega128型单片机为控制核心,通过步态与动作控制,使之具有强大的越障能力和机体灵活性。整个搜救系统分为机器人系统和控制中心系统两大部分。机器人系统配有完备的传感器模块以及高清摄像头,通过无线传输技术,可在0-1000米范围内实现向控制中心系统上位机的数据与图像传输,并接受上位机控制指令,控制中心根据采集到的信息,可以有效指挥现场搜救人员,大大提高了搜救速度与效率。     

准连续调制激光吸收谱测量封闭室内O2浓度的研究

在开采煤矿的生产活动中,遇到煤矿爆炸或地震、地质等自然灾害,会导致坍塌、掩埋、堆积等情形,进而形成复杂的封闭环境。如果发生人员被困等突发情况,破灾救援、挽救生命工作显得至关重要。封闭环境中O₂的浓度随时间的变化直接威胁到被困人员的生命安全,及时掌握被困人员所处环境的O₂浓度变化对破灾救援机器人作业实施有着非常重要的指导意义。为准确测量O₂的浓度,以封闭室内O₂为研究对象,综合应用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术和波长调制光谱(WMS)技术,设计了一套准连续调制激光吸收谱实验测量O₂浓度系统,对24 h封闭室内O₂的浓度随时间变化情况进行测量研究。实验结果表明,封闭室内O₂的浓度受到室内人员活动的影响,准连续调制激光吸收谱测量方法可以准确测量封闭室内的氧气变化。     

多种通信手段在遇险救生体系中的应用研究

我国海域辽阔,各类船只的水上航行和作业安全密切关系到生命和财产的安全,需要可靠保障。由于海上险情发生的随机性和突发性,岸上险情监视力量必须全时、全天候地开设险情通信通道,接收海上遇险对象的遇险呼救信号并及时对遇险信息进行处理。因此,岸基必须建设遇险救生信息系统并规定必要的信息传输流程,保障险情报知通信的顺利完成。文章简要分析了目前海上救生的通信现状,对常用通信手段进行了分析与介绍,并提出了一种整合各通信手段的设计方法,实现了多种通信手段的综合使用以及统一调度,大幅提升险情信息的传输和处理效率,提高险情信息的保密性,为救援工作提供了精确可靠的问责手段。     

全塑料光学生命探测仪关键技术研究

制作了单丝直径为250 μm、像素数为4096、长度为15 m的塑料光纤传像束. 研究表明: 原始图像经过该15 m长的光纤传像束后, 仍有25%保留, 完全可以满足图像目视观察或CCD图像采集的需要. 以此光纤传像束为核心部件, 分别设计、制作了目视式生命探测仪样机, 以及与CCD、图像采集卡、笔记本电脑一体化的智能型光学生命探测仪样机. 最后, 演示了该系统对被困人员搜救的有效性. 此系统不但可用于地震、矿难等场合被埋人员的搜索, 也可用于高压强电磁干扰环境、保密部门、易燃易爆等特殊场合的视频监视.     

突发事件应急救援人员的分组方法研究

针对突发事件应急救援人员分组问题,给出了一种基于优化模型的分组方法。在本文中,首先描述了突发事件的应急救援人员分组问题;然后依据救援人员特征表现评价信息,计算救援人员完成不同任务的综合表现评价值;进一步地,以完成各救援任务的"效果"最好为目标,考虑每个救援人员只能被分到一个组里且每组中的人员数量要满足救援任务的需要,构建了救援人员分组的多目标优化模型,并通过求解优化模型来得到应急救援人员的分组方案。最后,通过一个算例分析说明了本文提出方法的可行性和有效性。     

双目标突发事件应急救援前摄性调度优化

本文以救援时间最短化与计划鲁棒性最大化为目标,研究突发事件应急救援前摄性调度优化问题。作者首先对所研究问题进行界定,其中计划鲁棒性定义为各活动开始时间可调整时差的总和,任务是在应急预算和救援期限的约束下,确定活动执行模式与开始时间以实现上述两个目标。随后,构建问题的0-1规划优化模型,鉴于其强NP-hard属性,设计禁忌搜索启发式算法。最后用一个算例对研究进行说明,得到如下结论:救援时间随应急预算的增加而缩短,随救援期限的放宽而延长;计划鲁棒性随应急预算的增加或救援期限的放宽而提高;当权重分配系数增大时,应急救援时间先保持不变而后缩短,计划鲁棒性则呈减小趋势。本文研究可为突发事件应急救援的组织与协调提供决策支持。     

基于直觉模糊软集的煤矿应急救援决策方法

在煤矿突发事故初期,时间的紧迫性和环境的复杂性导致应急救援决策中的评估信息存在不确定性,传统基于确数的决策方法难以适用,对此本文提出了一种基于直觉模糊软集(IFSSs)的煤矿应急救援决策方法。首先对现有IFSSs熵公理化定义中的不合理之处进行修正,进而据此构造新的IFSSs熵计算公式,并通过与既有IFSSs熵公式的对比算例表现了新公式的合理性和有效性。然后基于新熵公式给出属性综合权重的确定方法,再利用推广的TOPSIS方法对预案进行排序以确定最优煤矿应急救援预案。最后将本文提出的方法应用于某煤矿应急救援实例。结果表明,基于IFSSs的煤矿应急救援决策方法能充分利用和有效处理不确定性的信息,具有更好的决策分辨效果,可以为煤矿突发事故的应急救援提供决策支持。     

高校化学教学实验室小型试剂库改造

目前高校化学教学实验室小型试剂库(暂存库)存在较多安全隐患,但一般体量较小,容易被相关管理者忽视,可能会造成实验室安全事故的发生。本文结合国家级实验教学示范中心(中国科学技术大学)化学实验教学实验室的实际情况,阐述了化学教学实验室小型试剂库改造的实践经验,为其他高校实验室试剂库的改造提供符合法律法规和国家标准要求的、适应面广、操作性强的可借鉴经验。