基于剥夺成本分析的应急救援路径优化研究

针对震后路径受损导致受灾人员救援困难的情形,构造了考虑患者剥夺成本和兼顾救援效率与公平的应急救援模型.在区域协同应急救援的场景下,从主观角度出发分析患者遭遇痛苦的心理代价,以伤员总剥夺成本最小和总等待时间最小作为决策目标,应用蚁群算法对传统模型和新模型进行实验求解,讨论研究新模型中职能的划分是否能够为救援提供帮助并且达到减少重伤患者的心理创伤程度和优化路径的效果.实验结果表明:与基于时间和基于距离等传统模型相比,新模型的剥夺成本小于传统模型,具有一定的优越性.

实物期权下包含剥夺成本的应急物资采购模型

将期权契约运用于应急物资采购能有效克服传统采购模式下政府采购成本高且物资储备量少的缺陷,但采用固定单位惩罚的期权无法实现对物资短缺成本的准确计量。本文将剥夺成本引入期权采购模型,经对比研究发现剥夺成本的应用可更精准地度量缺货损失,且能提高企业的应急物资储备量。实施模型分析和数值算例,探讨期权契约中能使政府和企业同时获益的剥夺成本系数取值范围,观察剥夺成本系数改变时关键期权参数在有效取值区间内如何变化。进一步分析政府初始储备量和物资需求量的不确定性对应急物资采购的影响,研究结果表明初始储备量越小、物资需求量不确定性越大时,考虑剥夺成本的政企双方越倾向选择采用期权契约采购模式。

基于剥夺成本的应急疏散与物资调配问题研究

大规模灾害救援初期,应急物资供应不及时和分配不均的状况会使灾民产生一定的负面心理情绪,影响灾后救援效率。针对该问题,本文构造绝对剥夺成本函数和相对剥夺成本函数衡量灾民的负面心理情绪,并利用总剥夺成本表征应急物资调配的公平性,以救援总成本最小为决策目标,构建兼顾效率和公平的灾民应急疏散、临时避难所选址和应急物资调配的集成优化模型,并设计一种分阶段解码的遗传算法进行求解。最后,以易受台风侵袭的广东省东莞市与汕尾市的19个城镇作为受灾点进行算例分析,验证了模型与算法的有效性和可行性,以期为灾后应急救援提供有益参考。

基于社会成本的应急物资政企协同预置储备优化

为降低受灾群众的痛苦感受,引入剥夺成本来度量受灾群众的痛苦程度,以经济成本与剥夺成本之和的社会成本为决策目标,构建了基于社会成本的应急物资政企协同预置储备优化模型,并将该模型与现有只考虑经济成本的优化模型进行了对比分析。对比结果表明,所建模型只需零增加或小幅增加经济成本,就可以降低受灾群众的痛苦感受,实现经济代价与心理代价的有效平衡,并有效提高应急救援的时效性。

灾后交通网络修复与救援协同优化方法

在自然灾害发生后,及时组织高效有序的应急救援活动,是减轻灾区人员伤亡和财产损失的关键工作。交通网络是开展灾后救援活动的重要物质基础,为保证灾后救援行动的时效性、降低应急救援在受损交通网络功能恢复过程中的延迟性,需要协同优化交通网络修复与应急救援等决策。考虑交通网络内道路受损程度、物资需求分布等因素,协同调度有限数量的救援队伍和道路维修队伍,优化确定受损道路修复次序和应急物资运输路线。以最小化受灾区域内群众因等待救援而产生的累计剥夺成本为目标,同时考虑灾后交通网络连通性、旅行时间可靠性和救援分配公平性等约束条件,构建协同优化问题的非线性混合整数规划模型。结合问题特征,在采用精英和排序混合策略对信息素更新进行改进的基础上,设计二阶段蚁群算法进行模型的求解和计算。算例分析表明,该优化模型和算法计算快捷,所得结果合理,道路维修队伍能够协调应急救援队伍运输路径,合理规划受损节点的修复次序,减少救援队伍中途的等待时间,应急救援行动的效率明显提高,救援物资的分配也更加合理,说明所提出的方法可以为相关问题提供科学的决策参考依据。

基于公平性的灾前多目标公交疏散模型

面对洪涝、海啸等重大可预测性自然灾害的发生,高效的灾前疏散可以减少人员伤亡。针对当前疏散行动片面关注效率而忽略公平这一问题,采用相对剥夺成本衡量集结点之间获得疏散服务的公平程度,以驾驶时间、相对剥夺成本和公交数量最小化为目标,将集结点时间窗、公交载客量等作为约束,构建多目标公交疏散路径优化模型以协同优化疏散效率和公平;模型采用NSGA-Ⅱ算法求解。算例结果表明,疏散时效与公平、疏散时效与所用公交数量之间存在悖反关系,疏散公平与所用公交数量呈正相关;与仅考虑疏散时效的单目标模型对比,兼顾疏散效率与公平的疏散方案能在略微降低疏散时效和略微提高所用公交数量的基础上,显著降低疏散的不公平程度。结果有助于为实际疏散行动提供有效参考。

考虑效率和公平的跨区域协同应急救援路径选择

面对灾害波及多个不同区域,构造相对剥夺成本来度量各受灾点处伤员遭遇痛苦的差异性,研究带有时间窗限制、考虑灾害救援差异的跨区域伤员协同救援问题.以救援总耗时最短、绝对和相对剥夺总成本最低为多个决策目标,构建兼顾效率和公平的跨区域协同应急救援路径选择模型.应用蚁群算法实施算例仿真求解,并将各区域独自应急的不协同情形与基于距离和基于时间的跨区域协同应急情形作对比分析,讨论跨区域不同协同策略的适用性和有效性.研究结果可为构建高效的跨区域协同应急救援体系提供有益参考.

公平缓解灾民创伤下的应急物资动态调配研究

及时有效地调配物资对灾害应急救援至关重要.考虑两种典型的物资分配策略,构建一个多目标动态调配模型来实现灾后应急物资的有效分配和路径优化选择.其中,多目标不仅强调对救援效率的追求,也重视对救援有效性和缓解灾民心理创伤公平程度的考量.提出相对剥夺成本来刻画救援公平性,且构造包含初救和补救两阶段的需求函数以反映灾害变化、救援调配与需求之间的相互影响.应用设计的遗传算法在2008年汶川地震案例背景下对所构模型进行仿真求解,并通过实施对比分析和关键参数敏感性分析得出一些管理启示.