基于P-中心模型的城市轨道交通线网应急救援站选址研究

[目的]随着城市轨道交通线网的扩大,其系统风险变得更为复杂且不可控。为提高城市轨道交通系统的应急救援能力,需对线网内应急救援站的选址问题展开研究。[方法]将地铁覆盖区域按照城市道路环线进行分区限速,得到任意路径的速度矩阵,结合距离矩阵进行转换后得到时间矩阵。在此基础上,计算任意站点间基于时间的最短路径。考虑时间、救援关系、成本3个方面的约束条件,建立了以系统最大救援时间最小化为目标的P-中心选址模型。以武汉市城市轨道交通线网应急救援站选址为案例,应用该模型,并采用自适应遗传算法在MATLAB软件中进行编程求解,得出该线网应急救援站选址的最优方案。[结果及结论]与相似研究相比,该选址方案投入更少但效益更大,充分证明了所提的P-中心模型具有先进性。

突发自然灾害下的两阶段多目标应急物资中心选址问题研究

针对突发灾害情况下需求不确定的选址问题,构建最小化经济成本和最大化满意度的应急物资中心选址模型。首先,将选址问题划分为初期和后期的两阶段问题;其次,对物资需求量进行模糊需求预测,并使用可信性模糊机会约束规划将其转化为确定型约束;最后,设计改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法求解问题。IGWO算法采用佳点集初始化种群,对收敛因子进行余弦规律的非线性变化,并在粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法个体记忆的启发下,设计个体位置更新公式。在用10个标准函数验证IGWO有效性的基础上,通过湖北省新型冠状病毒应急物资中心选址案例分析,表明IGWO算法能有效求解多目标选址问题,在提高满意度的基础上降低经济成本,且多阶段模型在平衡满意度和经济成本方面结果更优。

基于空间聚类挖掘的城市应急救援机构选址研究

以城市突发事件的应急管理为应用背景,研究使用空间聚类技术解决应急服务机构的选址问题.首先提出实施聚类分析的数据模型,然后改进既有空间聚类算法的基础上,提出了以 k-means 聚类算法缩减解空间的搜索范围、以模拟退火算法为解搜索策略.基于 GIS 系统,充分考虑空间障碍物因素和空间环境因素等限制条件,提出(COD-MEANS-CLASA)的空间聚类算法以实现应急救援机构的科学选址.实验结果表明,提出的算法在执行效率和解质量两方面具有更好的表现.

武汉市轨道交通线网应急救援站选址研究

城市轨道交通线网对城市的发展起着重要作用,针对城市轨道交通网络化运营以及突发事件的相关特点,结合复杂网络的相关理论,利用Pajek软件进行网络中心性分析,同时考虑到空间、成本、救援3个约束条件,建立"P-中心应急救援站选址模型",使轨道交通线网中最大应急救援距离最小,同时防护到网络中所有的需求站点;利用遗传算法进行编程计算和模型求解,以得到最优结果;以武汉市轨道交通线网为例进行应急救援站选址研究,得到12个应急救援站的最佳布置方案,最后通过线网脆弱性对比分析验证了该方案的脆弱性最小,说明选址方案可靠。

城市轨道交通应急资源选址和配置方法研究

为解决城市轨道交通中的应急救援站选址以及应急救援资源优化配置问题,从最短救援距离、城市地价、救援工具分区限速、救援时间、基于实际运营情况的特殊站点和中心度关系网络的特殊站点等角度,确立供需可达矩阵,建立以救援时间代价以及建设费用之和为最小的应急站选址模型。在救援资源数量确定的情况下,建立关于应急站的资源收益函数,同时根据资源分配过程具有马尔可夫性,以期望收益值最大为目标确定资源最优配置模型,并运用动态规划逆序法进行求解。最后,以规划中的成都地铁网为例,将其15个站点作为应急站,计算其需要分配的应急资源数量。实例计算结果表明,所建选址和资源配置模型所得结果满足实际运营要求,因而具有较高的可信度。

多阶段灾后救援选址-路径模型及求解算法

配送中心选址与配送车辆路径安排的集成优化对灾后应急救援至关重要,综合考虑救援物资多次运达、多阶段持续配送等特点,以各救援物资需求点间运达时间之和以及系统总反应时间最小为目标,建立一种多阶段带时间约束的应急救援物资配送选址-路径优化模型。为模型的求解,设计一种特定的LRP路径编码,根据编码的结构独立、路径间相互关联等特点,引入一种适应匹配交叉算子,同时结合稳定均衡策略设计一种均衡协作启发式算法(BGEA算法)。为了验证模型的有效性及BGEA算法求解选址-路径多目标问题的优越性,对算例作求解分析,得出了可行性调运方案,并将BGEA算法求解性能与已知算法求解性能进行对比,比较结果表明BGEA算法求解该问题具有良好的寻优能力。

Location of emergency rescue center based on SIR epidemiological model

In view of the pressure time of emergency rescue against the infectious diseases,a mathematical model to optimize the location of emergency rescue centers is proposed.The model takes full account of the spread function of infectious diseases,the cycle of pulse vaccination,the distance between the demand area and the emergency rescue centers,as well as the building and maintenance cost for the emergency rescue center,and so on.At the same time,the model integrates the traditional location selection models which are the biggest cover model,the p-center model and the p-median model,and it embodies the principles of fairness and efficiency for the emergency center location.Finally,a computation of an example arising from practice provides satisfactory results.