基于案例模糊推理的应急物资需求预测研究

应急物资是应急救援工作的物质基础和基本保障,如何准确预测灾害应急物资需求量直接关系到突发事件应急救援工作顺利高效的开展.本文通过考虑案例对特征因素的隶属度,提出了运用Hebb学习规则调整特征因素权重值,以贴近度来计算案例间的相似度,寻求最佳相似案例,建立物资需求预测模型解决灾区应急物资需求问题的案例模糊推理方法.最后,以实例分析了该方法的可行性和合理性.该方法很好地解决了信息不精确条件下应急物资需求的预测,为应急决策者提供一定的理论参考依据.     

基于效用函数的突发事件应急物资需求分析

为保证突发事件应急救援的高效顺利开展,应急物资需求的准确预测是应急救援工作的关键环节之一.本文通过考虑特征因素值的归一化、特征因素的影响权重系数和各特征因素对时间的敏感性,引入了效用函数的归一化,采用基于时序的案例权重调整,获得特征因素的影响权重系数,寻求最佳相似源案例,以解决灾区应急物资需求问题的案例推理方法.并以实例分析了该方法的可行性和合理性.该方法很好地解决了信息不完备条件下应急物资需求的预测,为应急决策者提供一定的理论参考依据.     

考虑受灾点需求退化效应的应急物资运输问题

针对应急物资运输中受灾点需求退化效应特征,对受灾点需求退化条件下的应急物资运输问题进行研究;以运输成本,灾民等待物资心理代价的等待成本及缺货造成自救代价的缺货成本最小化为目标,建立一个应急物资运输的线性规划模型;对受灾点需求退化效应进行分析,以线性递减函数量化需求量;以雅安地震为背景,通过实际算例获得应急物资运输的最优方案。结果表明:等待成本和缺货成本,运输成本和缺货成本存在效益背反关系。     

应急救援物流中物资分发点多目标排队选址优化

基于模糊数学、排队理论与选址理论,建立了应急救援物流中物资分发点的多目标模糊排队选址优化模型,其中：受灾点的需求率和物资分发点的服务率为模糊数,物资分发点建立成本最小和救援反应时间最短为目标函数．设计了模型的求解算法,确定了物资分发点的选址以及各个分发点所覆盖的受灾点区域范围．结合具体算例,验证了模型的实用性,并分析了物资分发点应急服务能力对救援效果的影响．     

基于模糊粗糙集案例推理的应急物资需求预测

突发事件发生后,需要对应急物资需求进行预测,以减少损失。突发事件本身具有的特性使得突发事件的相关数据难以获得。引入案例推理的预测方法,通过模糊粗糙集理论,对突发事件的特征属性进行约简、权重,并进行分配。摒除属性间的相互影响,减少存储空间,提高检索效率,使得权重分配更加客观、合理。最后,通过地震实例验证该方法的可行性和合理性,能够在信息不完备的情况下,很好地解决应急物资的需求预测问题。     

应急物流中基于PPSVM的应急物资分类研究

突发事件一旦发生,应急物资需求种类是纷繁复杂的,应急物流中的物资需求又是紧迫的、动态变化的. 为了提高应急物流的运作效率,救援管理人员需要对应急物资进行分级. 本文提出一种基于后验概率支持向量机的应急物资分类方法,并在此基础上建立应急物资分类模型. 把物资的重要性、时效性和缺口程度三个因素作为物资需求分级的评价标准,将模糊化后的评价值作为PPSVM的输入,选择后验概率最大所的类别作为测试样本的类别输出来完成整个分类过程,从而得到对应的分级结果. 实验结果表明,PPSVM用于应急物资分类是可行的,能够很好地解决应急物资的分类问题.     

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突发事件一旦发生,应急物资需求种类是纷繁复杂的,应急物流中的物资需求又是紧迫的、动态变化的. 为了提高应急物流的运作效率,救援管理人员需要对应急物资进行分级. 本文提出一种基于后验概率支持向量机的应急物资分类方法,并在此基础上建立应急物资分类模型. 把物资的重要性、时效性和缺口程度三个因素作为物资需求分级的评价标准,将模糊化后的评价值作为PPSVM的输入,选择后验概率最大所的类别作为测试样本的类别输出来完成整个分类过程,从而得到对应的分级结果. 实验结果表明,PPSVM用于应急物资分类是可行的,能够很好地解决应急物资的分类问题.     

救援时间限制下高速公路网应急设施点选址模型

应急资源布局问题是高速公路应急管理的关键。通过建立数学模型,提出一种优化高速公路网中应急设施点布局方法。首先,通过分析高速公路网中应急需求的布局特点,依据事故发生概率、事故影响范围和路段平均车流量确定在某个交通事故情形下需求点的应急需求。然后,基于需求分析建立应急设施点选址模型。通过救援时间限制确定设施点的覆盖条件,选择救援时间短、物资供给能力强的待选点建立设施点。最后,采用基于拉格朗日松弛的启发式算法对模型进行求解。通过计算实例验证,该布局方法针对高速公路网的应急需求,保障了应急事件救援时间,为高速应急设施点布局提供了新思路,可适用性强。     

基于改进K均值聚类POS算法的应急物资分类研究

为了提高突发事件应急救援的效率,应急物资分类的科学性是应急物资调拨与配送的关键环节之一.通过分析既有应急物资分类以及聚类算法存在的问题,提出了基于改进K均值聚类的应急物资分类方法,构建了基于K均值的粒子群优化算法设计.最后,选取了206种最为常用的应急物资为例,采用Matlab软件平台分析计算.结果表明:基于改进K均值聚类POS算法全局寻优能力明显要强于其他聚类算法.为应急决策者提供一定的理论依据.     

基于相似案例推理的应急物资需求预测方法研究*

为保证突发事件应急救援的高效顺利开展,应急物资需求预测的准确性是应急救援工作的关键环节之一。针对传统应急物资需求预测方法的不足,本文通过考虑特征因素值的不精确性和各特征因素受时间变化的影响,引入了区间数的概念来描述案例的不精确属性和相应的计算方法,运用时间影响因子对特征因素影响权重系数进行调整,获得特征因素的影响权重系数,提出了目标案例关键特征因素与案例间特征因素需相符和相似的条件下,搜索出最佳相似源案例,以解决灾区应急物资需求问题的案例推理方法。最后,以实例分析了该方法的可行性和合理性。可很好地解决信息不完备条件下应急物资需求的预测,为应急决策者提供一定的理论参考依据。     

铁路应急服务设施双阶段组合选址模型研究

在对具有区间性质的铁路应急需求点分析的基础上,针对铁路应急服务设施备选点未知且需建数目给定的选址问题,对传统单阶段选址模型进行改进,提出了综合考虑应急服务公平性及响应时效性的双阶段组合选址模型,并结合实例,验证了模型及算法的有效性.针对备选点未知且需建数目给定情况下的铁路应急服务设施双阶段组合选址问题所得的选址方案,应急服务半径降低了21.7%,应急服务水平差异性减少了 35.8%,提高了整个系统的应急服务水平.本文提出的双阶段组合选址模型既适用于局部范围的应急服务设施选址也适用于全国范围的铁路应急服务设施选址,适用于备选点未知且给定建设数目的应急设施选址也适用于存在多个备选方案多目标布局优化的应急设施选址问题.     

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本文着重研究应急交通需求时空分布预测方法. 从分析应急交通需求特点入手,在总结现有研究的基础上,提出广义S型行为反应曲线的概念,并紧扣不同集结点的疏散时间要求和反应参数各异的特点,建立了广义S型需求加载曲线模型,同时给出了单位时段疏散百分比的分析方法. 应用上述方法,设计了分时段应急交通OD需求矩阵的求解算法,从而建立应急交通需求时空分布模型. 基于MATLAB软件对模型编程实现,在对给定算例进行应用后,证明模型能够准确刻画不同时刻的各集结点和整个系统的应急需求疏散比例的动态变化,并有效应用于应急交通时变需求分布的预测.     

基于层次蝙蝠算法的应急车辆调度与交通疏散协同决策

城市路网多事故应急救援中，因交通拥堵造成应急车辆滞留现象时常发生，严重影响道路交通事故救援效率.提出通过交通疏散提高救援路径的可靠性，构建双层规划模型对应急车辆调度和交通疏散进行协同决策. 设计一种双层蝙蝠算法，上层算法在应急车辆需求、事故时间窗和可用车辆约束下求解响应时间最短的调度方案，下层算法在路段容量和疏散需求约束下求解多条最短路径的交通疏散策略，从中选取最短时间路径. 算例结果表明，本文模型通过缩短应急车辆在途时间有效提升了应急救援效率，算法具有优秀的寻优能力和运行速度.     

基于可靠性分析的区域灾害应急物流网络设计

为了设计能够最大限度地抵御自然灾害破坏并满足应急物资和抢险救援需求的物流网络,从系统可靠性角度出发,提出了区域路网应急连通可靠性的概念.运用双层规划方法构建了网络设计模型,上层模型为物流运行总时间最小和系统应急连通可靠性最大的双目标规划模型,下层模型为固定需求用户平衡配流模型.将双目标函数转化为单目标函数后求解上层模型,用改进模拟退火优化算法求解整个双层规划模型.结果表明:在相同投资约束下,上层模型中增加系统应急连通可靠性最大的目标函数后,网络最大关键度由821.55降至32.66,物流总代价降低了0.22％,物流运行时间不变.实际网络最优方案的设计应综合考虑物流效率与系统可靠性.     

考虑时变特性的海上溢油事故应急物资调度

针对海上溢油事故应急物资调度问题,本文考虑事故需求点受海上风浪影响而发生漂移的特点,分析需求点漂移对救援路径规划和环境损失的影响,构建以运输成本和环境损失最小为优化目标的数学模型,提出一种改进的遗传模拟退火混合算法。以蓬莱石油泄露事故的实际数据为背景,对模型进行实例验证和算例分析。结果显示：与不考虑需求点漂移获得的救援方案相比,本文方法在总航行距离上减少了9.11%、环境污染降低了41.17%,说明海上溢油应急救援调度问题中考虑需求点漂移的重要性;针对不同规模、不同需求点分布的算例,本文方法在算法优越性和求解稳定性上均体现出较为明显的优势,表明本文方法可以获得较优的调度方案,实现更准确高效的应急救援;通过灵敏度分析获知,提升船舶容量可以明显降低应急救援运输成本,且提升船舶航行速度可以更好地降低环境污染。     

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在重大灾害事件中,交通需求是影响区域疏散路线规划效果的关键因素之一.考虑实际应急疏散过程中的异质动态交通流差异性装载和分配过程,建立了一种基于受灾人员和应急物资两种异质动态交通流的最小费用流模型;然后针对两种异质流不能混合分配、网络流占用随时间变化更新等特点,提出了一种基于时间扩展的最小费用路线启发式算法,最后给出了相应的算例验证了模型和算法的可行性.结果表明：受灾人员响应行为的快慢影响着疏散时间、拥塞程度、分配的有向路数目;同时针对不同的受灾人员响应行为,调整应急物资装载时刻和装载量,可以有效缩短疏散时间.     

基于情景分析的城市轨道交通应急指挥系统功能需求研究

城市轨道交通运营突发事件可能对列车运行和客运组织造成干扰,需要应急指挥系统进行综合调度指挥和应急处置.突发事件具有不确定性,建设应急指挥系统是一项复杂决策,功能需求分析是决策的重要依据,要求功能描述清晰、一致和完整.本文采用情景分析法对突发事件的情景构建、应对任务和功能需求进行了描述,提出了确定应急指挥系统功能需求的策略.并以列车信号系统故障为例进行了分析,给出了功能需求描述和实现功能需求的数据和技术要求.结果表明,利用情景分析法对应急指挥系统进行功能需求分析是有效的,可以较好地解决需求分析不确定性和完整性问题.     

重大突发公共卫生事件下城市应急医疗物资配送

为了在发生重大突发公共卫生事件时提高城市医疗物资的应急救援效率, 减少人员伤亡与经济损失, 在分析重大突发公共卫生事件特点与应急物流特征的基础上, 将需求紧迫度作为配送影响因素, 提出以辖区人口、感染确诊及疑似病例、医疗物资需求点规模、医护人员数量和医疗物资缺口率为评价指标的医疗物资需求点需求紧迫度评价指标体系; 针对医疗物资应急物流的特点, 调整医疗物资配送时间窗参数, 建立由车辆行驶成本、配送延误惩罚成本和无配送延误补贴费用组成的总配送费用函数, 并考虑配送车辆载重、配送时间窗、医疗物资需求紧迫度等约束条件, 构建使总配送费用最少与需求紧迫度高的需求点优先配送的双重目标, 优化了医疗物资的配送路径; 依托SPSS、Yaahp和MATLAB软件平台, 结合算例, 利用层次分析法与遗传算法求解考虑与不考虑需求紧迫度的医疗物资应急物流配送路径优化模型。研究结果表明: 重大突发公共卫生事件下, 相对于不考虑需求紧迫度的配送路径, 考虑需求紧迫度的最优配送路径不仅对需求紧迫度较高的医疗物资需求点进行优先配送, 同时还使总配送费用减少了5.8%;需求紧迫度的引入能极大地改善调度的盲目性, 基于配送车辆载重、配送时间窗、医疗物资需求紧迫度等约束条件所构建的双目标优化模型能够有效地提高应急救援效率和减少不必要的调度成本。      

突发公共卫生事件下应急定制公交线路优化

考虑突发公共卫生事件下的疫情防控要求, 构建了一种应急定制公交线路优化方法; 对城市中已经封闭的小区和路段进行筛查, 并将这些小区和路段设置为应急定制公交禁行区域; 以所有应急定制公交总运行时长最短为目标, 以乘客上座率不超过安全阈值为约束, 同时考虑供需匹配, 构建了突发公共卫生事件下应急定制公交线路优化模型; 设计了遗传算法来求解该模型, 采用三段式混合编码方式进行染色体编码, 3段染色体分别由定制公交停车场编号、上车站点编号和下车站点编号组成, 运用贪婪策略解码染色体; 采用模拟案例验证了模型与算法的可行性, 并将优化结果与正常情况下基于相同客运任务的定制公交线路优化方案进行了对比。研究结果表明: 在完成相同客运任务的情况下, 应急定制公交线路所需车辆数比正常情况下多2辆, 车辆的总运行时长也比正常情况下增加6.997 h; 正常情况下的定制公交线路优化模型不能直接用于突发公共卫生事件场景, 针对应急场景构建的定制公交线路优化模型与算法能从众多备选方案中快速计算得到优化方案, 不仅能满足防疫要求, 还能满足人们的出行需求。      

城市轨道交通应急接驳公交蓄车点选址

为合理设置突发事件下轨道交通应急接驳公交蓄车点, 以接驳起始点为圆心, 以轨道交通运营恢复时间为半径, 构造了接驳需求点反向覆盖应急接驳公交供给点的覆盖结构; 根据接驳公交是否在预定发车时刻前到达接驳点, 提出了接驳需求和乘客等待时间延误的计算方法, 建立了以应急接驳乘客等待时间总延误最小为目标函数的反向集合覆盖选址模型, 并进行求解; 以具体轨道交通应急接驳公交蓄车点选址规划为例, 对比分析了不同预设蓄车点数约束条件下的选址方案。研究结果表明: 每种选址方案下的乘客等待时间总延误均随预设蓄车点数的增加而减少, 当预设蓄车点数为5时, 目标函数达到最小; 蓄车点位置分布受接驳起始点位置和接驳需求量的影响, 当预设蓄车点数为2时, 蓄车点选址结果具有向需求较大的城市中心区域聚拢的倾向, 当预设蓄车点数为5时, 蓄车点选址结果逐渐覆盖郊区; 考虑突发事件影响权重后, 蓄车点位置向突发事件发生频率较高的接驳起始点靠拢, 从而形成了均衡配置在城市中心区域内外部的蓄车点选址布局模式; 反向集合覆盖选址模型通过主动搜寻供给的方式, 能够在最小化应急接驳乘客等待时间总延误的条件下, 体现预设蓄车点数、接驳起始点客流量分布以及突发事件影响权重对应急接驳公交蓄车点选址结果的影响。