基于非线性规划的铁路应急物资储备点选址模型方案研究

通过对国内外应急物资选址问题成果的研究,根据铁路的特点,对铁路应急物资储备点选址方案进行科学规划和设计。在优先考虑应急响应时间的基础上,建立一个以各应急点物资运输量与运输距离乘积之和最小化为目标的非线性规划选址模型,并通过lingo多次迭代求解。算例分析表明,该模型能够确定储备点的位置和对各应急点的运送方案,解决铁路应急物资的储备点选址问题。     

基于鲁棒优化的应急物资多式联运调配策略研究

针对灾后应急物资多式联运优化问题,考虑物资需求量、需求优先级、路网交通状况等不确定因素,在满足灾区最低服务水平的基础上兼顾物资分配的公平性,以应急救援总费用最小、响应时间最短和应急物资未满足灾区需求的惩罚费用最小为目标,结合公路、铁路和航空运输方式特点,基于鲁棒优化理论,建立多情景下应急物资多式联运调配策略模型。最后,通过算例分析验证模型可以有效解决应急物资多式联运调配策略问题。     

不确定条件下铁路应急资源调度多目标优化方法研究

铁路应急救援的决策,往往面临应急需求、资源调度时间及救援优先权评价等不确定性因素。本文面向不确定需求的铁路应急资源调度问题,考虑救援初期应急资源可能不足的特点,采用基于模糊评价和熵权的灰色关联理想法,对应急需求点的救援优先级进行排序,并利用模糊理论方法将不确定性需求进行去模糊化处理后,建立以资源调度时间最短和应急费用最低为优化目标的多目标规划模型,并设计了基于TOPSIS方法和限定参数区间搜索的模型求解方法,实现帕累托最优解的快速搜寻与择优。算例分析表明,本文所提出的方法计算快捷,结果合理,能为不确定条件下铁路应急资源调度决策提供科学依据。     

考虑站点脆弱性的城市轨道交通应急救援点选址方法

为提高城市轨道交通系统应对突发事件时的处置效率，在考虑站点脆弱性的基础上提出一种城市轨道交通应急救援点选址方法。首先，综合客流特征、线网拓扑结构和周边已有应急资源分布情况，构建城轨站点脆弱性评价指标体系，将站点脆弱性量化为站点脆弱度指数并引入灰色关联分析法进行计算；其次，构建以覆盖水平最大、平均救援响应时间最短和建设成本最低为目标的区域级应急救援点选址模型，并在计算覆盖水平时引入K均值聚类算法，对站点脆弱性进行分级；最后，依托西安市地铁网络实际数据进行实例验证。结果表明：考虑站点脆弱性后，应急救援点总数反而减少，且选址结果更为理想；4种目标权重设置下，考虑站点脆弱性后的线网覆盖水平依次增加3.49%,2.75%,4.16%和3.63%，平均救援时间依次减少7.25%,6.56%,12.48%和4.89%，建设成本依次减少3.57%,7.41%,4.17%和6.45%。该方法能够更加科学合理地识别城轨线网中的高脆弱性站点，得到的应急救援点选址方案对线网中边缘站点的覆盖效果更好。     

连续消耗应急物资调运问题研究

以多出救点、单应急点的连续消耗应急物资调运问题为研究对象,考虑应急物资调运具有时间效率重于经济效益的特点,以及应急系统的整体可靠性及费用,以物资参与救援开始时间最早为第一目标,以出救点数目最少为第二目标,建立了相应的多目标优化决策模型。在满足物资参与救援开始时间最早的基础上,给出了出救点数目优化过程的3个判断条件,并设计了简单的求解算法,最后通过算例验证了模型及算法的有效性。     

基于三角模糊数的城市轨道交通应急救援中心不确定性选址研究

应急救援基地选址是应急体系决策的重要环节,是减轻事故影响、提高突发事件应急效率的重要保障。以城市轨道交通路网应急救援整体最优为目标,聚焦分级基地选址及其管辖区域划分整体最优化问题,建立双层规划模型,上层规划以应急救援基地覆盖度最高、路网失效损失最小和整体时间最短为目标,下层规划以服务距离最短、对客流影响最小为目标。以北京地铁线网为例,模型规划方案通过优化各级应急救援点位置,在线网全覆盖情况下,有效降低建设成本和应急救援时间,有助于降低事故负面影响。     

震后应急物资分配-运输问题研究

为实现震后应急物资的快速、公平分配,综合考虑应急物资需求数量的不确定性、灾区路网通行情况复杂、受灾点需求紧急度差异性、道路可分配车辆数有限、救援周期长等特点,采用机会约束规划方法,以各受灾点之间需求满足率之差最小、应急物资运达受灾点的时间最短和车辆运输与库存成本最低为目标,建立多时段应急物资分配-运输规划模型,并针对模型特点设计带精英策略的非支配排序遗传算法予以求解,通过算例验证了模型和算法的有效性.研究结果表明:可以得到有效的Pareto最优解,决策者可根据当期灾区的实际情况选择合适的物资分配-运输方案.     

考虑公平的铁路应急物资调度优化研究

铁路应急资源调度受到应急需求、运输成本和物资分配公平性等因素制约。为了降低运输成本,提高物资分配公平性,针对灾害突然发生时需求不确定及应急物资不足的情况,以分配公平性最大和运输成本最低为目标,建立铁路应急物资调度多目标优化模型,设计改进遗传算法求解模型。以受自然灾害影响的某区域为例,验证铁路应急物资调度多目标优化模型及算法。结果表明,该模型和算法能够有效地解决应急资源调度问题,改进后的遗传算法与基本遗传算法相比更为有效,有助于提高各应急需求点的公平性,有效降低应急物资调度的成本。     

考虑可靠性的交通网络应急资源布局优化

应急资源布局优化决策是应急预防护工作的核心内容之一。在重新定义应急需求服务可靠性的基础上,将应急点对应急资源服务的可靠性约束,转化为应急资源储备点可提供应急救援服务的资源数量的约束。以最小化应急系统的总费用为优化目标,并考虑应急资源数量、储备能力和储备点数量的约束,建立服务数量可靠性约束下的交通网络应急资源布局优化模型,并设计基于实数矩阵编码的遗传算法进行求解和计算分析。研究结果表明:本文所提出的优化方法计算高效,结果合理,可以为交通网络的应急预防护工作提供科学的决策依据。     

考虑患者转运的跨区域动态协同应急物流选址-分配优化研究

针对突发公共卫生事件下多个受灾地区之间跨区域应急资源配置的现实需求,研究考虑患者转运的跨区域动态协同应急物流选址-分配优化问题,构建跨区域的患者转运与应急资源协同配置两阶段优化决策模型。模型第1阶段优化确定患者动态变化与相应医院数量及其选址,第2阶段优化确定应急物资配送中心选址与应急物资分配。该优化模型同时考虑应急物流总成本(包括设施固定成本与运营成本)与转运时间2个优化目标,且考虑多周期动态变化的实际需求。针对上述优化模型特征,设计嵌入模型预测控制(MPC)方法的改进遗传算法。该算法将每个决策周期分为3个环节：1)疾病扩散预测环节,即每个周期开始时对疾病发展趋势进行预测;2)应急决策规划及实施环节,根据规划窗口的预测数据制定并实施应急选址-分配方案;3)数据更新与动态调整环节,即每个执行周期结束时,根据实际执行数据制定下一个周期决策。3个环节交互进行,相互迭代直到完成整个规划时期。最后,以贵州省跨区域的应急资源协同配置优化为例,验证所提优化模型及其求解算法的有效性。研究发现：与各区域独自应急相比,跨区域动态协同应急方案在转运时间没有明显增加的情况下,能有效降低应急成本,能够高效率地利...     

铁路突发事件应急救援设备调度优化研究

铁路突发事件具有不确定性、灾难性及救援时效性等特点,其应急救援资源的调度优化关系到救援工作的顺利开展。基于对铁路突发事件种类及其应急救援资源需求的分析,提出静态应急救援能力需求条件下的设备调度问题,建立最小化应急救援结束时间和调度费用的双目标优化模型,出于对应急救援工作时效性的考虑,设计以应急救援结束时间优先的两阶段启发式算法。算例表明:采用该启发式算法制定的应急救援设备调度方案优于先到先参与的调度策略,能够在不影响救援工作结束时间的前提下,有效地节省设备调度费用。     

基于TOPSIS的铁路应急资源供应优先级研究

在改进传统TOPSIS法缺陷的基础上,针对各类应急资源在不同受灾点的供应优先级各不相同的特点,以提高铁路应急救援处理效率为目标,特别是应急资源储备量、调度运力和时间受约束的条件下,建立铁路应急资源供应优先级评价体系。分析确定影响应急资源供应优先级的评价指标,提出客观熵权计算法确定权重值,以避免由传统主观判断不确定而造成的评价结果不准确。通过计算欧式距离与理想解的相对贴近度,确定待评价铁路应急资源的供应优先级。最后结合模拟算例得出具体的应急资源供应顺序,结果较符合实际情况,验证了该评价方法的可操作性和实用性。     

基于线路风险的铁路救援资源优化配置

分析铁路线路致灾因素,构建铁路线路灾害风险评估指标体系.采用基于风险概率的风险评估方法对铁路线路灾害风险进行评估,得到铁路线路风险发生概率和风险等级,以此为依据抽象得到事故预测点及其风险程度.以救援资源储备点覆盖所有事故预测点为约束条件,以救援资源储备点的建设及运营成本最小和救援资源配送时间最短为目标函数,建立铁路救援资源优化配置模型.采用蚁群算法对模型求解,设计模型求解算法流程.以某铁路局线路和救援资源现状为例,采用上述方法进行线路风险评估和求解救援资源优化配置方案.结果表明,救援资源配置方案与现有资源配置情况相比,节约了救援资源储备点的建设及运营成本,缩短了平均救援资源配送时间.     

依托地铁网络的城市配送系统转运点选址研究

为应对单一货车运输方式无法承载城市中心货运需求的问题,提出依托地铁开展的新型城市配送模式。整合城市地铁网和城市道路网,研究衔接两个路网的关键节点,定义地铁网络内部的路径选择标准。构建以总成本最小化为目标函数的依托地铁网络的城市配送系统转运点选址模型,同时设计改进模拟植物生长算法进行求解。以成都市地铁网络为例,分析覆盖范围、需求量、规模效应对转运点选址决策的影响,验证模型和算法的实用性及有效性。结果表明,转运点多集中在客户分布的区域,偏向于选择离配送中心最近的点、临近配送中心线路与环线的交叉点或临近配送中心线路间的交叉点,且配送需求服从邻近分担的原则,个别转运点能吸引更多货流量。     

地铁列车应急救援体系研究

以南京地铁列车应急救援体系为例,分析了城市轨道交通列车应急救援体系的构成及基本原则,并对列车应急救援体系的建设提出了建议和目标.指出地铁列车应急救援工作的方向是"应急、军事化、救援网络化、演练制度化".     

铁路突发事件应急物资优化调配

为求解满足应急开始时间最早及经济性最优的铁路应急物资优化调配问题,通过分析铁路应急物资调配的特点,运用多目标规划方法建立铁路应急物资调配模型,设计了求解步骤及算法,并进行了算例验证.研究结果表明:该模型能够实现应急开始时间最早、出救点最少及应急运输费用最少等目标,进而实现铁路应急物资的高效利用与合理调度.     

地铁列车救援演练制动操作方式优化研究

地铁列车救援演练过程中,因司机的不恰当操作导致险情及事故时有发生.针对此问题,文章基于Simulink模块建立地铁列车纵向动力学模型,确定最不利工况,对列车救援工况下车钩力进行仿真分析,通过研究不同阶段紧急制动时全列车的车钩力分布规律,提出救援演练制动操作方式优化建议,为地铁列车司机救援演练制动操作方式的合理性提供依据...     

基于蚁群算法的应急物资运输路径优化

由于各种自然灾害和公共卫生事件频发,世界各国加大了对应急物资的采购、存储和调运方案的研究,旨在建立高效的救援物流系统。结合以往文献中有关应急状态下物资运输的模型和非常规物流中车辆运输的特殊性,运用多式联运和路网的脆弱性理论,建立应急物资全程调拨时运输方式和路径选择问题的综合模型,设计改进的蚁群算法,结合算例说明当运输路径及其流量发生改变时应急物资运输路径的变化情况。     

地铁施工应急预案编制及坍塌事故预案的探讨

地铁施工安全事故应急预案在事故应急救援中具有重要的作用.一份完善的应急预案能有效避免事故扩大,减少人员伤亡及财产损失.分析了应急预案存在的问题,结合地铁事故应急救援的基本要求,提出适合我国地铁工程建设体制的应急预案编制流程,并编制地铁坍塌事故应急预案,为地铁其他类型事故应急预案的编写提供参考.     

不确定环境下应急物资配送问题研究

针对受灾点的需求量、车辆从配送中心到受灾点的运行时间及单位成本为三角模糊数的应急物资配送问题,建立系统总费用最小和总的时间惩罚成本最小的双目标规划模型,利用模糊数的相关理论将模糊规划模型转化为确定型双目标混合整数规划模型,并由此设计了该模型的求解算法,通过算例说明了算法的可行性和有效性。分析表明,最优的车辆路径的决策方案与权重值ω关系密切,故决策者在决策时应根据实际情况选择合适的权重值ω。