一类离散应急供应系统的两目标优化模型

本文从应急问题的特点出发,考虑时间紧迫性及系统稳定性因素,建立了应急时间最早、出救点数目最少的多目标数学模型,并运用模糊集理论,通过定义模糊决策集,采用模糊优化方法成功给出了该问题的求解方法。     

模糊应急系统组合优化方案选择问题的研究

本文讨论有资源需求约束的多出救点应急组合调度方案的求取问题.受许多因素影响,平息事故所需的应急资源量有时是不确定的,通过引入模糊集的概念,从决策者的角度,任何方案的应急资源数量都对应一个需求约束满意度.另一方面,应急问题客观上要求方案的应急开始时间尽可能早,这样,任一方案又对应一个时间约束满意度.通过运用模糊优化的技术方法,本文给出了该问题的优化模型及相应求解方法.并且,考虑到方案稳定性或费用,文中的算法解是所有最大满意度方案中出救点数目最少的.     

应急系统多出救点选择问题的模糊规划方法

针对应急系统的特点 ,提出了基于“时间最短”、“出救点数目最少”的多目标数学模型。考虑决策者偏好的模糊性 ,本文采用模糊规划的思想方法处理该问题 ,并给出了相应的求解算法。算例及实际运用令人满意     

实时/时变路网环境下城市出救点选择与救援车辆路径的集成动态优化

为了提升城市突发公共事件应急资源调配效率,考虑实时/时变路网环境下出救点选择与救援车辆路径的集成优化问题(CERFSVRP),设计了一种实时/时变交通信息的结合策略,并提出了满足先进先出原则的路段行驶时间计算方法.在此基础上,综合考虑出救点选择、供应能力以及车辆路径连续性等约束条件,以应急响应时间最短为目标,基于虚拟出救点概念和滚动时域策略建立了CERFSVRP动态优化模型.针对该模型的特点,设计了一种改进遗传算法和线性规划法相结合的两阶段算法.算例分析结果表明该模型和算法可以有效解决实时/时变路网环境下城市突发公共事件CERFSVRP动态优化问题.     

震后应急物资配送的模糊定位-路径问题研究

从系统集成优化的角度研究震后应急物资配送的一种新模糊定位-路径问题(LRP),综合考虑救灾点所在地理位置和地形导致的应急车辆行驶时间的随机性、救灾点应急物资需求量的不确定性与应急物资配送的时间紧迫性,以应急物资总运达时间最短与总配送成本最小为目标,构建一个基于机会约束规划的多目标模糊LRP优化模型,并根据模型的特点设计了一种混合免疫遗传算法予以求解。最后,通过算例验证了本文方法能有效解决震后应急物资配送的模糊多目标LRP,实现了震后应急物流中心定位和应急车辆路径规划的联合决策。     

震后初期应急物资配送的模糊多目标选址-多式联运问题

针对震后初期应急物资配送系统优化问题,考虑应急物资需求模糊情况下应急物资配送中心选址和应急物资多式联运安排的集成决策,以应急物资配送总时间最短和受灾点应急物资未满足的总损失最小为目标,建立了一个震后应急物资配送的多目标选址-多式联运问题优化模型,设计了一种采用二维编码的非支配排序多目标遗传算法,并对该算法进行了复杂性分析。算例分析结果表明:该算法可以在得到Pareto前沿的同时,根据决策者偏好在Pareto前沿面上给出各种优化决策方案。     

灾后模糊需求情境下考虑救援公平性的应急物资调度问题模型与算法研究

在重大灾害发生初期,由于受灾地区对应急物资的需求激增,合理的应急物资分配有助于提高救援效率。本文考虑受灾点应急物资需求具有模糊属性,将需求物资用三角模糊数表示,以受灾群众损失最小、体现救援公平性的受灾点应急物资满意度方差最小及应急救援成本最小为目标,构建了灾后初期应急物资调度的多目标模糊优化模型,并采用改进的粒子群算法对模型进行求解。该算法在粒子群算法的基础上采取天牛寻找食物的策略,将单一粒子分为左、中、右三个粒子,并结合单纯形算子和模拟退火策略,使算法不易陷入局部收敛。本文通过算例进行模拟实验表明,所提出的模型和算法可以有效解决重大灾害事件下应急物资的合理分配问题,且改进算法的性能更优。     

多受灾点应急物资动态多阶段分配模型研究

针对传统的单阶段物资分配模型可能导致应急物资分配的局部冗余或短缺、高成本、系统无法达到全局最优等现实情况,通过在指数效用函数中引入灾民物资需求的比例短缺测度公平,以物资短缺的延迟损失最小化与物资分配的总成本最小化为目标构建考虑多集散点、多配送中心和多受灾点的三级配送网络的应急物资动态多阶段分配模型,设计了目标转化与线性近似相结合的模型求解方法,并通过算例对所提出模型的有效性和可行性进行了验证。结果表明：所提出的多阶段模型能够兼顾物资分配的效率与公平,最大程度地降低物资短缺的延迟损失以及物资分配的总成本;运用灾民物资需求的比例短缺量化公平,避免了由于各受灾点的需求量差异而对公平分配产生的影响,可以使各受灾点即使在应急救援初期物资有限、中期物资持续供不应求等情况下,仍然能够在每阶段获得一定比率的所需物资,进而避免较大的物资短缺损失,确保多受灾点之间多阶段应急物资分配的公平性,更符合灾害救援实际,可为现实大规模灾害应急救援物资多阶段分配提供决策支持。     

震后应急物资多方式供应的模糊动态LRP

研究震后应急物资多方式供应中的多层次设施定位-路线规划问题(LRP),综合考虑应急物流网络中的多周期应急物资模糊需求、时间窗限制、部分路网损毁与动态恢复、车辆随机行驶时间、大需求点采用需求分割策略同时进行运输与配送等特性,以应急物资总供应时间最短为目标,构建了一个震后应急物资多方式供应的多周期模糊LRP优化模型,并根据模型特点设计了一种贪婪算法结合蚁群算法的混合启发式算法予以求解.最后,通过算例验证了本文模型和算法的可行性与有效性.     

考虑时效与公平性的震后应急物资动态配送优化研究

大规模地震后应急物资的高效保障是应急救援有效开展的必要前提。震后应急物资运输与配送包括从区域储备仓库和外围物资集散地运输到区域应急配送中心、由区域应急配送中心配送到各个受灾点两个阶段。应急物资保障具有持续时间长、需求紧迫性强和物资相对短缺等特点。本文以应急物资保障时效性与分配公平性为目标，建立了考虑多种运输方式、多时段动态的应急物资配送中心选址与运输配送路径优化的多目标规划模型，并基于此模型设计了一种带精英策略的非支配排序的遗传算法，以九寨沟地区地震灾难情景对模型进行实证研究，验证了模型和算法的有效性，以期为震后应急物资保障提供理论指导与决策支持。     

服务水平保证下应急抢修点选址模型及求解算法研究

本文研究了一类故障率低但重要性较高设备的应急抢修点选址问题。设备的故障发生过程和从应急抢修点到故障设备的通行时间是随机的,每个设备被分配给一个应急抢修点进行抢修,并且整个应急抢修系统的服务水平要大于给定标准。本文以应急抢修点总开设成本最小作为目标,同时考虑了设备覆盖约束、抢修分配关系约束和抢修系统服务水平约束,在合理的假设下证明设备发生故障且应急抢修小组迟到的总次数服从泊松分布,最终将应急抢修点选址问题描述为一个0-1整数规划模型。通过对模型中的覆盖约束和抢修系统服务水平约束进行松弛,设计了相应的拉格朗日启发式算法。最后通过对大量随机算例进行计算,证明了该模型和算法的有效性。     

基于应急物流的减灾系统LRP研究

减灾系统的定位-路径问题(Location-Routing Problem,LRP)的研究对提高应对突发事件能力和灾害应急管理水平有着重要的意义。本论文将见在系统的定位-路径问题划分为应急服务设施选址和应急资源运输路线安排两个子问题,针对两个子问题建立了以总成本(包括应急服务服务设施点建设成本,运输成本和灾害损失成本)最小为目标的LRP模型,并利用一个两阶段的启发式算法进行求解。最后选择以某一典型台风灾害为例,对基于应急物流的减灾系统的LRP模型进行算例分析,结果表明了模型的合理性和算法的可行性。     

针对存在传染效应突发事件的资源布局问题研究

本文针对一类具有传染效应的突发事件建立资源布局模型。具有传染效应的突发事件是指在某地区发生事件,在其周围一定距离内的其他地区也会发生同类事件。对初始发生事件供应不同的资源将影响到其他地区的资源需求,因此整个地区的资源需求表现为多个需求组合。本文建立的模型考虑到某个地点发生事件带来的多种资源需求组合,将问题分为两个阶段进行分析,并同时考虑选址和资源配置来满足该地区发生事件需求以及引发的其他地区的资源需求。针对此模型,构造两层的禁忌搜索算法,并在最后给出算例。     

Incrementing Bipartite Digraph Edge-Connectivity

This paper solves the problem of increasing the edge-connectivity of a bipartite digraph by adding the smallest number of new edges that preserve bipartiteness. A natural application arises when we wish to reinforce a 2-dimensional square grid framework with cables. We actually solve the more general problem of covering a crossing family of sets with the smallest number of directed edges, where each new edge must join the blocks of a given bipartition of the elements. The smallest number of new edges is given by a min-max formula that has six infinite families of exceptional cases. We discuss a problem on network flows whose solution has a similar formula with three infinite families of exceptional cases. We also discuss a problem on arborescences whose solution has five infinite families of exceptions. We give an algorithm that increases the edge-connectivity of a bipartite digraph in the same time as the best-known algorithm for the problem without the bipartite constraint: O(km log n) for unweighted digraphs and O(nm log (n ²/m)) for weighted digraphs, where n, m and k are the number of vertices and edges of the given graph and the target connectivity, respectively.     

灾后不确定需求下应急医疗移动医院鲁棒选址问题研究

我国灾害医学救援主要采用"现场救治"模式，应急医疗移动医院的选址是否合理直接影响救援效率，但各受灾点伤员数量的不确定性增加了决策的困难。本文引入多面体不确定集合刻画伤员数量的不确定性，同时考虑伤员分类及移动医院分型，构建一个以伤员总生存概率最大化为目标的鲁棒选址模型。利用鲁棒优化理论，将模型转化为等价的混合整数规划问题，通过GAMS软件编程并调用CPLEX求解器求解。最后，以四川芦山地震应急医疗救援为例，验证模型和求解方法的可行性和鲁棒性。结果表明，扰动比例和不确定水平对移动医院的选址和伤员的分配方案有显著影响，决策者可根据自己对不确定性风险的偏好程度选择最佳的扰动比例和不确定水平组合，以获得最优的选址分配方案。     

基于GERT网络的应急抢险过程资源优化配置模型研究

针对应急抢险过程中资源需求与供应不匹配的问题,通过定义应急抢险过程GERT网络的基本单元,建立了一种综合考虑灾害自身演化过程及外界作用相互关系的应急抢险过程GERT网络,设计了求解不同资源配置情况下突发事件状态转移概率的极大熵模型;研究了应急抢险过程GERT网络的简化性质,给出了基于GERT网络的应急抢险过程资源最优配置的求解算法。为应急资源配置提供了定性与定量结合的分析框架与工具,为灾害发展态势的预测及其资源配置提供了新的研究方法和研究思路。     

考虑通行约束和运力限制的灾后应急物资联合调度优化研究

考虑到灾后路网受损难以运输应急物资，本文研究了应急响应中车辆-直升机联合调度的路径优化问题。针对受灾地区的实时路况，通往灾区的救援工具受到数量以及装载量的约束，本文将受灾点等待救援的平均时间最短以及应急网络总费用最低设为目标，构建运力受限条件下带通行约束的救援物资联合运输多目标优化模型，然后根据随机邻域搜索变异和分级交叉的思想构建出一种带精英策略的非支配排序混合进化算法（NSHEA-II）得到模型的解，并利用算例分析对该算法进行可行性检验。结果发现，本文构建的NSHEA-II算法相对NSGA-II算法能够得到较好的结果且波动性较小，这为决策者制定救援物资的配送方案提供有效的技术支撑。     

基于最优停止理论的应急终止机制设计

终止机制是保持应急管理周期完整性必不可少的最后一环。现实中,即使意识到有效终止应急状态的重要性,也很有可能因为无法选择恰当的终止点而造成巨大损失或资源浪费,确定最优的终止时间点成为急需解决的问题。本文基于有限情形的最优停止理论对此问题进行了建模,并分析了模型的改进和完善的可能,将其扩展至整个应急过程,以期解决应急中的动态终止决策问题,为行业和领域应急的实践提供方法依据。     

重大传染病疫情演化情境下应急物资配置决策建模分析:以新冠肺炎疫情为例

基于对新冠肺炎疫情时空分布的分析,从时段、关键事件、传播动力学、空间分布、感染规模、信息特征、医疗资源等7个维度构建了重大传染病疫情演化的5种情境,提出了各种情境下需要解决的5个关键应急物资配置决策问题。综合考虑应急物资配置的空间、信息、物资、供应、需求和网络等特性,分析了每一个决策问题进行建模优化的关键因素。基于这些关键因素构建了一个多周期贝叶斯序贯决策模型,给出了求解步骤和解析解,并结合武汉疫情进行了算例分析,验证了模型的有效性。在重大传染病疫情演化情境下,综合考虑这些关键因素,应用贝叶斯决策分析进行应急物资配置决策建模有利于建立更加符合实际的决策模型,减少决策损失。