基于场景分析的应急资源布局模型研究

突发事件越来越频繁地发生,对应急物资保障提出了更高的要求,好的资源布局方案对地区需求的保障程度至关重要。本文利用场景分析的方法,给出一个适于多点需求,多点救助的应急资源布局多目标规划模型,并根据资源的具体配置情况决定选址,以期为选址决策者提供选址的依据。求解该问题时,针对模型设计了算法,并进行了算例分析。     

城市应急系统优化选址决策模型和算法

以往的应急系统选址模型仅仅考虑在一个确定应急限制期下的选址问题.但是,在城市规划决策中,应急限制期和应急服务设施点建立的费用(数目)都相当重要.针对这个特点,提出了应急限制期下的应急选址模型,并提出了基于分支定界方法的应急选址模型的最优解.该算法利用FLPS′(k)的最优解为起点,进而获得FLPS′(k+1)的最优解,大大减少了计算量.     

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。     

α-鲁棒随机截流选址问题的模型和算法

由于选址决策的长期性,相关参数会随着时间而变化,所以选址问题存在很多不确定因素。本文通过不同的情景来处理截流问题中流量的不确定性,并结合随机优化和鲁棒优化,提出α-鲁棒随机截流选址模型。该模型规定了在各情景下的相对后悔值不超过α的条件下,使截得的流量的期望值最大,该条件称为α-鲁棒约束。本文将该模型建立成为一个线性0-1整数规划,并给出了改进型贪婪算法和拉格朗日启发式算法。最后,本文使用这两种算法对不同规模的截流选址问题进行了研究。     

重大突发事件应急救援设施选址的多目标决策模型

常用的应急服务设施选址模型主要有覆盖模型、p-中心模型和p-中值模型,这些模型并不适合重大突发事件的应急救援设施选址.分析重大突发事件应急救援设施选址问题的特点,建立一个多目标决策模型,该模型考虑了应急救援设施的公平性和效率性,整合了传统选址模型中常用的最大覆盖模型、p-中心模型和p-中值模型,以适应重大突发事件应急救援设施的不同部署策略,通过实例讨论该模型的求解方法和求解策略.     

基于持续运营机会约束的竞争设施点选址研究——一种有效的实数编码遗传求解算法

竞争设施点选址是空间经济、区域发展、组合优化和系统工程的重要课题之一。本文以市场份额最大化为目标,研究了基于持续运营机会约束的竞争设施点选址问题,并给出了一种有效的实数编码遗传求解算法。在求解模型方面,首先假定运营成本是竞争设施点规模大小的函数,并对设施点持续运营概率进行机会约束,借鉴引力模型建立竞争设施点选址-设计问题的非线性混合整数规划模型。其次,考虑到选址变量和规模变量的数值类型,以及编码变换问题,设计了一种实数编码遗传求解算法。通过数值实验表明,对不同规模问题的实际计算结果,该算法可以在较短时间内获得最优解,可行解和精确解之间误差小于0.5%,相关比较分析也讨论了该算法的优越性和实用性,为竞争设施点选址问题的研究提供了不同的视角和实用求解算法。     

一类带双重机率约束的多目标应急服务设施选址问题

考虑了一类带双重机率约束的多目标应急服务设施选址问题,需求点的需求及服务站所能提供的满意服务均带有机率约束,且其可靠性由需求点与服务站之间的距离决定.在兼顾考虑了服务效益最大化及利益公平性的基础上建立了多目标选址模型,并给出了解决问题的启发式算法.     

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。     

多级覆盖设施选址问题建模及求解方法研究

针对应急服务网络优化设计中的设施选址决策问题,分析了应急服务的特殊性以及现有的设施选址模型在求解该问题时的局限性,基于传统的最大覆盖模型提出了应急服务设施的多级覆盖选址模型.该模型对"覆盖"概念的定义进行了扩展,考虑了应急服务的多源服务特性以及对多个服务源提供服务时可存在的差异性.之后基于分布估计算法(Estimation of distribution algorilhms,简称EDAs)提出了模型的启发式求解方法,并基于实验结果对算法参数选取给出了参考意见.     

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.     

设施失灵风险下不确定需求应急定位-路径鲁棒优化研究

为抵御突发灾害对路网造成的破坏性和设施失灵风险,降低系统成本,并快速完成应急救援任务,本文考虑到受灾点物资需求量的不确定和风险对救援系统的影响,采用直升机进行物资运送以规避路径风险。建立了最小化应急物流系统总成本和物资到达需求点总救援时间为双目标的应急物流定位-路径鲁棒优化模型,基于相对鲁棒优化方法处理需求不确定,采用偏差鲁棒优化思想描述设施失灵风险损失,采用遗传算法进行求解。通过对三个算例进行数据仿真实验,证明了相对鲁棒优化方法在处理需求不确定和偏差鲁棒优化方法在处理设施失灵风险方面的有效性,进而为解决应急设施点的开设和救援物资的安全及时准确配送,增强应急物流系统的风险应对能力提供了有效的方法。     

基于手机定位数据的突发事件下道路修复和物资配送集成优化研究

应急道路的修复是突发事件发生后有效开展物资配送的前提,而道路修复和物资配送二者集成研究极大地提高整个应急救援效率。但是由于灾害的突发性和不确定性,决策者很难立即获取充分的灾情信息,尤其是灾民分布情况、位置、灾害影响和物资需求等信息。传统的获取灾情信息的方法通常是通过救援人员的现场报导和调查,卫星图像等,阻碍了救援活动的迅速开展,效率低下。手机等移动设备的普及和广泛应用,使得手机定位数据为灾害情况下的应急救援提供了更加快捷的信息获取手段,大大提高了应急救援的效率。本文基于手机定位数据,同时结合道路修复和物资配送二者的相互关系,建立了混合整数线性规划模型,通过手机定位数据获取灾民分布情况、位置、灾害影响和物资需求等信息,实现精准道路修复和物资配送的决策,并设计了相应的启发式求解算法。最后通过算例仿真验证了模型和算法的有效性,同时将手机定位数据下的救援结果与缺少手机定位数据的常规救援结果进行比较分析,验证了文章所提出的手机定位数据的应用在应急救援方面的优势。     

Locating service offices: a multicriteria approach

The problem considered is the location of regional service offices in the expanded operating territories of a large property and liability insurer. These offices serve as first line administrative centers for sales support and claims processing. The location of the regional service offices is determined through a zero-one linear multiple objective programming model. The criteria and constraints of the model reflect investment and operating costs, budget considerations, and a measure of the service level provided.     

考虑自取服务和门到门服务的电动汽车物流网络优化策略研究

在环境意识增长与政府政策支持的有利条件下,电动汽车在物流领域得以快速发展。为提高物流服务的效率,降低企业运营成本,文中研究了考虑顾客服务策略的电动物流汽车服务设施选址与配送路径问题。采取顾客自行取货与配送人员送货上门相结合的多样化服务策略,使得服务站点的建设成本、顾客点配送路径成本以及服务站点补货路径成本之和最小。建立了整数规划数学模型,允许配送车辆在服务过程中前往服务站点接受充电服务。其次,提出了基于改进节约算法和禁忌算法的混合启发式算法MCWSA-TS。随后,在小规模算例将CPLEX运算结果与MCWSA-TS进行对比,证明了算法的有效性。最后,采用多组算例探讨了顾客取货半径对运营成本的影响,并对分离配送策略与联合配送策略进行对比分析。实验结果表明,多样化服务策略有助于企业满足顾客取货时间和取货方式的个性化需求。同时,兼顾运营成本与顾客满意度,促进电动汽车参与的物流服务快速发展。     

基于双层规划的反恐应急设施选址模型及算法

恐怖袭击常以人流密集地区的平民作为袭击目标，并存在突发性和随机性等特点，极易造成严重的袭击后果。通过反恐应急设施的合理布局可以缩短救援人员和物资的到达时间，从而减轻袭击后果。首先，对反恐应急设施选址问题进行描述，并将其构造为一类离散双层规划模型。其中，上层规划是关于政府选址的0-1规划问题，下层规划则是关于恐怖分子袭击目标选择的0-1规划问题。其次，结合模型和问题的特征设计算法，利用分支定界算法实现上层选址变量的隐枚举，同时通过下层问题的求解来确定上下界并判断是否满足分枝或剪枝的条件。最后，结合南疆地区的交通拓扑网络进行算例分析，结果证明有效的选址方案可以大大降低袭击损失。     

A memetic algorithm for the patient transportation problem

This paper addresses a real-life public patient transportation problem derived from the Hong Kong Hospital Authority (HKHA), which provides ambulance transportation services for disabled and elderly patients from one location to another. We model the problem as a multi-trip dial-a-ride problem (MTDARP), which requires designing several routes for each ambulance. A route is a sequence of locations, starting and terminating at the depot (hospital), according to which the ambulance picks up clients at the origins and delivers them to the destinations. A route is feasible only if it satisfies a series of side constraints, such as the pair and precedence constraints, capacity limit, ride time, route duration limit and time windows. Owing to the route duration limit, in particular, every ambulance is scheduled to operate several routes during the working period. To prevent the spread of disease, the interior of the ambulances needs to be disinfected at the depot between two consecutive trips. The primary aim of the problem investigated herein is to service more requests with the given resources, and to minimize the total travel cost for the same number of requests. In this paper, we provide a mathematical formulation for the problem and develop a memetic algorithm with a customized recombination operator. Moreover, the segment-based evaluation method is adapted to examine the moves quickly. The performance of the proposed algorithm is assessed using the real-world data from 2009 and compared with results obtained by solving the mathematical model. In addition, the proposed algorithm is adapted to solve the classic DARP instances, and found to perform well on medium-scale instances.     

A multi-period ambulance location and allocation problem in the disaster

To achieve quick response in the disaster, this paper addresses the issue of ambulance location and allocation, as well as the location problem of temporary medical centers. Considering budget and capacity limitations, a multi-period mixed integer programming model is proposed and two hybrid heuristic algorithms are designed to solve this complex problem. The proposed model and algorithm are further verified in a real case study, and the numerical experiments demonstrate the effectiveness of our proposed model. Specifically, we obtain several findings based on the computational results: (1) The best locations of ambulance stations should change in each period because the demand rate changes over time. (2) Involving temporary medical centers is necessary to reduce the average waiting time of injured people. (3) It may not be optimal to allocate ambulances from the nearest ambulance stations because of potentially limited station capacity.

     

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。     

平战结合下的公路养护多资源布局问题研究

平战结合是突发事件应急管理的重要原则之一.以公路养护中的平时资源和应急资源的布局问题为研究对象,考虑到日常养护点的选址和资源配置要满足工作的便利性和不同养护点之间工作量的均衡性,把应急资源放置在日常养护点上,既节省管理成本又能满足及时调度的要求,建立一个多目标的混合整数规划模型同时对日常和应急2种资源进行布局,并设计了算法,最后给出了算例.     

层次型应急设施布局模型及其应用

应急设施的特殊性决定了应急设施布局作为特殊的设施布局问题,必须更加注重及时性。应急服务的级别决定应急布局模型的考虑因素,现实中往往同时布局多个层次的应急设施,本文基于一个p-中心重心的混合模型,建立了层次型应急设施布局模型。根据应急服务的真实情况,该模型对距离的测算进行了改进,以交通网络距离代替欧氏距离。最后,将其应用于上海市上海某区的医疗设施布局。