延迟时间的震灾条件下车辆调度优化研究

灾区受灾消息传达延迟以及运输路网破坏造成物资配送延迟,这直接影响到应急救援物资的及时输送,进而影响到救灾效果。本文在考虑通讯中断以及运输路网中断造成物资运输延迟的基础上,以应急物资运输总时间最短为目标,建立震灾条件下车辆调度优化模型,该模型以"72 h黄金救援期"为目标,保证重要的救援物资在72 h内送达灾区。通过算例验证模型有效性,结果表明:模型在对车辆进行调度时,优先考虑载重和容量较大的车辆,以便在相同时间内运输更多的物资满足需求;当车辆行程不变时,总延迟时间越大,应急救援物资运输总持续时间越长,并且所有物资运输时间越短;当总延迟时间不变时,车辆行程次数越小,物资配送时间越短,并且车辆装载率将会越高。     

考虑需求紧迫度的应急车辆路径优化方法

为提高应急管理水平,量化各受灾点物资需求紧迫度,提出考虑紧迫度的车辆最优路径规划方法。采用K-means聚类算法确定应急物资配送中心的选择以及受灾点的划分,以应急救援过程中的总时间最短、救援所花费的总费用最小以及受灾点紧迫度排序指数最大为目标,构建多目标的应急车辆路径优化模型,并设计改进的布谷鸟-蚁群组合算法进行求解。以汶川地震为背景构造算例,验证模型的有效性,结果表明:与不考虑需求紧迫度的车辆路径方案相比,考虑需求紧迫度的路径优化方案在所需运输总时间上升1.92%、救援过程总费用增加3.43%的前提下,紧迫度排序指数提高了11.2%。考虑需求紧迫度的车辆路径优化模型在保障突发灾害救援效率的同时,兼顾了不同受灾点的物资需求程度,提高了应急物资运送的公平性。     

基于遗传算法的三层大规模应急救援物资配置策略

在考虑受灾地区对应救援物资需求量大的基础上,研究了包括备选省级应急救援物资供应地、备选市县级应急救援物资中转地、救援物资急需地三层结构的车辆安排、路径选择、物资配送的应急救援物资配置问题;以应急救援物资配置的总成本最小、总的运输时间最短、供应地和中转地启用个数最少为目标,建立数学优化模型.使用遗传算法求解获得近似最优的三层应急救援物资配置方案.     

基于鲁棒优化的不确定需求下应急物资配送多目标决策模型

针对应急物资配送决策具有不确定性和突然性等特点,提出了一种基于多目标鲁棒优化不确定需求下的应急物资配送决策模型。在分析应急需求的随机性、应急物流设施点的需求不确定风险和路网中断风险的因素上,确定了以物资需求点的救援时间满意度之和最大、系统总成本最小以及物资到达需求点的救援时间之和最小为目标,构建了多目标鲁棒优化模型,并运用Matlab软件求解。以一个山区发生自然灾害作为突发事件为例,验证了多目标鲁棒优化模型的有效性和正确性。研究结果表明：不确定需求下应急物资配送中,决策者可以依据本文多目标鲁棒优化模型权衡利弊,制定出既具有应对风险能力,又能快速反应的救援方案。     

自然灾害下的应急物流协调研究

结合目前自然灾害应急物流的研究现状,指出了应急物流存在的问题.从物资需求、分配原则、路网风险以及配送方式的角度,分析了应急物流的特性.提出了自然灾害应急物流协调框架,它是灾害综合评估、灾民转移和应急物资配送在应急物流系统下的有机结合,是不同组织机构、不同利益主体、不同物流网络单元间职能、目标、信息、物资、车辆等的协调.     

基于离散粒子群算法的应急救灾物资配送问题

研究自然灾害下应急物流中的救援物资配送调度问题,在多种运输工具衔接以及救援物资分配考虑的基础上,建立物资运输与物资分配的两阶段优化模型。目标是最小化运输成本与未满足的需求量。运用离散粒子群算法进行模型的求解与仿真,结果证明了算法的有效性与稳定性,能够为应急物流物资运输及分配提供有效方案。     

面向特大地震灾害的应急物资分类研究

在特大地震灾害中,应急物资是否能够准确高效地运送至需求点是开展应急救援工作的的关键,但是目前我国的应急物资管理中存着应急物资分类标准不统一、分类体系扁平化的问题。为了提高应急救援工作的效率,本文在分析了国内现有应急物资分类的基础上,提出了多维度的应急物资分类的改进方法。     

基于主成分聚类分析的军事物资应急配送需求分级研究

为提升军事物资应急保障效益,科学做出调运决策,通过分析军事物资应急配送需求分级影响因素,构建军事物资应急配送需求分级评价指标体系;利用主成分聚类分析方法对评价指标进行简化,得出军事物资应急配送需求分级主成分值及物资分级结果.实例表明,该方法在军事物资应急配送需求分级上,具有较高的准确性和较好的可行性.     

重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型

针对重大灾害条件下应急疏散和救援工作难以获取真实数据的现状,以BPR(Bureau of public road)路阻函数为基础,分别建立了路段行程时间模型和路径行程时间模型,并给出了重大灾害条件下车辆应急疏散时间预测模型。以德州市路网为背景,采用TransModeler仿真软件搭建路网,模拟重大灾害事件,获取应急疏散时间数据,并对模型进行验证。试验结果表明:与现有仿真软件相比,该算法具有较高的保真度和精确度,为重大灾害条件下的应急疏散和救援工作提供了数据支持。     

应急物资调运模型研究

针对应急物资调运兼顾调运成本与调运时间的要求,以运力充足为前提条件,建立了基于调运时间最短和运输成本最低的应急物资调运模型。运力充足条件下,应急车辆进行一次运输,运输任务的最终完成时间等于物资供应点与需求点之间的最长运输时间,在某一特定任务完成时间下可运用典型运输问题模型的求解算法求出对应的最低成本,通过分析比较不同运输任务完成时间下的运输成本选择出模型的最优解,最后以一个实例验证了模型与算法的有效性。     

考虑替代救援可靠度的应急配置优化模型

为了合理规划应急设施选址与资源配置方案,分析救援车辆失效对系统覆盖可靠度的影响. 通过构建虚拟车辆资源池,考虑实际中存在使用系统内剩余可用车辆替代失效车辆的情景,提出救援覆盖可靠度的计算方法. 以系统总成本最小化为目标,考虑设施分级和2种救援车辆的匹配,建立考虑替代救援的应急配置双层规划模型. 上层模型优化设施选址与车辆配置方案,下层模型进行物资需求分配. 设计双层启发式算法进行求解. 案例分析表明：随着车辆间容量倍数在合理范围内增长,系统总成本呈现先降低后平稳的趋势,该模型可以为最优的车辆种类匹配方案选择提供依据. 通过与基于传统可靠度计算方法得到的结果对比表明,使用所提的可靠度计算方法,有助于减少系统总成本,在不同车辆类型匹配方案下的平均优化程度为9.01%.     

泸定6.8级地震公路抢通保通方案

2022年9月5日,四川泸定发生6.8级地震,公路沿线诱发了大量的地质灾害,造成多处公路损坏或断道,极大地影响了抗震救灾工作。快速摸清震区公路网的受损情况和抢通保通难度,对震后救援至关重要。为此,对震区公路受损情况进行调查,会同地方交通部门完成公路的抢通保通任务。调查发现了507处受损点,公路灾害以崩塌滑坡为主,占总灾害的90%以上。公路灾害具有数量多、规模小、连片分布的特点,公路震害与地震烈度正相关,与断层距离、河流距离负相关。在不利因子组合下,公路震害程度明显加剧,局部位置的公路受损率可达到92.5%。在抢通保通阶段,利用龙头石及大岗山电站的库区水运资源,快速建立5处码头,建立起通往震中的生命通道,让应急队伍快速进入灾区,让伤员第一时间运送出来;灾后交通网的重建充分利用水运资源,不追求道路等级与路线指标,公路重建以提高公路的抗灾能力及韧性为目标。     

电动汽车应急救援站选址及资源配置

针对充电设施故障、车辆充电故障等因素会导致电动汽车无法充电,造成交通拥堵,威胁高速公路安全等问题,提出建立高速公路电动汽车应急充电救援站的策略,采用移动充电的形式对发生故障的充电站或车辆进行紧急救援。对应急充电救援站的基本职能进行探究,确定应急充电救援站选址的可靠性、经济性、时间最小性原则,在保证救援最大允许时间限度下,以救援站的建设成本与运行成本之和最小化为目标,优化选址方案,并根据充电站故障概率确定救援站中配备的充电车数量。8个充电站、12个救援站备选点的路网结构算例表明,该模型在保证救援时间的前提下,节约成本,满足经济性原则,证实了该选址定容模型的可行性。     

基于点检的日本道路防灾有效性研究

防灾减灾的基本理念一般是以防为主,防抗救相结合,其基本环节是防灾、减灾、应急、重建及日常管理,然而以防为主的防灾减灾体系有效性的验证是一难题。日本的道路防灾基本体系是围绕危机管理?防灾对策进行的,而点检是日本道路防灾体系的重要环节之一,自1968年开始实施道路防灾点检以来共实施10次点检。本文概述了日本道路防灾点检方法,对点检评价结果和灾害发生情况进行对比分析,验证了以点检为核心的道路防灾体系的有效性。本研究可以为中国道路防灾工作提供参考。     

汶川地震震后都汶公路的恢复与重建

在汶川地震及其次生山地灾害的共用作用下,地震灾区的道路损毁非常严重.汶川地震发生后,政府及相关部门立即组织地震灾区道路的抢通以及恢复与重建工作.都汶公路是汶川地震的抗震救灾的"生命线",是汶川地震受损最严重的山区道路之一.以都汶公路为例,介绍都汶公路路基、路面、桥梁、隧道等损毁情况以及恢复与重建.对于影响都汶公路通行的边坡地质灾害,在通过对边坡地质灾害的现场调查后,确定都汶公路首批恢复与重建的42处边坡处治路段及处治措施,并在9处路段通过修建明洞来预防边坡地质灾害.     

基于突变理论的城市配水系统脆弱性评价模型

根据突发事件作用下城市配水系统供水功能的突变性特征,基于突变理论,提出一种新的配水系统脆弱性评价模型．以地震灾害为例,首先,根据地震作用下配水管网的破坏机理及历史震害资料,提出配水系统的脆弱性评价指标体系;然后,根据影响配水系统供水功能因素的主次关系,确定配水系统的状态函数及主次控制变量,建立配水系统功能转变的尖点突变模拟模型,并通过对该模型归一公式的导出及配水系统脆弱性分级标准、取值原则的确定,最终提出一种新的配水系统脆弱性评价数学模型．华北某区配水系统的实例应用表明,该模型具有理论与实际可行性,可为配水系统的安全设计提供决策依据．     

道路营运新能源汽车减碳测算

测算车辆运行碳排放,包括燃料消耗直接碳排放与电能利用间接碳排放。基于质量平衡法得出各种燃料的碳排放系数,基于火力发电煤耗量提出纯电动汽车间接CO₂排放计算方法。采集车辆运营数据与能耗数据,计算出各运输类型与各能源类型车辆CO₂年度排放量,得出电动车辆替代传统燃料车辆后的CO₂减排率。发现除大型柴油公交及中短途城际运输车辆外,电动汽车均有明显减碳效果,小型城市配送车辆减碳率最高,达48.62%。预测火电占比降低及火力发电煤耗量降低后电动汽车的碳减排量,相对于2016年,2020年将再减碳7.07%。     

地震搜救机器人构型设计综述

针对地震搜救机器人在灾难救援工作中的运动特征,系统的总结了搜救机器人构型设计的研究现状.通过对足式、轮式和履带式地震搜救机器人的代表性结构设计比较,分析其在地震搜救工作中的地形适应性和移动平稳性,并提出今后地震搜救机器人的设计趋势.