面向灾后需求评估的车辆调度问题研究

论文摘要

近年来,地震、泥石流等自然灾害频繁发生,造成了大量人员伤亡和巨额财产损失。如何有效分配救援物资,降低灾害后果,是灾后应急管理迫切需要解决的问题。需求评估作为合理分配救援物资的基础,在灾后应急管理中起着举足轻重的作用。如果跳过需求评估环节,盲目配送救援物资会导致供需之间的严重失衡,这不仅会浪费宝贵的救援物资,还可能错过黄金救援期从而扩大灾害后果。目前关于灾后需求评估问题的研究将“快速评估阶段”和“详细评估阶段”进行单独处理,没有考虑到受灾点熟悉度和路线熟悉度对评估时间的影响。本文从减少详细评估时间的角度出发,对灾后“快速-详细”评估路径优化问题进行研究,本文具体研究内容如下:1、首次考虑到受灾点熟悉度和路线熟悉度能减少详细评估时间,对灾后需求的快速评估和详细评估过程进行联合优化,并形成了顺序评估策略和集成评估策略。顺序评估策略指先优化快速评估阶段评估小组的访问路径,在此基础上优化详细评估阶段评估小组的访问路径;集成评估策略则是同时优化这两个阶段评估小组的访问路径。针对这两种策略,我们以快速评估阶段的最小覆盖率和详细评估阶段的最大评估时间为目标,分别构建了两个优化模型。2、鉴于所提出的灾后“快速-详细”评估路径优化问题是NP难问题,经典优化算法无法在短时间内找到大规模问题的最优解,本文设计了禁忌搜索算法,并通过小规模案例对比CPLEX和禁忌搜索算法的结果,说明了算法的最优性,即所设计的禁忌搜索算法可以产生最优解或者近似最优解;通过大规模算例验证了算法的有效性。3、基于雅安地震的受灾情况数据,我们将所提出的顺序和集成评估策略与单独优化策略进行对比。结果表明:顺序评估策略下的最优决策可以在不损失覆盖率的情况下减少11.99%的评估时间;集成评估策略下的最优决策降低了 1.08%的覆盖率,但也节省了 13.72%的评估时间。本文首次提出灾后“快速-详细”需求评估联合路径优化方法,可用于规划灾后需求评估工作中评估小组的访问路线,在理论层面与实践层面都有着重要的研究意义。

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ABSTRACT

第一章绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外文献综述

1.2.1 救援物资分配和配送研究

1.2.2 灾后需求评估研究

1.2.3 路径优化问题研究

1.2.4 熟悉度研究

1.2.5 研究现状的评述

1.3 研究内容及创新点

1.3.1 研究内容

1.3.2 创新点

1.4 本章小结

第二章面向顺序评估策略的灾后快速-详细评估路径优化模型

2.1 问题描述

2.2 符号系统

2.3 面向顺序评估策略的模型

2.3.1 快速阶段模型

2.3.1.1 覆盖率目标

2.3.1.2 约束条件

2.3.2 详细阶段模型

2.3.2.1 评估时间目标

2.3.2.2 约束条件

2.4 本章小结

第三章面向集成评估策略的灾后快速-详细评估路径优化模型

3.1 问题描述

3.2 符号系统

3.3 面向集成评估策略的模型

3.3.1 覆盖率目标

3.3.2 评估时间目标

3.3.3 约束条件

3.4 本章小结

第四章算法设计

4.1 禁忌搜索算法

4.1.1 基于顺序评估策略的禁忌搜索算法

4.1.2 基于集成策略的禁忌搜索算法

4.2 模型线性化及算法精确性检验

4.2.1 模型线性转化

4.2.2 精确性检验

4.3 本章小结

第五章数值算例

5.1 数据集

5.2 结果分析

5.2.1 权重灵敏度分析

5.2.2 不同策略下的结果对比

5.3 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 前沿趋势展望

6.3 本章小结

参考文献

附录

致谢

研究成果

作者及导师简介

附件

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘雪欣

导师: 李想

关键词: 自然灾害,快速需求评估,详细需求评估,熟悉度,禁忌搜索算法

来源: 北京化工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地球物理学,公路与水路运输

单位: 北京化工大学

基金: 自然科学基金项目

分类号: P315.9;U492.22

DOI: 10.26939/d.cnki.gbhgu.2019.001444

总页数: 79

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