城市应急服务设施布局优化模型研究
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城市应急救援中心选址及车辆路径优化研究评述与展望针对紧急突发事件下的应急救援中心选址及车辆路径优化问题研究是近年来新兴的研究热点之一,其研究成果可以有效减少区域自然灾害和城市突发性紧急事件所带来的人员伤亡和财物损失。
对国内专家学者在该领域的研究成果进行了系统的归纳整理,从传统确定性条件下到不确定情景下的应急救援中心选址及车辆路径优化研究中所涉及到的研究方法、模型、求解方法等方面进行了综合评述。
另外还讨论了应急物流研究发展历程中存在的一些问题,最后展望了我国智慧城市建设情景下应急救援问题的研究趋势。
标签:应急救援;选址;路径优化;智能算法;综述与展望近年来,我国各地发生自然灾害及人为突发性事件的频率越来越高,给人们带来的生命威胁以及财产损失也越来越大〔1-2〕。
如:2012年5月10日,甘肃岷县发生特大冰雹山洪泥石流自然灾害,导致40人死亡,直接经济损失达68亿元。
除了大规模自然灾害以外,城市内部的突发性紧急事件也层出不穷,特别是人为的公共场所危害事件。
如:2014年3月1日昆明火车站发生严重暴力恐怖事件,致使33人死亡130人受伤;2014年12月31日晚,上海外滩群众自发跨年夜活动过程中发生严重踩踏事件,造成36人死亡49人受伤等。
由于该类事件的突发性、不确定性、复杂性决定了其救援工作难度远远超过了常规物流配送,政府和救援机构只能依靠现有的应急救援系统做好突发事件发生后的紧急救援工作,从而减少人员伤亡和财物损失。
科学可行的城市应急救援中心选址和资源调度体系建设中,需要更多地结合地理空间信息以及突发事件相关信息来分析需求点的分布特征和突发事件的发生概率,运用最优化理论和启发式算法实现“智慧”应急救援。
并且近年随着我国智慧城市建设的逐步推进和完善,智能交通和高效应急救援体系也是成为智慧城市建设必不可少的重要组成部分。
基于此,为了适应我国智慧城市建设需要,确保城市发生各种突发事件时城市应急救援中心能够及时响应、智能化调度救援车辆、选择最佳救援路线、实施高效救援,面向智慧城市建设的不确定情景下城市应急救援中心的选址和车辆路径优化问题成为目前亟待解决的课题〔3-5〕。
数学建模之应急设施的位置应急设施的位置选择是一个重要的决策问题,它直接关系到应急管理的有效性和应对突发事件的能力。
在数学建模中,我们可以运用空间分析、最优化等方法来研究应急设施的位置选择问题。
本文主要探讨数学建模在应急设施位置选择中的应用,包括数学模型的建立、求解方法的选择以及结果的分析。
首先,建立一个数学模型是研究应急设施位置选择问题的基础。
在建模过程中,我们需要考虑以下几个方面的因素:需求点的分布、设施的容量限制、应急响应时间等。
以城市的应急设施的位置选择为例,我们可以将该城市划分为若干个网格,每个网格代表一个潜在的设施位置。
假设有n个需求点需要被覆盖,我们可以使用二进制变量xi表示第i个网格是否选择建立应急设施,其中i=1,2,…,m,m表示网格的总数。
另外,我们需要引入距离变量dij表示第i个网格与第j个需求点之间的距离,以及容量限制变量ci表示第i个网格的容量限制。
最后,对结果进行分析是问题求解的最后一步。
通过对结果进行分析,我们可以评估不同位置方案的优劣,并对进一步决策提供依据。
例如,我们可以计算每个需求点到最近的应急设施的距离,从而评估覆盖范围的有效性。
另外,我们还可以根据建设和维护成本、应急响应时间等指标来评估不同网格的选择。
通过综合考虑各种因素,我们可以得出一个最优的设施位置方案。
总之,数学建模在应急设施位置选择中起到了重要的作用。
通过建立数学模型、选择合适的求解方法以及对结果进行分析,我们可以为应急管理提供科学、高效的决策支持,提高城市的应急响应能力。
城市轨道交通网络脆弱性评价及应急救援点配置优化研究摘要:城市轨道交通系统作为一种高效、安全、环保的交通方式,已经成为现代城市中不可或缺的一部分。
然而,由于其复杂的运营模式和庞大的旅客流量,城市轨道交通系统也面临着各种潜在的风险和挑战,包括自然灾害、设备故障、安全事故等。
因此,城市轨道交通系统的脆弱性评价及应急救援点配置优化成为了一个重要的研究领域。
本研究旨在通过评估城市轨道交通网络的脆弱性,并优化应急救援点的配置,以提高城市轨道交通系统的安全性和应急响应能力。
关键词:城市轨道交通;网络脆弱性;应急救援点;配置优化1.脆弱性评价方法1.1系统层面脆弱性评价指标在评估城市轨道交通系统的脆弱性时,体现了城市轨道交通网络的覆盖范围和服务程度。
高覆盖率意味着更多区域能够受益于轨道交通系统,降低了对其他交通方式的依赖程度。
表示系统中关键设施的分布情况。
关键节点是指对整个系统运行和服务具有重要影响的节点,如重要的换乘站点、车站等。
当关键节点数量较多时,系统更容易受到攻击或故障的影响,从而增加了系统的脆弱性。
反映了系统内部的交通流量密集程度。
高密集度意味着在同一时间和空间内有较多的列车和乘客活动,这增加了系统应对突发事件和紧急情况的难度。
因此,密集度较高的网络会增加系统的脆弱性。
反映了系统内部各节点之间的连接情况。
良好的网络连通性可以提高系统的鲁棒性和可靠性,使得信息、乘客和资源能够更顺畅地流动。
如果系统中存在连接断开或节点之间通信困难的情况,那么系统的脆弱性也会相应增加。
评估城市轨道交通系统脆弱性时,可以综合考虑系统覆盖率、关键节点数量、网络密集度以及网络连通性等指标。
这些指标有助于发现系统中的潜在问题,并采取相应的措施提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。
1.2车站层面脆弱性评价指标在评估城市轨道交通车站的脆弱性时,反映了车站应对高峰期运力需求的能力。
高载客能力意味着车站能够容纳更多乘客,并且在高峰期保持较为平稳的运行状况。
应急物资动员决策的方法与模型研究共3篇应急物资动员决策的方法与模型研究1随着时代的发展以及自然灾害等突发事件的频繁发生,应急物资的储备和动员已成为政府和社会各界的共同关注点。
应急物资的储备和动员工作涉及到物资的种类、规格、数量、存储位置及调配等一系列问题。
如何科学合理地制定决策方法和模型,并在实际应急工作中加以应用,已成为当前应急物资管理的重要问题之一。
一、应急物资动员的背景和意义自然灾害、公共卫生事件、社会安全事件等不可避免的突发事件,会给人们的生命财产安全带来巨大的威胁。
为了确保国家应急响应体系的有效运作,应急物资储备和动员工作显得尤为重要。
应急储备物资的建设,是应对灾害、打赢防汛抗洪、保护人民群众生命财产安全的重要保障。
其作用不仅在于及时解决受灾人民基本生活所需物资短缺的问题,同时也是提高灾害应急反应效能和减轻灾害损失的重要途径。
而应急物资动员,则是指在突发事件发生后,根据实际需求和紧急程度,通过有序调配物资资源,尽可能及时有效地满足灾民的基本生活需求,是对应急物资的有效利用及应对突发事件的一个重要环节。
因此,应急物资动员的决策方法和模型的研究,将对改进灾害应急管理体系、提高应急物资调配的应变能力,推进应急物资储备和应急响应水平具有重要意义。
二、应急物资动员决策中的问题与挑战1、应急物资种类及规格多样化。
应急物资种类繁多,不只是简单的口罩、消毒液之类,而涵盖了食品、药品、医疗器械、器械设备等一系列物品。
每种物品的规格和性能特点都各不相同,动员流程也因此复杂多变。
2、应急物资储备数量难以确定。
灾情发生时,要根据具体的情况才能确定需要调拨多少应急物资,而且不同的地区、不同的灾情、不同的时间都会对物资的需求量造成影响。
3、应急物资的动员受地理位置、交通状况等多种因素的制约。
不同地理位置、交通状况等都会影响应急物资的运输和动员效果。
三、应急物资动员决策的方法为了应对灾害等突发事件,利用MATLAB等工具建立与应急物资动员相关的数值模型,分析不同应急物资的需求量,以及应急物资的储备与动员方案和程序。
应急物资储备点选址多目标优化模型及算法研究冯舰锐;盖文妹【摘要】为应急物资储备点的选址问题提供一个合理的解决方法,提高应急救援工作的响应能力,基于运筹学中求解多目标优化问题的理论和方法,根据紧急情况下物资运输调度的时效性与经济性特征,构造相应目标函数,引入权重综合考虑时效性和经济性,并利用可变权重因子构造辅助函数,进而建立应急选址问题的优化模型;在此基础上,借用智能算法中系统动态演化方法,提出求解权重的算法,并拓展到多目标决策,将多目标问题逐步转化为单目标问题进而解决;实例计算结果验证了所提算法的正确性及优势,以及求解效率、辅助函数性质的正确性,可以为决策者提供多种在灾变条件下的选择方案;此外,提出的算法也可用于应急管理领域中其他相关优化与选址问题.%To provide a reasonable solution for the problem of site selection for the reserve sites of emergency materials,and improve the response ability of emergency rescue work,based on the threory and method to solve the multi-objective optimiza-tion problem in the operational research,the corresponding objective functions were constructed accoring to the characteristics of timeliness and economy in the transportation and scheduling of emergency materials under the emergency situation.The timeliness and economy were comprehensively considered by introducing into the weights,and the auxiliary functions were constructed by using the variable weight factor,thus the optimization model of emergency site selection was established.On this basis,the algorithm for solving the weights was put forward by using the system dynamic evolution method of the intelli-gent algorithm,and it was extended to the multi-objectivedecision-making to convert the multi-objective problem into the sin-gle objective problem step by step for solving.The correctness and advantages of the proposed new algorithm were verified by the calculation results of case,as well as the solving efficiency and the correctness of the properties of auxiliary functions.It can provide various selection schemes under the catastrophic conditions to the decision makers,and can also be applied in other relevant optimization and site selection problems in the field of emergency management.【期刊名称】《中国安全生产科学技术》【年(卷),期】2018(014)006【总页数】6页(P64-69)【关键词】应急管理;多目标优化;应急物资;选址【作者】冯舰锐;盖文妹【作者单位】中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083;中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】X913.40 引言随着城市的不断发展,建筑物、各类网络系统工程密集程度增加。
突发事件应急设施选址问题的模型及优化算法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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我国城市社区应急管理政策量化评价--基于PMC指数模型的
研究
李忆华;陈正荣
【期刊名称】《行政与法》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】基于PMC(Policy Modeling Consistency)指数模型构建和政策文本内容分析(ROST CM6)对城市社区应急管理政策进行实证分析。
结果显示:我国城市社区应急管理政策整体发布较为合理,但仍存在一些亟待解决的问题,如国家层面的政策性质监管不足,多数政策的依据、时效以及工具选取较为单一,应急文化普及不够,省、市两级层面政策文本对灾后恢复重建内容关注不足。
完善城市社区应急管理政策,要在未来的政策设计中,合理选取政策工具,加强应急管理监管内容建设;实现政策短期时效性与中长期连续性的有机结合,以应对突发公共危机事件的不稳定性和不确定性;完善灾后恢复重建的政策框架,构建长效、灵活的政策机制;普及应急文化,增强社区居民的安全素养和自救互救能力。
【总页数】15页(P62-76)
【作者】李忆华;陈正荣
【作者单位】南华大学马克思主义学院;南华大学经济管理与法学学院
【正文语种】中文
【中图分类】D669.3
【相关文献】
1.对于我国房地产政策中单一项政策的量化评价研究——基于PMC指数模型
2.基于PMC指数模型的我国慢病管理政策量化评价
3.基于PMC指数模型的社区减负政策量化评价与优化研究
4.基于PMC指数模型的我国长期护理保险政策量化评价——以11个不同失能评估标准的试点城市为例
5.基于PMC指数模型的城市生活垃圾分类政策量化评价研究
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NSGA-II算法的改进及其在应急管理中的应用汪文文;方玺;何朗;刘扬;张亮【摘要】泥石流等突发自然灾害造成的人员伤亡和经济损失十分巨大,因此应急中心选址问题是应急救援方案中的核心环节.以救济物资效用、受灾区域满意度以及临时物资点数目为决策函数,建立多目标动态选址模型,提出了一种改进的非支配遗传排序算法(NSGA-II-TS),该算法在精英策略上引入禁忌搜索的思想,从而实现了局部和全局搜索能力同时达到较优的结果,同时保留其解集的多样性和均匀性.数值算例结果表明该算法在物资效用、临时物资点个数、受灾区域满意度上比传统算法NSGA-II、MOEA/D更为合理.NSGA-II-TS算法在突发性灾害危机的应急管理以及其他保障体系建设问题中具有较高的应用价值.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2018(054)016【总页数】7页(P241-247)【关键词】紧急应急事件;动态选址;禁忌搜索;NSGA-II;多目标【作者】汪文文;方玺;何朗;刘扬;张亮【作者单位】武汉理工大学理学院,武汉 430070;武汉理工大学理学院,武汉430070;武汉理工大学理学院,武汉 430070;武汉理工大学理学院,武汉 430070;武汉理工大学理学院,武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】F224.31 引言近年来,国内各种突发事件频发,造成了极大的人员伤亡和经济损失,如2008年“5·12”汶川特大地震,2015年天津大爆炸,2016年湖北、安徽、河北多地区暴雨等。
在突发事件[1]频出不穷的情况下,应急问题已经成为十分紧迫的重大问题。
在应急管理中,应急设施是救援过程中必不可少的组成部分,研究应急管理中的设施选址对于提高应急管理能力有重要的应用价值,吸引了国内外众多研究学者的目光。
应急选址优化问题是城市应急系统中不可或缺的一部分,近年来无数学者对其进行研究,提出不同的模型。
Salman等[2]基于突发事件下的应急选址,通过最大化需求覆盖,提出0-1整数规划求解;Wohlgemuth等[3]考虑最小化配送中心到需求点的距离、区域内的需求点非覆盖需求建立多目标模型;由于传统静态、确定型选址模型在应用上仅考虑单一时间,Ballou[4]首先提出了动态设施选址问题,研究了如何选择一个仓库使其在规划期内实现利润最大;Gao等[5]将动态选址问题分为LAP与VRP两部分,并在动态环境下考虑随机与循环流量等因素,对模型进行求解;Marufuzzaman等[6]构建一个基于容量的动态选址模型,以期在满足需求点的需求条件下以最小的代价在决策时间内给出选址方案;动态模型被运用到多个领域,如战斗物流[7]、电商物流[8]、应急物流等。
城市应急服务设施布局优化模型研究
摘要:中国幅员辽阔,美丽的山川河流,广阔的森林海洋,为社会经济发展提供着充沛的自然资源。
然而,我们也应看到,我国也是世界上自然灾害最为严重的国家之一,地域广、种类多、频率高、损失重等特征,对各地的应急服务系统是一项严峻的考验。
城市应急服务设施的布局关系着救灾、救险工作的效率,决定着物流网络的负担和营运时间的长短,直接影响防灾控制水平,关系着人民的生命和财产安全。
本文从城市应急服务设施的基本架构入手,阐述其重要作用和影响因素,进而分析一个科学合理的布局模型对应急系统效率的重要作用,通过直观的模型进行研究分析,旨在探索一个高效率、低成本的城市应急服务设施布局模式。
关键字:应急服务设施影响因素布局模型优化研究
1.突发公共事件分类及其新型特点
随着社会模式的变化和城区的扩张,原有的应急服务设施显现出诸多弊端,难以满足种类繁多、险情复杂的突发公共事件特点,因此,优化应急服务设施布局迫在眉睫,建立合理模型之前,了解目前城市面临的突发公共事件类型,及其新型特点是前提和基础。
应急服务设施一般针对的是突发的灾害和紧急事件、危机事件,此类事件时间紧迫、难以预测、需要紧急处理,对社会影响相对较大。
根据突发性公共事件的性质、引发机制、发展过程,我们主要把突发性公共事件分为以下四种类型:自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。
近些年,突发公共事件呈现出一些新型特点,主要有:首先,频发性。
城市范围内经济财富聚集,来来福利的同时也增大了突发事件产生的风险。
自然环境在工业化和城市化的排挤下,遭到破坏,各类灾害的频发度不断增强。
其次,放大性。
城市是一个行政区划的政治、经济、文化中心,人口密度越大其影响范围越广,加之恶劣地质地理坏境的影响,突发事件造成的损失日益扩大化。
再次,多样性与复杂性。
各类灾害作用方式日益交融,形成复杂性的破坏形式,特别相对于农村,城市的突发性事件种类更多,防范工作面临更为重要的挑战。
最后,难以防范性。
随着经济社会的发展,网络服务、新型交通工具层出不穷,各行各业的领导防范意识和群众自我防护能力差异较大,给防灾、控灾带来了难度,很难寻求一个统一的布局模式。
2.我国应急服务设施布局的影响因素及主要问题
2.1 应急设施的分类及选址特点
一般情况,我们将应急服务设施按性质区分为三种类型——紧急性应急服务设施、应急避难设施及战略资源储备设施。
紧急性应急服务设施的主要考虑目标是时效性,它必须有效地满足其覆盖范围内的需求,才能切实保障人民的生命财产安全。
该类设施有两大建设目的:一是预防衍生的次生灾害的发生;二是满足应急需求的基本要求。
常见的该类设施主要有消防站、医院救护中心以及警察局等。
应急避难设施是为突发事件时人群疏散和避难提供场所的设施,主要利用城市的公园、广场、学校操场、运动场绿地等,通过科学合理的规划,发挥其最大容纳度和安全度。
此类设施一般没有时效限制,具有大众化和普及化特点。
战略资源储备设施是物质基础设施,主要用于战略应急救援物资的生产储备、调拨及紧急配送,确保应急救援所需物资的及时供应。
在地震救援、抗洪抢险、矿难救灾中发挥着至关重要的作用。
战略资源储备设施同时肩负着对物资储备的监督管理,要做到及时补充和更新。
2.2 应急服务设施的选址特点
为了提高应急服务的水平和工作效率,尽可能降低系统运行费用,在设置应急服务设施之前,要充分考虑到应急服务设施的合理布局,正确地选择应急服务设施的地理位置。
总的来说,应当综合考虑以下影响因素:
(1)考虑法律政策及社会效益。
城市应急服务设施的布局是一项复杂的系统工程,要考虑多方面因素,既要考虑国家政策法律、安全标准,又要顾及建设成本和社会效益。
(2)考虑区域风险及多重设置。
合理布局时,要采用风险分析方法逐个分析各个区域的风险,预测各区域应急资源需求情况,例如人口数量、经济重要性等;同时注意布局需要分散并多重设置,能够在短期内提供大量的应急设施。
(3)考虑选址目标及覆盖区域。
突发事件的发生事先很难预测,而后果往往严重,因此城市应急服务设施应该尽可能的覆盖相应的区域;在考虑应急服务设施的选址目标时,要从公平性和使用效率的角度考量。
3.城市应急服务设施的布局模型研究
20 世纪70 年代以来,国内外学者对城市应急服务设施的布局研究越来越关注,既涉及科学技术领域,也涉及计划管理、政策等部门。
其中,Oded
Berman 和Dmitry Krass 提出了广义最大覆盖模型,MJohn Hodgson指出求解P-中值模型需要两方面的数据,为进一步优化布局模式提供了理论基础。
(1)P- 中心问题。
P- 中心模型即在设施点给定的情况下,求任一需求点到与它最近设施的最小最大距离P- 中心模型。
取决于所选设施位置的不同,总体来说,离设施点距离最远的需求点位置也就可能不同,最大需求距离随着设施点位置的改变而变化,因此也叫极小化极大问题。
(2)P- 中值问题。
这类模型是指在一个给定的数量和位置的需求集合和一个候选设施位置的集合下。
本质上说,就是为P个设施找到合适的位置,然后指派每个需求点到一个特定的设施,尽量达到设施点和需求点间的最小目标值,故又称为最小和问题。
(3)最大覆盖模型。
这是在给定的物流设施数量的前提下设置的模型,要求覆盖尽可能多的需求点,其中蕴含的假设是当决策者没有足够的资源去满足所有的需求时,他们不得不寻求变通的方法,选择最大化所能满足的需求。
(4)集合覆盖模型。
用最小数量的设施去覆盖所有的需求点是其根本目标,因为在模型中考虑了建立服务设施的成本,因此不需要限定建立的设施数目。
换句话说,如果每个设施建设费用相同,就达到了修建设施的最小数量。
通过总结、分析以上几种布局模型,我们发现了其优缺点:中心模型具有能够最快的服务最远端的需求点面积是最害的情况下,也最优。
但其也有显著的缺点,若一需求点偏远且需求量少,按照方法,将至少有一点靠近,浪费较严重。
中值模式的优点在于考虑成本、总距离最小,但是要求设施点必须布置在与需求点特定距离之内才可。
集合覆盖模型能够覆盖到所有需求点,却导致系统资源消耗太大,没有重点考虑。
而最大覆盖模型,做到了最大化利用资源,却没有考虑需求规模。
在实际进行布局工作时,应根据不同的目的、投资的金额,充分考虑覆盖范围、救灾时限等约束条件,选择最科学合理的布局模式,优化城市应急服务设施布局。
参考资料:
[1]黎青松,杨伟,曾传华.中心问题与中位问题的研究现状[J].系统工程,2005, (5):11- 16.
[2]计雷,池宏,陈安.突发事件应急管理[M〕.北京:高等教育出版社,2006.
作者简介:
张磊1979.04 男河北唐山本科中级唐山曹妃甸新区规划建设局,河北理工大学在职研究生。