基于工作流网的交通应急资源配置和路径规划集成问题

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:JK0803zhaozhenhong
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交通应急救援是城市管理功能的重要组成部分。由于交通应急救援涉及到多部门联动,如何从各部门之间的科学协作角度出发,开展应急资源配置与车辆路径规划研究,对于应急管理决策具有重要的现实意义。从应急管理角度出发,当交通事故发生后,针对城市区域现有资源,应急管理者如何在有效救援时间内协调各部门救援活动,以及如何合理调配资源仍是目前急需解决的问题。为了使应急救援过程能够有序进行,达到应急效率最高和应急救援成本最少的目标,本文以工作流网为分析工具对应急救援流程进行建模分析,在最大允许救援时间和各救援作业环节时间已知条件下,建立带资源与时间约束下的多部门交通应急救援工作流网模型,可获得各应急救援活动作业时间。基于此,在救援活动已知条件下对应急车辆路径进行调度,建立基于工作流网的交通应急资源配置与路径规划集成模型。通过采用混合算法对集成问题进行求解,最终得到包括应急资源站点供应方案、现场资源分配方案、车辆行驶路径方案的有效调度方案,主要内容体现在以下三方面。首先,建立基于工作流网的交通应急资源配置模型。以工作流网流程建模方法为主要分析工具,对应急救援过程时间和资源展开分析,考虑多个活动共用同一资源分配问题。通过用Sigmoid函数来描述应急资源和救援活动时间之间的关系,且将应急资源分为可消耗资源与不可消耗资源进行考虑:将不可消耗资源(人)作为应急活动主导资源,决定救援活动时间;将可消耗资源计入应急救援总成本。采用工作流网方法建立基于工作流网的交通应急资源配置模型,且对构建模型进行活性、可达性和有界性性质验证。然后,建立资源配置与路径规划集成模型。在应急救援流程中,由于资源配置与路径规划之间具有协作关系,在保证预定救援时间完成救援条件下,以应急救援总成本最小为总目标,包括应急资源成本、运输成本和惩罚成本。通过控制应急资源分配和车辆路径的选择使总成本达到最优,建立基于工作流网的应急资源配置与路径规划集成问题模型。最后,采用混合算法对集成模型进行求解。通过采用PSO路径优化嵌套到GA资源配置的混合优化算法对集成模型进行求解,以应急救援总成本最小逐步进行迭代优化。在共享资源的分配上,将剩余资源量全部供给下一最大时间的优化方法。最终通过案例仿真结果验证了集成模型可从整体上优化成本,且共享资源配置优化方法可减少救援活动时间,提高救援效率。
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