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1、城市应急系统的优化选址问题第43组吴为(41026044)成瑶瑶(41004230)曾文亨(41021055)22摘要:城市应急系统关乎城市居民生命财产安全,正确的选址有利于减少损失,维护城市居民日常生活的照常进行,对于维护社会稳定具有深刻意义。第一,本文利用excel软件对数据源进行了统计分析,得出了各街区发生应急事件的概率,并且推测出未来十年各街区发生应急事件的概率与上十年保持相对稳定,发现该地区左下角街区发生应急事件的概率较大,左侧比右侧发生应急事件的概率大,因此大致可以推测出应急设施点的位置应该偏左和偏左下角。第二,通过建立直
2、角坐标系,将各街区的位置用坐标形式给出。在不考虑障碍区的情况下,利用计算机的穷举,得到了最佳的位置组合为(3,3),(1,8),即街区13,14,18,19街角处和街区36,37,41,42街角处。第三,在固定一个位置(1,1)的情况下,先忽略障碍区的影响,得到了另一个位置(2,7),即街区32,33,37,38街角处。然后再考虑障碍区的影响,发现此时的最优位置组合能够避开所有的障碍区,因此,在有障碍区的情况下,最优位置组合依然没变,为(1,1),(2,7),即街区1,2,6,7街角处和街区32,33,37,38街角处。第四,在已经知
3、道无障碍时最优位置的组合的基础上,考虑障碍区对最优位置组合的影响,并将有障碍区影响下的最优位置组合的总响应时间与次一级的位置组合进行比较,直到得到不变的最优位置组合(3,2),(1,7),即街区8,9,13,14街角处和街区31,32,36,37街角处。第五,通过对两个结论的证明,将连续的选址问题转化为离散的选址问题,即转化为了问题四,再利用问题四中所采用的模型,得到了与问题四相同的答案,最优位置组合为(3,2),(1,7),即街区8,9,13,14街角处和街区31,32,36,37街角处。关键词:matlab穷举法选址问题应急系统最
4、优位置组合离散型一、问题重述1、分析各街区应急事件发生的规律;2、假定应急需求集中在每个街道的中心,而应急设施位于街角处,并假设两个障碍区域中道路可以通过。为使总的响应时间最少,确定这两个应急设施的位置。223、假定应急需求集中在每个街道的中心,而应急设施位于街角处,并假设两个障碍区域中道路不能通过。若一个应急设施的位置已经确定位于1、2、6、7的街角处。为使总的响应时间最少,确定另一个应急设施的位置。4、第3问中若两个应急设施的位置均未确定,试确定这两个应急设施的位置。5、若第4问中,将假定改为:假定需求是沿包围每个街区的街道上均匀
5、分布的,而应急设施可位于街道的任何地方。问题又如何求解?二、基本假设基本假设:1、每个长方形街区应急事件的次数具有典型代表性,能够反映该街区应急事件发生的概率。2、应急车辆的响应时间只考虑在街道上行驶的时间,其他因素(如转弯时间、反应时间)可以忽略不计。3、两个应急设施的功能相同。在应急事件发生时,只要从离应急事件发生地点最近的设施派出应急车辆即可。4、未来十年的需求与2000年至2009年这十年的需求不会相差很远。5、连接两点的不同路径所用时间相同时,可选择任意途径。6、每个地点发生应急事件的概率很小。因此两个地点同时发生应急事件的
6、概率可以忽略不计。7、执行任何一次应急事件的车辆都从某一应急设施出发,完成任务后返回原设施,不存在应急车辆从一个应急事件点到另一个应急事件点的情况。8、所提供的数据具有代表性、真实可靠性。其余假设:仅适用于五道题各自进行探究分析时所需要的假设在后面的分析中给出。22三、符号说明1、T(X1,X2,Y1,Y2)总响应时间2、t(X,Y,i,j)应急车辆到达应急需求点的绝对时间3、t(i,j)单个街区的响应时间4、p(i,j)以(i+0.5,j+0.5)为中心的街区的事故发生概率5、abs绝对值6、t0车辆从应急设施到达固定街口的时间7、
7、v车辆的行驶速度8、N比例常数9、L街道长度10、NL应急需求总数11、ΔT改变后的时间减去改变前的时间(有正负之分)四、模型的建立与求解(一)分析各街区应急事件发生的规律1、分析各街区应急事件发生的规律1.1问题分析附表中提供了上去十年每个街道每月发生应急事件的次数,不过通过对问题的研究可知,每个街道发生应急事件的次数是彼此独立的,且与月份关系不是很大。因此我们可以将每个街道每月发生应急事件的次数转化为每个街道每年发生应急的次数,这样可以大大降低研究难度。并且,对于研究各街区应急事件发生的规律而言,有意义的数据不是各街区发生应急事件
8、的绝对数字,而是每个街区发生应急事件的概率,即每个街区发生应急事件的次数占总次数的比率。因此,问题转化为求各街区应急事件发生的概率。1.2模型建立1.2.1运用excel软件分别对每个街区每年发生的应急事件的次数进行统计