基于非合作博弈的应急车辆调度与再配置

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1、基于非合作博弈的应急车辆调度与再配置第44卷第3期2016年3月华南理工大学学报（自然科学版）JournalofSouthChinaUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Vol.44No.3Mar7>

2、再配置于救援站点，有利于对潜在事故的快速响应.文中采用双层规划理论和非合作博弈理论建立应急车辆调度与再配置模型.上层模型在事故需求和救援时间窗约束下，最小化当前事故响应时间；下层模型将各救援站点视为非合作博弈的局中人,综合考虑车辆再配置时间和救援站覆盖区域潜在风险，确定局中人的收益函数，将优化再配置策略转化为寻求非合作博弈的纳什均衡.然后，提出一种层次混合蛙跳算法，其中上层算法用于求解约束单目标规划问题，下层算法用于求解非合作博弈模型.求解事故算例证明了应急车辆调度与再配置模型的合理性和层次混合蛙跳算法的有效性.关键词：应急车辆;调度算法;资源配置;博弈论中图

3、分类号：X951doi：10.3969/j.issn.1000-565X.2016.03.016高速公路里程和路网密度的迅速增加、交通出行量和交通事故发生频率的急剧上升、交通安全形势的日趋严峻，对快速高效的事故应急救援能力提出了迫切需求.科学合理地调度有限的应急车辆是应急救援的关键问题，可有效减少事故损失.目前，应急车辆调度研究主要集中在调度建模方法和调度求解算法.调度建模方面，Yamada[1]提出仅考虑当前事故救援需求，应急资源调度决策可转化为路网最短路的求解，以选择事故最近出救点.何建敏等[2]针对单事故下多出救点选择问题，引入时间最短的概念，提出了单目

4、标、多目标等多种组合优化模型.戴更新等[3]将单资源调度扩展到多资源调度，以救援起始时间最早为目标，建立了多资源调度数学模型.Cartel??等[4]指出考虑未来事故需求，选择离事故点最近的出救点不一定是最优策略.Sherali等[5]将资源调度总成本定义为当前事故救援收稿日期：2015-05-11*基金项目：国家科技支撑计划项目（2011BAG07B05-2)成本和潜在事故救援机会成本的总和，建立了应急车辆调度的机会成本法模型.Ozbay等[6]针对潜在事故资源需求的随机性，引入服务质量概念，建立了一种带有概率型约束的整数规划模型，用以解决交通事故响应和资源

5、调配问题.Zhao等[7]针对机会成本模型中车辆速度和潜在事故概率的不确定性问题，引入削弱救援车速系数概念，修正了机会成本模型中的速度参数.杨继君等[]研究了在应急资源有限条件下的多灾点资源调度问题，考虑到各灾点利益的冲突性，建立了基于非合作博弈的应急资源调度模型.Yang等[9]建立了带区域覆盖约束的应急优化车辆调度模型，通过将空闲车辆重新配置于各救援站点的方法避免对潜在事故的救援延迟.调度求解算法方面，

6、tem：SupportedbytheNationalKeyTechnologyResearchandDevelopmentProgramoftheMinistryofScienceandTechnologyofChina(2011BAG07B05-2)作者简介：赵建东(1975-)，男，博士，副教授，主要从事交通安全与控制研究.E-mailzhaojdt^btu.educn第3期赵建东等：基于非合作博弈的应急车辆调度与再配置111算法，分别求解了基于静态和动态参数的车辆调度模型.刘芹等[12]设计了一种混合粒子群算法来实现车辆调度模型的求解.杨仁法等[13]运

7、用蚁群算法把时间窗约束转化为惩罚函数形式，求解了带时间窗约束的配送中心车辆调度问题.综述文献，国内外学者在应急车辆调度建模时已考虑车辆再配置.笔者在文献[1]中提出将救援站覆盖区域潜在风险作为关键约束，建立了应急车辆调度与再配置的多目标规划模型.接着，在文献[15]中分析了应急车辆调度和再配置两类目标间的层级关系，建立了双层规划模型.模型以当前事故响应时间最短为上层目标，应急车辆再配置时间最短为下层目标.进一步分析文献[8]、16-17]发现，非合作博弈理论在求解资源限制条件下的多灾点应急资源调度、作业车间任务调度及出租车调度等竞争问题时均体现了考虑各局中人之

8、间利益冲突的优点.因此，在文献[4-1