不确定环境下的地震应急救援路径优化研究

《不确定环境下的地震应急救援路径优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、不确定环境下的地震应急救援路径优化研究-工程论文不确定环境下的地震应急救援路径优化研究程国萍CHENGGuo-ping；陈德旭CHENDe-xu；关贤军GUANXian-jun（同济大学经济与管理学院，上海200092）摘要：针对地震应急救援的特点，引入不确定理论，在地震灾害的背景下，研究震后动态网络环境下的应急救援路径选择问题。用不确定变量表示网络中各路段的破坏程度，综合考虑路径破坏程度及车辆路径连续性等约束条件，以救援时间最短为目标，基于不确定理论建立了动态优化模型，并用改进的遗传算法求解，最后设计算例验证了模型和算法的有效性。关键词：地震应急救援；不确定理论；车辆路径问题

2、；遗传算法中图分类号：P315.9文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）17-0175-04基金项目：国家自然科学基金（71272047）；浦江人才计划（13PJC100）。作者简介：程国萍（1964-），女，上海人，博士，副研究员，研究方向为战略管理和公共关系；陈德旭（通讯作者）（1991-），男，吉林白山人，硕士生，研究方向为应急管理；关贤军（1972-），男，湖北仙桃人，博士，副教授，研究方向为应急管理和工程管理。0引言地震是最严重的自然灾害之一。地震作为一种常见的重大突发事件，其具有突发性、不确定性、巨大破坏性、连锁性等特点。然而近年来地震等自然灾害频发

3、，且有逐年上升的趋势。[1-2]唐山地震、汶川地震、印度洋地震、玉树地震、海地地震、雅安地震都造成了交通系统的破坏以及无数的生命财产损失。地震一旦发生，灾区会有大量的人员伤亡，在短时间内有爆炸性的应急物资需求，但同时交通运输系统也会遭到一定程度的破坏。如果通往灾区的道路中断,救援队伍不能及时到达灾区,就会给震后救援和疏散带来很大的困难。[3-6]所以，应急救援物资的运输是救援工作的重中之重,而应急救援物资运输车辆的调度问题是确保这一项工作顺利进行的关键。动态车辆路径问题（DynamicVihicleRoutingProblem，简称DVRP）是运筹学领域的热门问题，但应急物流中

4、的DVRP问题研究还不够成熟[7-13]。在SaschaWohlgemuth，RichardOloruntoba，UweClausen[14]的研究中，当每个点既有可能成为出救点、又有可能成为受灾点时，以延迟时间最小和系统利用率最高为目标，建立了多阶段整数规划模型解决了随机需求的情况。MinWena，Jean-Franc-oisCordeau，GilbertLaporte，JesperLarsen[15]研究了在多时段情况下，一个车场配送多个客户的问题，客户需求和服务时段都是动态的，并以最小化运送费用和客户等待时间为目标，通过整数线性规划得出最优解。李妍峰，高自友，李军[16]

5、研究了实时交通信息条件下的城市动态网络车辆路径优化问题，考虑了常发性交通拥堵和偶发性交通拥堵两种情况，最后提出了一套初始路线安排和实时路线调整的规划方法。马祖军，胡萍[17]设计了一种实时、时变交通信息的结合策略，以救援时间最短为目标，利用虚拟处救点和滚动时域策略建立了CERFSVRP模型，通过改进后的遗传算法进行求解。但以上学者并未对动态网络中路段的不确定性进行深入研究，而地震中的交通网络可能随时会受到破坏，因此整个网络具有非常大的不确定性，且每条线路发生破坏的概率及程度无法通过历史数据获得，所以不能用常规的随机或者模糊方法来处理，在此我们引入不确定理论来处理此问题。Liu[

6、18-20]在2007年创立了不确定理论，之后大量的学者加入了研究，时至今日，不确定理论已经成为一个完整的数学系统，并应用到物流、金融、网络、数据挖掘和控制等一系列领域。当我们无法拥有充足的样本和历史数据，甚至连观测数据都暂时无法获得时，就不能应用概率论，不得不邀请该领域的专家给出他们对事件发生的信度，进而得出信度函数及其分布，应用不确定理论处理问题。本文将拟研究单出救点、单受灾点的网络布局，用不确定变量来刻画每条路段受灾后的破坏程度，研究不确定条件下的网络动态规划。1不确定理论不确定理论由Liu[18-20]于2007年提出，其目的旨在解决不确定问题。不确定测度是不确定理论的

7、基础，该理论是具有规范性、自对偶性、单调性、次可加性和乘积测度公理的数学系统。不确定理论已经发展为数学的一个分支，是研究不确定问题的强大数学工具。不确定理论在国内外专家学者的共同推动下飞速发展，在理论研究和应用研究上取得了一定的成就。由Liu在[18-20]中提出：1.1不确定测度1.2不确定变量定义1.2：若ξ是从不确定空间（Γ，Λ，M）到实数集R的可测函数，若对任意Borel集B，集合{ξ∈B}={γ∈Γ│ξ（γ）∈B}是一个事件，则称ξ是（Γ，Λ，M）上的不确定变量。1.3不确定分布定