城市应急救援车辆调度模型与方法研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1.2国内外研究现状及评价城市内突发事件下的应急救援车辆调度问题包括救援车辆的需求预测问题、出救点选择问题和救援车辆的最短路径问题等，大体可概括为两类，即应急救援物资调度问题和应急救援车辆路径选择问题。针对这两方面问题，国内外一些学者都进行了一定研究，取得了一些有意义的研究成果，下面分别从这两方面进行综述。1.2.1国外研究现状1.2.1.1应急救援物资调度方面国外对应急救援物资调度问题的研究开展的比较早，取得了一些有价值的研究成果，多位学者针对大规模、多运输方式的应急救援物资调度问题进行了研究。Barbarosoglu提出了一个两阶段多运输方式、多种类的货物网络

2、流模型，模拟了救援物资的运输计划，解决了在第一轮救援活动中没有得到灾情详细数据的情况下，物资供应与需求不平衡的问题[1]。Haghani等将应急物资运输调度描述为有时窗限制的多物品多模式网络流问题，该研究假定物品和车辆可以完全满足需求，目标是使运输成本最小，给出了两种求解方法，并用案例验证了交互式启发算法更为准确和快速[2]。Fiedrich等探讨了在时间、资源的数量和质量有限的情况下，通过资源的有效使用提高救援的质量，使死亡人数最小，给出了地震后向多个受灾地点分配和运输资源的调度优化模型[3]。Linet和Ediz把紧急状态下的物资调配问题抽象为多商品、多模式的网络流问题，把未满足需求的物资

3、数量最小作为优化目标，建立了整个问题的混合整数规划模型，用贪婪式算法对模型进行了求解，并以土耳其大地震中的物资紧急调配为例，对模型进行了检验[4]。对于运用某种特定交通运输方式进行大规模应急物资调度的研究，Gulay等提出了一种分层多标准的方法解决直升机在救灾中的调度问题，使派遣的直升机和飞行员数目在满足需求下成本最低[5]。SyozoKubo等提出了由一定数量的气垫船组成的灾后急救运输系统，并对1995年的神户地震进行了救援仿真[6]。针对城市内的应急物资运输调度问题，Jae研究了如何分配有限的资源将受伤人员运输到医院，目标是使受伤人员存活数最大[7]。Rathi研究了在紧急状态下物资供应问

4、题的线性规划模型，在该模型中源点与目的点之间的-2-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文路线以及在每条路线上货物运输量都是预先定义好的，解决的是每条线路上分配的最优运输车辆数量问题，这个问题实际可演化成商业物流中多车场情况下集货与送货一体化的车辆调度问题[8]。GeorgeF.List在放射性危险品运输优化模型中引入了应急问题，在他的模型中，总是离事发点最近的救援点参与出救，没有考虑单个救援点不能满足需求时的情况[9]。1.2.1.2应急救援车辆路径选择方面城市内紧急状态下的车辆调度问题的关键之一就是在城市路网中选择从救援点到事发点的最优路径。而车辆路径问题是在国内外受到广泛重视的一个问题，其研究领

5、域跨越了运筹学、应用数学、图论、计算机应用等学科，有很多比较成熟的理论。在车辆路径动态寻优方面，Jean-Yves等研究了带有时间窗的动态车辆路径和行程安排问题，同时考虑了实时客户需求和动态出行时间。定义了不同的反应派遣策略和通过设置一个“容忍”参数来进行比较[10]。EliseMiller-Hooks研究了车辆在路网中行驶的行程时间，根据实际情况不断变化的情况，利用重新优化的算法能使计算时间得到显著的减小[11]。还有很多学者从算法上对车辆路径问题进行优化，使路径寻优时间大幅度降低。应急救援车辆的路径选择问题和其他车辆的最短路选择问题的本质区别是要寻求一个时间最短路，把运费、距离等经济因素放

6、在第二位。Hadas.Y等考虑了事故种类的不同(交通事故、火灾和安全事故)对应急车辆路径选择算法的影响，其中交通流量是动态的，整个算法是基于k-最短路算法和仿真环境来实现的[12]。NesrinBasoz等人研究了一个基于GIS的应急响应网络分析计划，并开发了T-RoutER加快地震后交通路径安排，在起点和终点之间的关键路径是基于Dijkstra的最短路径算法，这一网络分析计划可以确定多起点对多终点间的关键路径[13]。LinetOzdamar将应急救援车辆调度问题转化为网络规划问题，采用多阶段网络流来分析应急车辆调度，使用Lagrangean松弛技术等精确算法研究小规模的救援车辆调度[4]。

7、Kim、Haghani等研究了应急救援车辆动态最短路径导行问题[14,15]。StefanP考虑了发生突发事件时，由于交通阻塞或者中断引起道路路段权值发生变化情况下，车辆路径的重新优化问题[16]。-3-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1.2.2国内研究现状在应急物资调度方面，国外的研究相对成熟，国内学者则更多是在理论层面上定性讨论应急物流的特点、保障机制、组织形式等问题，在定量研究方面相对较少。1