城市应急服务设施选址模型与算法研究

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1、管理学博士学位论文城市应急服务设施选址模型与算法研究刘万宇哈尔滨理工大学2016年6月国内图书分类号：X43管理学博士学位论文城市应急服务设施选址模型与算法研究博士研究生：刘万宇导师：罗晓光申请学位级别：管理学博士学科、专业：管理科学与工程所在单位：管理学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：X43DissertationfortheDoctorDegreeinEngineeringModelsandAlgorithmsStudyforCityEmergencyServiceFacilityLocationCandidate：LIU

2、wanyuSupervisor：LUOxiaoguangAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofManagementSpecialty：ManagementScienceandEngineeringDateofOralExamination：June，2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学博±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博±学位论文《城市应急服务设施选化模型与算法研巧》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读博古学位期间独立进行研究工作所取得的

3、成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名；刮巧奇日期；於／／年八曰／哈尔滨理工大学博：ｔ学位论文使用授权书《城市应急服务设施选址模型与算法研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读博±学位期间在导师指导下完成的博上学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨。理工大学所有，本论文的研究内容不得其它单位的名义发表本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本。，允许论文被查阅和

4、借阅本人授权哈尔滨理工大学可。采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容本学位论文属于保密□在年解密后适用授权书。不保密。吐（请在上相内打Ｖ）作者签名：劝財日期兴年月／／曰７导师签名；日期办年月曰７＾摘要城市应急服务设施选址模型与算法研究摘要城市是一个区域中社会人流、物流、资金流、技术流、信息流最为集中的地方，受气候、地质以及社会等因素的影响，它无时无刻不面临着突发事件的挑战。特别是，随着我国城市的快速发展和扩张，城市各种突发事件的发生频率越来越高，应急服务需求在不断地产生和变化，强化城市应对突发事件的应急管理能力已经迫在

5、眉睫。正确地选择应急服务设施位置是提高城市应急管理能力的基础，然而，我国许多城市现有的应急服务设施的有效覆盖域已经难以满足对突发事件进行有效应急管理的要求，如何改造旧城区原有应急服务设施布局，如何为城市新区建设必要的应急服务设施，同时优化新建应急服务设施的布局是当前城市规划和建设过程中迫切需要解决的问题。论文对国内外关于突发公共事件及城市应急管理的相关理论进行了分析与梳理，发现现有应急服务设施选址模型在解决选址公平性、效率性和经济性的问题上还存在一些不足，同时一些模型求解算法的求解效果还有提高的空间。论文对城市突发事件的特征进行了分析，重点探讨了应急服务设施范畴和分类问题，并结合

6、现代城市发展、建设和运行的特征，提出了城市应急服务设施选址的特征和基本要求。论文分析了应急服务设施选址的目标、原则及其影响因素，提出了应急服务设施选址模型构建的公平性、效率性和经济性问题，奠定了后续选址模型构建和求解的基础。论文随后探讨了应急服务选址的模型构建和模型求解问题。针对城市应急服务设施选址的公平性，提出选址的公平性可以通过最小化城市应急服务设施点与需求点间的最大距离实现，由此构建了城市应急服务设施选址的修正P-中心模型。针对此模型的特点，论文通过引入非随机抽样策略和谱聚类的思想设计了ASC和ASCFLP算法以求解该模型，并通过数据模拟检验了ASC和ASCFLP算法相对于

7、k-means和NYSC算法的优势。针对效率性问题，论文提出可通过最大化应急服务设施点覆盖的应急需求点的规模来实现，并以城市应急服务设施覆盖的需求点的数目为目标函数，构建了一个修正最大覆盖模型。提出了求解该模型的聚类集成谱算法ESC和ESCCFLP，在UCI数据集上的测试，检验了ESC算法相对于k--I-哈尔滨理工大学博士学位论文means和KBLANM算法在性能上的优势。在GIS生成的城市需求点数据集合上的实验结果表明，ESCCFLP算法能够有效地提高应急服务设施的服务效率，从