顾及地理网络特征的城市消防站布局渐进优化

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1、消防车在该道路上行驶时所耗费的时间。消防站布局优化就是要从C小选出最住子集，在规定时间内沿时间最短路径满足D屮所有结点的需求，同时确定该子集小每个中心服务于D中哪些结点。12消防站布局优化地理网络的概念描述消防站布局优化地理网络模型的匸要元素如图1所示迭必选中心弧段消防站布局优化地理网络模型GeographicalNetworkModelofFireStationLocationOptimization道路上的双方向的行驶时间'2丿。网络结点表示道路的端点。站点是网络上所有消防需求点，是消防站服务的对象。屮心是消防站所在

2、地，包括城市已冇消防站及规划新建消防站候选点。中心的属性有资源容量、障碍限度和可选性质三种。根城市消防站城市消防规划在城市建设和发展屮具有重要意义，其小，消防站布局规划尤为重要，其内容包括消防站的选址和消防站责任区的划分。山于中国早期的城市建设大多对消防规划关注不够，消防站选址、消防站责任区的划分大多仅依据经验进行，再加上经济实力不足等诸多原因，因此,冃前的中国大多数城市特别是IU城区，均不同程度地存在消防站布点稀、责任区曲积过人、站址选择较随意等问题，消防延时相当突出⑴o木文在充分利用地理网络模型和GIS空间分析方法的

3、前提F，建立了城市消防站最优化布局的数据处理算法，实例证明该方法是有效的。d1消防站布局优化网络模型1.1消防站布局优化地理网络的几何描述在GIS网络分析屮，将地理网络映射为一个有向图。为了得到消防站的最优化布局，可将该地理网络映射茫&B；E,遶杓歿涉地理网络弧段表示城区内各级道路，其属性为有向赋权图；V表小•网络上的所有结点堤道路-信息为弧段双向权值，即消防车消防出动时在该的端点;E表示网络上的所有弧段的集含，是消防车行驶的道路；D表示网络上所有消防盂求点的集合,消防需求点是消防行车的终点,若网络上所冇结点都冇消防需求

4、,则oiiV相等;C表示网络上的所冇中心，即已冇消防站站址和候选消防站站址，是消防行车的起点,He是弧段的权值，即收稿日期:2005202210o项目来源:国家自然科学基金资助项I」(50309013)o据实际消防情况，木模型屮屮心无容最限制,其障碍限度为中心最大服务范围，设为5min,•如果城区内己建若干消防站，则将己建消防站所在结点设为必选屮心，将规划新建消防站候选点设为可选中心。拐角是消防车在道路交叉口的转弯，其主耍属性是拐角的阻碍强度，即转弯处车辆的滞流吋间。根据消防规定，消防布在消防出动吋不受红绿灯影响，因此一

5、般拐角的阻碍强度为0,但在城市交通严重阻塞的路口，应根据实际阻滞情况设置拐角阻碍强度。2消防站布局优化方法21数学模型假设研究区域内有H个需求点，q个已知供应点(q^)),加个候选供应点，k个约束点,每个供应点的最大服务时间为fo。现要从加个候选点小选出P个供应点S值未定)满足盂求，要求在p值最小的情况下，所有供应点的服务能够覆盖到区域内的所有需求点，每个需求点/由离其最近的供应点j按最短时间路径提供服务，供应点丿与k个约束点之间的距离不能小于d.,每个供应点j的责任区为以英为中心按时间最短路径服务吋间不超过"的所有需求

6、点的集合,则有；目标函数:mn(p),S(j)={=min；约束条件y=1,/=>!,■•>4醴・S、'0

7、i图,用渐进法确定新建消防1丿建立城市消防站布局优化的地理网络，依据地理网络计算出各点对之间的最短服务时间，建立最短服务时间矩阵口,并确定各点对Z间的最短时间路径；2)对己建消防站的负荷状况进行评价，即根Fig.2FlowChartofUrbanFireStationLocationOptimization站数量p初始值（p值可稍偏大），同时确定初始新建消防站位置及其责任区范围；4丿对（q+p）个责任区，依据地理网络，求解其中心点并重新划分责任区；5丿若责任区不能覆盖全区，用迭代法修正站址，宜至可覆盖全区，•否则转入下一

8、步；6）渐进逼近〃值，即逐渐减少。值，重复以上步骤，直至”值若再减小，其责任区便不能覆盖全区，得到的卩值即为规划新建消防站数量的初步解算结果；7）对得到的°个消防站址，用约束条件djk沏（消防站站址与人员密集的公共建筑和场所的距离不应小于50⑹检验，若满足，即为最终结果;若不满足.则修」E不满足条件的站址；8丿最示得