面向設施繁忙的應急車輛可靠性選址模型研究.pdf

1、近些年來，隨著我國現代化進程的推進與社會經濟的日益發(fā)展，城市在國民經濟和社會發(fā)展中越來越顯示出其重要性，與此同時，城市發(fā)生突發(fā)事件的形勢也日趨嚴峻。因此，為了抵御突發(fā)事件帶來的危害，如何合理配置和布局應急救援力量已成為政府管理人員需要關注與考慮的問題之一。應急車輛，作為重要的應急服務資源，其合理的布局選址是應急系統(tǒng)為應急服務需求點提供及時、有效服務的前提。
　　布局選址問題的一個主要發(fā)展方向是將規(guī)劃階段（靜態(tài)問題）與運行階段（動態(tài)

2、問題）相互結合。所謂動態(tài)問題是指，在設施運行階段，應急車輛管理存在設施繁忙、設施失效等不可靠的情況。本文即以面向設施運行繁忙環(huán)境下的應急車輛可靠性布局配置為對象展開研究，建立了一種用于應急車輛選址的、考慮無限隊長系統(tǒng)的混合整數規(guī)劃運籌學模型，同時針對模型特點設計了相應的遺傳算法。并且，以新疆維吾爾自治區(qū)某城區(qū)的應急車輛規(guī)劃為實證案例，對模型、算法及其計算結果進行了驗證與討論。主要研究內容及取得的結論如下:
　　1、通過三個服務單元

3、的城市案例，對超立方模型的理論基礎、數學結構、基本概念、模型的建立與求解方法進行了深入的介紹與分析。在最優(yōu)化選址問題中，超立方體模型可以用來分析與評價選址結果。超立方體模型首先建立服務單元工作狀態(tài)的空間集合，之后在排隊論的基礎上確定系統(tǒng)的狀態(tài)躍遷情況，然后進一步建立線性方程組，最后求出各工作狀態(tài)的概率。以這些概率為基礎計算出各項系統(tǒng)性能測度，從而實現對選址結果的分析與評價。
　　2、利用Visual C＃.NET編程語言與ArcG

4、IS Engine組件設計開發(fā)了一套用于城市應急車輛配置的決策支持系統(tǒng)，并結合新疆維吾爾族自治區(qū)某城區(qū)消防車輛配置方案的實例，介紹了超立方體在該系統(tǒng)中的應用情況。這一系統(tǒng)以規(guī)劃階段的車輛布局和運行階段的車輛動態(tài)配置為基礎，旨在有效配置應急車輛資源、減少響應時間。其中，超立方體模型主要應用在應急車輛工作評價情況模塊。案例的計算結果顯示，在配置方案中，三個站點工作負荷在0.5左右，平均工作負荷為0.46;3個站點的域間服務頻率均低于0.35

5、，表明配置方案的運行指標良好，選址與工作分配比較合理;超立方體模型在系統(tǒng)中實現了工作評價的功能。
　　3、建立了基于無限隊長的非均質應急車輛選址模型，用于解決面向設施繁忙的應急車輛可靠性選址問題。該數學模型是以全區(qū)域平均出行時間最小化為目標函數進行車輛的最優(yōu)化選址;該模型基于無限隊長系統(tǒng)的超立方體模型，以確保排隊系統(tǒng)中的客戶不被忽略。同時，提出了基于對數函數與事件到達率的上行躍遷率的計算方法以及基于出行時間的下行躍遷率的計算方法，

6、在此基礎上進一步提出了用于求解該數學模型的遺傳算法，并利用MATLAB軟件編寫了求解程序。
　　4、以新疆維吾爾自治區(qū)某城區(qū)消防部門應急車輛站點選址為研究案例，利用相關部門提供的數據（規(guī)劃區(qū)域地圖、消防事件的時空分布以及出行時間），采用構建的數學優(yōu)化模型確定了三個消防車輛站點的位置，并計算得到了應急系統(tǒng)的相關性能測度。并且以不同的事件到達率作為輸入條件，將該模型與其他選址優(yōu)化模型進行了對比計算。此外，還進一步研究了不同的事件到達率