應(yīng)急運(yùn)輸路徑選擇問題的優(yōu)化研究.pdf

1、近年來(lái)，全球變暖，冰雪消融，環(huán)境日益惡劣，自然災(zāi)害發(fā)生較為頻繁。生態(tài)環(huán)境和自然環(huán)境的逐步惡化導(dǎo)致了人類居住條件和生活質(zhì)量的下降。中國(guó)地勢(shì)廣闊，洪水、臺(tái)風(fēng)、泥石流、地震等自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅到人們生命財(cái)產(chǎn)安全，甚至造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，給人們的正常生活帶來(lái)了消極影響。為此，政府建立合理高效的減災(zāi)方案，確保救援體系的運(yùn)作效率，最大限度的降低自然災(zāi)害帶來(lái)的損失顯得極為重要。應(yīng)急運(yùn)輸車輛路徑的選擇是讓救援物資及時(shí)準(zhǔn)確到位的關(guān)鍵所

2、在，然而，應(yīng)急背景下的路徑優(yōu)化較為復(fù)雜，比如需要考慮到達(dá)各個(gè)受災(zāi)點(diǎn)的時(shí)間，路徑的連通性，車輛的調(diào)配情況等因素，所以該問題隸屬于多目標(biāo)優(yōu)化的問題。
　　基于上面的考慮，本文首先對(duì)車輛路徑問題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了回顧，然后對(duì)涉及到的基本理論知識(shí)做了介紹，主要包括車輛路徑問題的分類和模型，應(yīng)急車輛路徑的因素分析，遺傳算法和多目標(biāo)優(yōu)化的基本方法。在此基礎(chǔ)上，以自然災(zāi)害為背景，根據(jù)應(yīng)急物流的特點(diǎn)，針對(duì)不同環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的有

3、關(guān)知識(shí)，建立了兩個(gè)不同的模型。模型一主要考慮了震后路網(wǎng)的動(dòng)態(tài)變化情況，根據(jù)一個(gè)救援中心運(yùn)輸物資到達(dá)一個(gè)受災(zāi)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將車輛行駛速度設(shè)定為隨著時(shí)間而連續(xù)遞減的函數(shù)，建立了以時(shí)間最小化和道路連通可靠性最大化為目標(biāo)的優(yōu)化模型。針對(duì)一個(gè)救援中心對(duì)多個(gè)受災(zāi)點(diǎn)實(shí)施救援的情況，第二個(gè)模型建立了帶有硬時(shí)間窗限制的雙目標(biāo)優(yōu)化模型，目標(biāo)函數(shù)是優(yōu)化路徑行駛距離和投入使用的車輛數(shù)。
　　結(jié)合各個(gè)模型所具有的特點(diǎn)，本文從不同的角度分別對(duì)其進(jìn)行了求解。模

4、型一的算例分別設(shè)計(jì)了帶有21個(gè)節(jié)點(diǎn)和31個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖，將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題來(lái)求解，遍歷了圖中所有的有效路徑，設(shè)置了不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行比較，找到了加權(quán)決策效用值最大時(shí)對(duì)應(yīng)的路徑。鑒于遺傳算法在處理復(fù)雜問題時(shí)具有的潛在有效性，模型二運(yùn)用了前向插入法產(chǎn)生初始解，選取擂臺(tái)法則構(gòu)造Pareto最優(yōu)解集，設(shè)計(jì)了多目標(biāo)遺傳算法，算例借鑒了Solomon數(shù)據(jù)集中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，得到了滿意解，驗(yàn)證了求解思路的可行性和有效性。本文為應(yīng)急管理人員在自然