面向設(shè)施繁忙的應(yīng)急車輛可靠性選址模型研究.pdf

1、近些年來(lái)，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，城市在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中越來(lái)越顯示出其重要性，與此同時(shí)，城市發(fā)生突發(fā)事件的形勢(shì)也日趨嚴(yán)峻。因此，為了抵御突發(fā)事件帶來(lái)的危害，如何合理配置和布局應(yīng)急救援力量已成為政府管理人員需要關(guān)注與考慮的問(wèn)題之一。應(yīng)急車輛，作為重要的應(yīng)急服務(wù)資源，其合理的布局選址是應(yīng)急系統(tǒng)為應(yīng)急服務(wù)需求點(diǎn)提供及時(shí)、有效服務(wù)的前提。
　　布局選址問(wèn)題的一個(gè)主要發(fā)展方向是將規(guī)劃階段（靜態(tài)問(wèn)題）與運(yùn)行階段（動(dòng)態(tài)

2、問(wèn)題）相互結(jié)合。所謂動(dòng)態(tài)問(wèn)題是指，在設(shè)施運(yùn)行階段，應(yīng)急車輛管理存在設(shè)施繁忙、設(shè)施失效等不可靠的情況。本文即以面向設(shè)施運(yùn)行繁忙環(huán)境下的應(yīng)急車輛可靠性布局配置為對(duì)象展開研究，建立了一種用于應(yīng)急車輛選址的、考慮無(wú)限隊(duì)長(zhǎng)系統(tǒng)的混合整數(shù)規(guī)劃運(yùn)籌學(xué)模型，同時(shí)針對(duì)模型特點(diǎn)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的遺傳算法。并且，以新疆維吾爾自治區(qū)某城區(qū)的應(yīng)急車輛規(guī)劃為實(shí)證案例，對(duì)模型、算法及其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證與討論。主要研究?jī)?nèi)容及取得的結(jié)論如下:
　　1、通過(guò)三個(gè)服務(wù)單元

3、的城市案例，對(duì)超立方模型的理論基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)、基本概念、模型的建立與求解方法進(jìn)行了深入的介紹與分析。在最優(yōu)化選址問(wèn)題中，超立方體模型可以用來(lái)分析與評(píng)價(jià)選址結(jié)果。超立方體模型首先建立服務(wù)單元工作狀態(tài)的空間集合，之后在排隊(duì)論的基礎(chǔ)上確定系統(tǒng)的狀態(tài)躍遷情況，然后進(jìn)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(chǔ)計(jì)算出各項(xiàng)系統(tǒng)性能測(cè)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)選址結(jié)果的分析與評(píng)價(jià)。
　　2、利用Visual C＃.NET編程語(yǔ)言與ArcG

4、IS Engine組件設(shè)計(jì)開發(fā)了一套用于城市應(yīng)急車輛配置的決策支持系統(tǒng)，并結(jié)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(shí)例，介紹了超立方體在該系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。這一系統(tǒng)以規(guī)劃階段的車輛布局和運(yùn)行階段的車輛動(dòng)態(tài)配置為基礎(chǔ)，旨在有效配置應(yīng)急車輛資源、減少響應(yīng)時(shí)間。其中，超立方體模型主要應(yīng)用在應(yīng)急車輛工作評(píng)價(jià)情況模塊。案例的計(jì)算結(jié)果顯示，在配置方案中，三個(gè)站點(diǎn)工作負(fù)荷在0.5左右，平均工作負(fù)荷為0.46;3個(gè)站點(diǎn)的域間服務(wù)頻率均低于0.35

5、，表明配置方案的運(yùn)行指標(biāo)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(shí)現(xiàn)了工作評(píng)價(jià)的功能。
　　3、建立了基于無(wú)限隊(duì)長(zhǎng)的非均質(zhì)應(yīng)急車輛選址模型，用于解決面向設(shè)施繁忙的應(yīng)急車輛可靠性選址問(wèn)題。該數(shù)學(xué)模型是以全區(qū)域平均出行時(shí)間最小化為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行車輛的最優(yōu)化選址;該模型基于無(wú)限隊(duì)長(zhǎng)系統(tǒng)的超立方體模型，以確保排隊(duì)系統(tǒng)中的客戶不被忽略。同時(shí)，提出了基于對(duì)數(shù)函數(shù)與事件到達(dá)率的上行躍遷率的計(jì)算方法以及基于出行時(shí)間的下行躍遷率的計(jì)算方法，

6、在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了用于求解該數(shù)學(xué)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(yīng)急車輛站點(diǎn)選址為研究案例，利用相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)（規(guī)劃區(qū)域地圖、消防事件的時(shí)空分布以及出行時(shí)間），采用構(gòu)建的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型確定了三個(gè)消防車輛站點(diǎn)的位置，并計(jì)算得到了應(yīng)急系統(tǒng)的相關(guān)性能測(cè)度。并且以不同的事件到達(dá)率作為輸入條件，將該模型與其他選址優(yōu)化模型進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算。此外，還進(jìn)一步研究了不同的事件到達(dá)率