應急運輸路徑選擇問題的優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，全球變暖，冰雪消融，環(huán)境日益惡劣，自然災害發(fā)生較為頻繁。生態(tài)環(huán)境和自然環(huán)境的逐步惡化導致了人類居住條件和生活質(zhì)量的下降。中國地勢廣闊，洪水、臺風、泥石流、地震等自然災害時有發(fā)生，嚴重威脅到人們生命財產(chǎn)安全，甚至造成了巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡，給人們的正常生活帶來了消極影響。為此，政府建立合理高效的減災方案，確保救援體系的運作效率，最大限度的降低自然災害帶來的損失顯得極為重要。應急運輸車輛路徑的選擇是讓救援物資及時準確到位的關鍵所

2、在，然而，應急背景下的路徑優(yōu)化較為復雜，比如需要考慮到達各個受災點的時間，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優(yōu)化的問題。
　　基于上面的考慮，本文首先對車輛路徑問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了回顧，然后對涉及到的基本理論知識做了介紹，主要包括車輛路徑問題的分類和模型，應急車輛路徑的因素分析，遺傳算法和多目標優(yōu)化的基本方法。在此基礎上，以自然災害為背景，根據(jù)應急物流的特點，針對不同環(huán)境下的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，運用運籌學的有

3、關知識，建立了兩個不同的模型。模型一主要考慮了震后路網(wǎng)的動態(tài)變化情況，根據(jù)一個救援中心運輸物資到達一個受災點的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，將車輛行駛速度設定為隨著時間而連續(xù)遞減的函數(shù)，建立了以時間最小化和道路連通可靠性最大化為目標的優(yōu)化模型。針對一個救援中心對多個受災點實施救援的情況，第二個模型建立了帶有硬時間窗限制的雙目標優(yōu)化模型，目標函數(shù)是優(yōu)化路徑行駛距離和投入使用的車輛數(shù)。
　　結(jié)合各個模型所具有的特點，本文從不同的角度分別對其進行了求解。模

4、型一的算例分別設計了帶有21個節(jié)點和31個節(jié)點的網(wǎng)絡圖，將多目標問題轉(zhuǎn)化為單目標問題來求解，遍歷了圖中所有的有效路徑，設置了不同的實驗參數(shù)進行比較，找到了加權決策效用值最大時對應的路徑。鑒于遺傳算法在處理復雜問題時具有的潛在有效性，模型二運用了前向插入法產(chǎn)生初始解，選取擂臺法則構(gòu)造Pareto最優(yōu)解集，設計了多目標遺傳算法，算例借鑒了Solomon數(shù)據(jù)集中的部分數(shù)據(jù)，得到了滿意解，驗證了求解思路的可行性和有效性。本文為應急管理人員在自然