危险品运输网络的可靠性博弈分析及减灾系统研究

论文摘要

由于危险品具有易燃、易爆、毒害等特殊物理和化学特性,一旦承运这些货物的车辆在运输过程中发生泄漏、火灾或爆炸等事故,不仅会给事故沿线居民的生命健康和财产安全造成不可挽回的伤害,还有可能对周围生态环境造成重大损失。因此,如何确保道路危险品运输安全,降低事故风险,对保障人民群众生命财产安全及社会稳定具有重要理论和实际意义。论文首先对路网的可靠性以及危险品运输路网的可靠性进行分析,接着研究危险品运输网络可靠性失效的形成机理,以及影响危险品运输路网可靠性的五个因素：人的不安全行为、危险品理化特性、机械的不安全状态、环境因素、安全管理因素,最后从预防的角度研究运输路径的先期优化原理。研究危险品运输过程中,政府相关的监管部门与危险品运输企业博弈问题。由于信息不对称,在博弈过程中,政府与危险品承运人经过多次博弈最后达到平衡。对危险物品运输网络的设计进行了分析,政府和危险品运输企业的双层约束条件下,在此基础上兼顾政府期望的风险和危险品运输企业期望的成本上不同的利益目标,建立一个双层规划模型,根据非合作博弈论的相关理论设计启发式算法进行求解。危险品运输路网破坏者和危险品运输承运人可靠性博弈模型,斯塔克伯格-纳什模型和部分合作性博弈模型,对他们的联系和功能进行了分析和验证；给出在什么样的情况下不合作博弈可以给出最坏情况下的解决方案；（1）破坏者进行联合后对危险品运输路网出行成本可靠性的影响（2）如果在路网中加一条路线,所有用户的期望出行成本和出行成本的可靠性都变得更糟的悖论现象；接着在通过从投资方面提高危险品运输路网可靠性方面提出了一个二阶段随机规划,第一阶段找出需要投资的危险品运输路段,第二阶段危险品运输路网中O D对之间的最小遍历成本,可靠性成为了目标函数的因子。利用最短路径的算法把原来的问题推导成另外一种等价形式。通过放松对投资变量的整数限制和对泰勒展开式的应用,得到一个多元线性函数,即为投资边际效益问题。最后对危险品发生事故后从人员疏散、车辆疏散、应急物资调度优化方面建立模型,并通过相关算法对模型进行求解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 研究的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 路网可靠性文献综述
• 1.3.2 危险品运输路网可靠性研究
• 1.3.3 危险品运输路网减灾系统研究综述
• 1.3.4 文献评析
• 1.4 研究的方法
• 1.5 论文研究内容及技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究的技术路线
• 第2章 危险品运输网络可靠性分析及度量
• 2.1 危险品路网可靠性分析
• 2.1.1 危险品路网可靠性
• 2.1.2 影响危险品运输路网可靠性的运输事故分析
• 2.2 危险品运输网络可靠性失效的形成机理
• 2.2.1 危险品运输路网可靠性影响因素——“5M”因素
• 2.2.2 影响危险品运输路网可靠性机理研究
• 2.3 危险品运输路网的先期优化原理
• 2.4 本章小结
• 第3章 危险品承运人与政府的网络可靠性博弈研究
• 3.1 模型建立及推导
• 3.2 危险品承运人与政府动态博弈路网可靠性设计研究
• 3.2.1 问题描述
• 3.2.2 算法
• 3.2.3 算例
• 3.3 本章小结
• 第4章 危险品承运人与破坏者的危险品运输路网可靠性博弈研究
• 4.1 模型的建立及推导
• 4.2 基于投资提高危险品运输路网可靠性研究
• 4.2.1 研究的背景
• 4.2.2 模型的建立
• 4.2.3 目标函数的结构特性
• 4.2.4 扩展到多OD对情形
• 4.3 本章小结
• 第5章 危险品运输网络可靠性失效后的应急减灾研究
• 5.1 危险品路网可靠性失效后人员疏散模型及算法研究
• 5.1.1 基于动力学危险品泄漏后人群动态疏散研究
• 5.1.2 模型建立
• 5.1.3 粒子群算法
• 5.1.4 算例
• 5.2 危险品运输路网可靠性失效后灾区车辆疏散的若干模型研究
• 5.2.1 危险品泄漏事故后动态路网应急疏散研究
• 5.2.2 区域危险品泄漏事故后元胞路网疏散模型研究
• 5.3 危险品运输路网可靠性失效后灾区应急物资调度的模型
• 5.3.1 基于模糊路网和时间依赖的应急车辆调度优化研究
• 5.3.2 危险品事故泄漏模糊路网应急资源优化研究
• 5.3.3 基于大规模危险品扩散后软时间窗应急LRP研究
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的论文