基于延缓时间的应急管理资源分配模型研究

论文摘要

近年来,应急管理的研究逐渐受到人们的重视,针对突发事件和应急管理的机理机制、风险评价、全生命周期、信息平台等各领域展开了讨论与探索。应急资源的分配也是各项研究中极为重要的部分,很多专家学者结合组合优化等数学工具,从不同的侧重点对其进行了深入的探讨。考虑到应急救援中“以人为本”的原则和可用资源的有限性,本文讨论了资源有限和种类限制条件下,使救援效果最好的应急资源分配问题,建立规划方程并给出算例予以求解。主要研究工作如下：首先,介绍了应急管理特别是应急资源管理的研究现状、本文的研究背景以及非线性规划与遗传算法的基本情况。其次,从实际情况出发,定义了受灾人员的原始延缓时间和实际延缓时间,在此基础上,给出单受灾点单一资源规划问题。该规划问题中,将应急资源分为救援资源与控制资源两大类,考虑了救援所需时间与救援资源、实际延缓时间与控制资源之间的关系,从而得到为使被救援人数最多的规划模型。并运用R软件对算例进行求解。然后,联系实际中更为常见的多点同时受灾的情况,将问题分两种情形进行考虑。一是救援资源与控制资源不同的情形。这种情况下,两种资源分别在不同受灾点之间分配。二是救援资源与控制资源相同的情形。这种情况下,单一类型的资源不仅要在不同受灾点之间分配,还要在同一受灾点针对不同的用途进行分配,从而影响救援所需时间与等待救援人员的实际延缓时间。进一步的,考虑了资源效用不同和多个目标需要满足的条件下的资源分配问题,并运用遗传算法对多受灾点两种应急资源、多受灾点单一应急资源、信息不确定情况下应急资源规划问题进行求解。由于规划方程为非线性规划,故运用遗传算法进行求解较为合适,也会取得比较高的运算速度和精度。再次,由于现实中所需的信息不可能完全得到,因此需要考虑信息不确定情况下的资源分配问题。本文讨论了多受灾点受灾人员的原始可延缓时间和救援所需时间不确定情况下,目标分别为受困人员获救概率之和最大以及获救概率大于某阈值的人数最多的规划,给出了资源分配模型,并对算例进行求解。同样的,还考虑了人和物都需要挽救时的资源分配模型,建立了多目标规划方程。最后,总结了本文的创新点、不足之处和对未来工作的展望。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 一、绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 应急管理简介
• 1.2.1 突发事件的概念与特征
• 1.2.2 应急管理的定义与角色
• 1.3 应急管理中的资源管理
• 1.3.1 应急资源管理的相关概念
• 1.3.2 应急资源分配问题及研究现状
• 1.4 本文主要研究内容和结构
• 二、非线性规划与遗传算法
• 2.1 非线性规划
• 2.2 遗传算法简介
• 2.2.1 研究现状
• 2.2.2 基本原理
• 三、单受灾点应急资源规划
• 3.1 引言
• 3.2 基本假设和准备
• 3.3 单受灾点单一资源规划问题
• 3.3.1 规划模型的建立
• 3.3.2 规划方程的变形
• 3.3.3 实例分析
• 3.4 小结
• 四、多受灾点应急资源规划
• 4.1 引言
• 4.2 多受灾点两种应急资源规划问题
• 4.2.1 规划模型的分析与建立
• 4.2.2 实例分析
• 4.3 多受灾点单一应急资源规划问题
• 4.3.1 规划模型的分析与建立
• 4.3.2 实例分析
• 4.3.3 遗传算法的应用
• 4.4 规划模型的复杂化
• 4.4.1 同种资源效用不同
• 4.4.2 多目标规划
• 4.5 小结
• 五、多受灾点应急资源规划的扩展
• 5.1 信息不确定情况下的资源规划问题
• 5.1.1 规划模型的分析与建立
• 5.1.2 实例分析
• 5.1.3 遗传算法的应用
• 5.2 考虑"物"的情况下的资源规划问题
• 5.3 小结
• 六、结论与展望
• 6.1 论文小结
• 6.2 论文主要创新点
• 6.3 论文不足之处及未来工作展望
• 附录A
• 附录B
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻硕期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表