危险品公路泄漏的车辆救援调度问题研究

论文摘要

随着我国经济和现代化工业的进一步发展,对危险化学品作为原料和辅助材料的需求也逐步在增加,各地危险化学品的公路运输日益频繁,运输量也逐年提升。随之而来的是,在危险品运输过程中发生的化学品泄漏事故也时有发生。我们一方面要对危险品运输严加管理,从源头上杜绝危险化学品对人民群众健康造成不良影响;另一方面,也要切实做好对各种事故的紧急处理预案,以科学的方法来提高应急管理能力,在危机发生时,能够最大限度的减少其危害。本文通过对液氯运输泄漏事故过程进行研究,考虑泄漏后氯气扩散过程,运用数学模型对事故发生后的疏散救援情形进行了探索性描述,提出了一套事故发生后救援车辆的紧急调度算法,并通过仿真的方法对救援方案的实施效果进行了模拟计算。计算的结果表明,本方案能够有效的调度车辆对即将受到污染地区的人员实施救援,在救援车辆充分保证的前提下,该方案可以完成对全部人员的救援工作。由于现实事故发生时必然存在的救援公交车辆随机到达,本算法并未追求基于全部车辆确定到达时间的最优调度次序。而是通过完成现有车辆的合理配置并逐步添加新车辆来进行有效调度。考虑到紧急救援行动中时间的重要性,这样一种能够节省时间规则相对简单的实时动态算法对于实际救援活动的操作将会产生较大帮助。本文的创新之处主要在于,通过合理的简化,试探性的把一个现实的车辆调度救援问题转化为数学模型,从而为这类问题的定量研究初步的尝试。通过与VRPTW模型和指派问题模型比较,对解决该问题所面临的计算特性有了一定认识,并给出了一种能够得到可行解的车辆调度算法。基于本算法编制MATLAB程序对车辆救援过程进行仿真模拟,多次的计算仿真实验体现出这一算法具有较好的计算性能。由于算法调度过程本身不要求确定车辆初始到达时间以获得最优结果,因此,当实际调度过程按本算法实施时,车辆初始达到时间的随机性也不会影响到其结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及问题的提出
• 1.2 国内外针对危险品泄漏的应急方案
• 1.3 论文研究意义与结构
• 第二章 相关问题文献综述
• 2.1 氯气的理化特性
• 2.2 毒性气体扩散模型
• 2.3 人口疏散过程
• 2.4 车辆路径问题（VRP）
• 2.5 本章小结
• 第三章 车辆救援模型建模
• 3.1 问题假设
• 3.2 模型描述
• 3.3 与其他模型的对比
• 3.4 一种可行算法
• 3.5 算法流程图
• 3.6 本章小结
• 第四章 模拟计算结果
• 4.1 模拟所包含的假设条件
• 4.2 原始参数计算结果
• 4.3 针对不同居民密度得出的敏感性分析结果
• 4.4 针对不同氯气强度的敏感性分析结果
• 4.5 算法评价及其对于现实中随机车辆调度疏散过程的意义
• 4.6 本章小结
• 第五章 研究结论与展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 本文不足与后续研究建议
• 附录A 计算程序模型参数
• 附录B MATLAB仿真程序（核心部分,不包括道路初始化）
• 参考文献
• 致谢