《應急救援隊伍優(yōu)化調配與合作救援仿真》從管理科學研究視角,針對發(fā)生大規(guī)模地質災害背景下救援隊伍的部署、調配和合作機制等問題展開研究。
《應急救援隊伍優(yōu)化調配與合作救援仿真》主要內容包括:利用協(xié)同過濾機制來刻畫救援隊伍和受災點的差異,建立了救援隊伍個性化調配模型;根據災害演化理論建立救援隊伍多級聯動響應優(yōu)化模型,將優(yōu)化擴展到災害鏈的整個生命周期中,實現救援隊伍動態(tài)、實時調配;基于資源共享機制建立了救援隊伍聯合調配優(yōu)化模型;針對同一編制和不同編制的救援隊伍之間的合作搜救過程,分別設計了基于分布式拍賣算法的合作救援機制;將救援隊伍的區(qū)域部署策略問題與災害現場救援隊伍間的合作搜救過程集成到實例分析中進行研究。
大規(guī)模地質災害事件由于其突發(fā)性、強大破壞性、時間緊迫性、高度不確定性以及衍生和演化等特點,成為研究的重點和難點。近年來,以地震、巨型滑坡為代表的大規(guī)模地質災害在世界范圍內頻繁發(fā)生,急需提升對這類災害的應急響應能力,加強應急救援和響應工作。
在災后應急救援過程中,快速有效地實現救援隊伍的合理調配是應急救援工作開展的前提和基礎,同時也是控制災情進一步惡化、減少受災點人員傷亡和財產損失的重要保障。事實上,在災害救援現場,容易出現大量救援人員涌人受災區(qū)域的現象,如果不能對其進行有效調配,反而會加重受災區(qū)域混亂、無序的狀態(tài)。
本書的研究工作是在大規(guī)模地質災害背景下解決救援隊伍調配及合作救援過程中面臨的諸多難題,創(chuàng)新點包括:①研究了救援隊伍最優(yōu)調配策略的選擇;②提出了災害鏈情形下救援隊伍的多級聯動響應機制;③針對災害現場救援過程中救援隊伍之間合作問題,考慮了兩種不同的隊伍編制情況,設計了基于分布式拍賣算法的合作救援機制與基于組合拍賣算法的合作救援機制;④將救援隊伍的部署決策與受災區(qū)域內救援隊伍間的合作搜救過程進行了交互集成研究。
本書主要內容包括以下6個方面。
。1)針對大規(guī)模地質災害嚴重性和救援隊伍復雜性之間的矛盾,利用協(xié)同過濾機制來刻畫救援隊伍和受災點的差異,建立了救援隊伍的個性化調配模型,并從救援隊伍調配的優(yōu)先級和調配的公平性兩個方面來衡量調配策略的合理性,根據“責任和利益一致”原則提出了災情優(yōu)先、距離優(yōu)先、兼顧災情和距離3種調配策略。同時,綜合考慮救援優(yōu)先級、受災群眾滿意度以及救援隊伍分配效用,從不同角度提出了基于救援優(yōu)先級的救援隊伍區(qū)域部署決策模型。
。2)針對災害鏈的可能性,根據災害演化理論建立了救援隊伍多級聯動響應優(yōu)化模型,研究救援隊伍調配過程中的多級聯動響應機制,一旦發(fā)生次生災害,模型會動態(tài)更新各種資源的供求信息并重新生成新的應急方案,將優(yōu)化擴展到災害鏈的整個生命周期中,實現救援隊伍動態(tài)、實時調配。結果表明,所提出的模型相比于當前所采取的事后處理方法,能夠更好地提升應急救援的能力,實現對災害鏈的實時、動態(tài)響應,提高應急救援的效率。
郭海湘,中國地質大學(武漢)科學技術發(fā)展院副院長、教授、博士生導師,日本早稻田大學、美國匹茲堡大學訪問學者。入選自然資源部科技領軍人才、中宣部宣傳思想文化青年英才計劃、教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃。擔任武漢市突發(fā)事件應急委員會應急管理專家,政協(xié)湖北省第十二屆委員會經濟委員會應用型智庫專家,武漢市人民政府第八屆決策咨詢委員會委員,湖北省首次全國自然災害綜合風險普查專家組成員。主持國家社會科學基金重點項目1項,國家自然科學基金4項,教育部人文社會科學研究項目3項。出版專著5部,教材3部。發(fā)表論文100余篇,其中CSSCI收錄30余篇,SCI和SSCI收錄60余篇,ESI高被引論文2篇。所撰寫的咨政報告獲得湖北省委和武漢市委黨政負責人肯定性批示,收錄于新華社《政務智庫報告·突發(fā)事件管理月報》。獲得湖北省發(fā)展研究獎一等獎,第九屆湖北省高等學校教學成果獎一等獎,國土資源科學技術獎二等獎,第十一屆、第十二屆、第十三屆湖北省社會科學優(yōu)秀成果獎二等獎,湖北省科技進步獎三等獎。
第1章 應急救援隊伍調配優(yōu)化框架
1.1 災害應急救援體系研究
1.2 應急救援隊伍調配決策因素概述
1.3 應急決策任務分配問題與多目標求解方法概述
第2章 災害應急救援隊伍調配與合作救援建模
2.1 應急救援隊伍調配原則
2.2 基于協(xié)同過濾的救援隊伍調配模型
2.3 基于救援優(yōu)先級的救援隊伍部署模型
2.4 同一編制的救援隊伍合作搜救模型
2.5 不同編制的救援隊伍合作搜救模型
第3章 災害應急救援隊伍調配模型優(yōu)化
3.1 救援隊伍調配模型優(yōu)化要持續(xù)解決的問題
3.2 災害鏈中多級動態(tài)響應的救援隊伍調配優(yōu)化模型
3.3 基于多出救點聯合調配的救援隊伍調配優(yōu)化模型
第4章 基于救援優(yōu)先級模型進行合作搜救的仿真
4.1 不同受災區(qū)域的救援優(yōu)先級評估
4.2 救援隊伍的區(qū)域性部署決策
4.3 不同部署策略下的合作救援仿真
主要參考文獻
附錄 NetLogo平臺中A*尋路算法代碼