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一种雨潮灾害应急避险路径与物资调配优化方法 

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申请/专利权人:珠江水利委员会珠江水利科学研究院

摘要:本发明涉及应急避险技术领域,尤其涉及一种雨潮灾害应急避险路径与物资调配优化方法。该方法包括以下步骤:收集区域基础数据以构建雨潮模拟模型,并利用雨潮模拟模型进行淹没成果模拟;根据淹没模拟成果以受灾区域人口的整体转移时间最短为目标,综合转移路径安全性、应急避难场所安置容量、最大耗时约束构建人车应急避险转移路径数学模型;根据避险转移结果,以应急避难场所人员物资供给度最高为总目标,综合调配路线安全性、最大调配耗时约束构建应急避险物资调配模型。本发明结合雨潮模拟模型、应急避险转移路径数学模型、应急避险物资调配模型,通过智能优化算法,提高了预报受灾情景下避险转移与物资调配的精准性。

主权项:1.一种雨潮灾害应急避险路径与物资调配优化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:获取基础地理信息数据和地理区域水文数据;基于地理信息数据和地理区域水文数据进行雨潮模型构建,生成雨潮模拟模型;通过雨潮模拟模型进行雨潮模拟预测,生成雨潮模拟淹没范围预测数据;步骤S2:对雨潮模拟淹没范围预测数据进行受灾人口布栅格图绘制,生成受灾人口布栅格图;获取应急避难场所位置与安置容量数据;通过受灾人口布栅格图对应急避难场所位置与安置容量数据进行人车应急避险转移路径求解,得到推荐避险转移路径数据和推荐安置应急避难场所数据;根据推荐安置应急避难场所数据进行应急避难场所安置人数评估,得到各应急避难场所的预测安置人员数量;步骤S2包括以下步骤:步骤S21:基于百度地图热力图获取城市人口统计数据;对城市人口统计数据进行地区人口信息分析,得到淹没人口密度分布数据和区域人口数量数据;根据淹没人口密度分布数据和区域人口数量数据进行受灾人口布栅格图绘制,生成受灾人口布栅格图,其中受灾人口布栅格为转移单元;步骤S22:基于公开信息获取应急避难场所位置与安置容量数据;步骤S23:通过受灾人口布栅格图对应急避难场所位置与安置容量数据进行受灾区域人口整体转移时间最短目标分析,生成人口转移最短时间数据;根据人口转移最短时间数据进行转移约束条件设置,得到转移约束条件数据,其中转移约束条件数据包括转移路径安全性约束、应急避难场所安置容量约束和最大耗时约束;根据转移约束条件数据和人口转移最短时间数据进行人车应急避险转移路径数学模型构建,生成人车应急避险转移路径数学模型;步骤S24:采用蚁群算法对人车应急避险转移路径数学模型进行求解,得到转移单元的推荐避险转移路径数据和推荐安置应急避难场所数据;根据区域人口数量数据和推荐安置应急避难场所数据进行应急避难场所安置人数评估,得到各应急避难场所的预测安置人员数量;步骤S3:获取物资供应点所在位置数据及其物资储备量数据;基于预测安置人员数量对物资供应点所在位置数据及其物资储备量数据进行所需物资供给量计算,得到物资供给量数据;对物资供给量数据进行物资调配路径求解,得到物资调配路径数据;步骤S3包括以下步骤:步骤S31:获取物资供应点所在位置数据及其物资储备量数据;步骤S32:根据预测安置人员数量对物资供应点所在位置数据及其物资储备量数据进行应急避难点的物资需求分析,生成物资需求分析数据:基于预测安置人员数量并利用物资供给量计算公式进行所需物资供给量计算,得到物资供给量数据,其中物资供给量计算公式具体为: 其中,为第个应急避难场所所需物资供给总量,为单个人所需供给量,为第个应急避难场所的预测安置人数;步骤S33:根据物资需求分析数据和物资供给量数据进行应急避难场所人员最高物资供给度分析,得到应急避难场所人员最高物资供给数据;对应急避难场所人员最高物资供给数据进行物资分配约束条件设置,生成物资配给容量约束和配给速度约束;通过物资配给容量约束和配给速度约束进行应急避险物资调配模型构建,生成应急避险物资调配模型;步骤S34:采用蚁群算法通过推荐避险转移路径数据对应急避险物资调配模型进行求解,得到物资调配路径数据;步骤S4:对推荐避险转移路径和物资调配路径数据进行重合路径段行为优先级划分,生成重合路径段优先级行为数据;通过重合路段优先级行为数据对重合路径段数据进行延时评估,生成重合路径段延时评估数据;基于重合路径段延时评估数据对推荐避险转移路径和物资调配路径数据进行路径用时动态优化,生成路径用时动态优化数据,以执行雨潮灾害应急避险与物资调配决策;步骤S4包括以下步骤:步骤S41:对推荐避险转移路径数据和物资调配路径数据进行重合路径段分析,生成重合路径段数据;步骤S42:对重合路径段数据进行行为优先级划分,生成重合路径段优先级行为数据;通过重合路段优先级行为数据对重合路径段数据进行延时评估,生成重合路径段延时评估数据;步骤S42包括以下步骤:步骤S421:对重合路径段数据进行推荐避险转移完成度分析,生成推荐避险转移完成度数据;对重合路径段数据进行物资调配完成度分析,生成物资调配完成度数据;步骤S422:对重合路径段数据进行推荐避险转移紧急度分析,生成推荐避险转移紧急度数据;对重合路径段数据进行物资调配紧急度分析,生成物资调配紧急度数据;步骤S423:将推荐避险转移完成度数据和推荐避险转移紧急度数据进行数据合并,生成推荐避险转移避让指标;将物资调配完成度数据和物资调配紧急度数据进行数据合并,生成物资调配避让指标;步骤S424:将推荐避险转移避让指标和物资调配避让指标进行对比,当推荐避险转移避让指标大于物资调配避让指标,则生成推荐避险转移高优先级数据以及物资调配低优先级数据;当物资调配避让指标大于推荐避险转移避让指标,则生成物资调配高优先级数据及推荐避险转移低优先级数据;步骤S425:将推荐避险转移高优先级数据、物资调配低优先级数据、物资调配高优先级数据及推荐避险转移低优先级数据进行优先级数据合并,得到重合路径段优先级行为数据;步骤S426:通过重合路段优先级行为数据对重合路径段数据进行延时评估,生成重合路径段延时评估数据;步骤S43:基于重合路径段延时评估数据对推荐避险转移路径和物资调配路径数据进行路径用时动态优化,生成路径用时动态优化数据,以执行雨潮灾害应急避险与物资调配决策。

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