渤海海域應(yīng)急救援基地選址優(yōu)化方法

李歡歡，劉　奕，劉　文，吳克風(fēng)

(1.武漢理工大學(xué) 航運(yùn)學(xué)院,湖北 武漢 430063； 2.華中科技大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院,湖北 武漢 430074)

?

渤海海域應(yīng)急救援基地選址優(yōu)化方法

李歡歡1，劉奕1，劉文1，吳克風(fēng)2

(1.武漢理工大學(xué) 航運(yùn)學(xué)院,湖北 武漢 430063； 2.華中科技大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院,湖北 武漢 430074)

針對(duì)海上應(yīng)急救援基地規(guī)劃比較單一的問題，結(jié)合渤海海域交通流特征和海上交通事故的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，提出了應(yīng)急救援基地雙覆蓋優(yōu)化模型。綜合考慮了渤海海域環(huán)境條件和事故發(fā)生率的影響，基于地理網(wǎng)格劃分方法確定了渤海海域應(yīng)急事故點(diǎn)，根據(jù)港口條件選定了應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)。應(yīng)用雙覆蓋模型對(duì)渤海海域應(yīng)急救援基地選址進(jìn)行了優(yōu)化分析，利用遺傳算法優(yōu)化求解，得到渤海海域應(yīng)急救援基地選址的最優(yōu)布局方案。研究結(jié)果表明：提出的應(yīng)急基地雙覆蓋模型比現(xiàn)有的選址模型有更好的覆蓋效果，且適應(yīng)度函數(shù)值高達(dá)0.92，充分證明了模型的有效性。

遺傳算法;海上應(yīng)急救援基地;海上事故風(fēng)險(xiǎn);雙覆蓋模型;布局優(yōu)化

0　引言

船舶大型化、高密度化的發(fā)展使得海上事故發(fā)生的概率逐漸增大，導(dǎo)致海上交通事故的后果也越來越嚴(yán)重，因此，海上交通安全和突發(fā)事故的應(yīng)急管理成為研究的重點(diǎn)[1]。船舶交通流量大、交通繁忙、海上石油鉆井平臺(tái)多、自然資源豐富而敏感等特征構(gòu)成了渤海海域復(fù)雜的通航環(huán)境，也使得渤海海域的交通安全形勢(shì)更加嚴(yán)峻。為了進(jìn)一步提高應(yīng)急資源利用效率和應(yīng)急服務(wù)水平，有必要對(duì)海上應(yīng)急救援基地的布局規(guī)劃和覆蓋分配進(jìn)行優(yōu)化研究[2]。

文獻(xiàn)[3]基于救護(hù)車排隊(duì)系統(tǒng)提出了新的救護(hù)車動(dòng)態(tài)分配模型。文獻(xiàn)[4]基于經(jīng)典覆蓋模型提出了總需求覆蓋最小的設(shè)施選址模型，且在理論上證明了解的唯一性。文獻(xiàn)[5]將緊急醫(yī)療服務(wù)的應(yīng)急設(shè)施選址構(gòu)建成一個(gè)兩階段的隨機(jī)規(guī)劃問題，提出了不確定環(huán)境下的選址模型。文獻(xiàn)[6]根據(jù)每個(gè)需求點(diǎn)的需求量是隨機(jī)的這一特點(diǎn)提出了不同的選址模型，并使得需求點(diǎn)和應(yīng)急中心直線距離最大時(shí)的期望最小化。文獻(xiàn)[7]提出了處理危險(xiǎn)品事故的雙層次應(yīng)急中心選址模型，加入層次管理參數(shù)λ并進(jìn)行了靈敏度分析，從而降低了應(yīng)急成本，提高了應(yīng)急效率。文獻(xiàn)[8]對(duì)美國(guó)芝加哥的大型城市道路交通進(jìn)行了研究，提出了一種醫(yī)療應(yīng)急資源雙層覆蓋模型，配置不同等級(jí)服務(wù)設(shè)施的救護(hù)車，增加覆蓋面積以降低傷亡率。文獻(xiàn)[9]研究了渤海海域溢油應(yīng)急基地的多目標(biāo)優(yōu)化選址問題，并基于遺傳算法求解多目標(biāo)規(guī)劃。文獻(xiàn)[10]構(gòu)建了多目標(biāo)最大覆蓋模型并利用遺傳算法優(yōu)化求解。

目前，很多選址研究都是針對(duì)公路交通，海上應(yīng)急救援基地選址的研究還不深入，其選址模型大多數(shù)基于較為簡(jiǎn)單的規(guī)劃模型。本文基于文獻(xiàn)[8-9]，結(jié)合公路設(shè)施選址和海上應(yīng)急救援經(jīng)典問題，綜合考慮救援時(shí)間、救援距離、雙覆蓋和基地設(shè)置數(shù)量等約束條件，提出了一種基于最短距離和最少應(yīng)急救援基地?cái)?shù)的渤海海域應(yīng)急救援基地雙覆蓋優(yōu)化模型，然后利用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解。

1　現(xiàn)有模型分析

應(yīng)急基地選址的優(yōu)化目標(biāo)一般有：應(yīng)急時(shí)間最短；在滿足一定時(shí)間緊迫性的條件下，到達(dá)各個(gè)應(yīng)急救援點(diǎn)的路程之和最短；在預(yù)算限制條件下，滿足一定的服務(wù)需求目標(biāo)，使應(yīng)急基地設(shè)置數(shù)目最?。辉跐M足距離最短或時(shí)間最短限制條件下，提供應(yīng)急救援的滿意度最大等?，F(xiàn)有模型主要有：

(Ⅰ)P-中值模型

主要是考慮在成本最低的基礎(chǔ)上，如何使服務(wù)設(shè)施與服務(wù)點(diǎn)之間的總運(yùn)輸距離或平均運(yùn)輸距離最小，以使需求量和運(yùn)輸距離乘積之和最小，保證經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)，但是對(duì)服務(wù)響應(yīng)的及時(shí)性要求不高。P-中值模型如下：

(1)

其中：N為需求點(diǎn)的集合；d為需求點(diǎn)的需求量；M為擬建的設(shè)施候選點(diǎn)；c為從服務(wù)設(shè)施點(diǎn)到需求點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)用；p為可建的設(shè)施總數(shù)。該模型對(duì)服務(wù)反應(yīng)時(shí)間要求高的應(yīng)急設(shè)施選址問題不適用。

(Ⅱ)P-中心模型

文獻(xiàn)[11]考慮服務(wù)設(shè)施對(duì)服務(wù)點(diǎn)的平均服務(wù)能力最優(yōu)，提出了網(wǎng)絡(luò)上的P-中心問題，即選P個(gè)服務(wù)設(shè)施的位置，使服務(wù)條件最壞的服務(wù)點(diǎn)的服務(wù)狀況盡量好，如縮短最大反應(yīng)時(shí)間、減小最大距離或縮小最大損失等，但是并沒有考慮需求點(diǎn)的具體信息。P-中心模型如下：

(2)

(Ⅲ)位置集合覆蓋模型

文獻(xiàn)[12]提出了設(shè)定服務(wù)設(shè)施的服務(wù)半徑限制標(biāo)準(zhǔn)，如為城市救護(hù)車車隊(duì)規(guī)定5 min或10 min的接警響應(yīng)時(shí)間，以此來設(shè)定責(zé)任區(qū)最遠(yuǎn)救援范圍，而此類約束條件在P-中值模型和P-中心模型中并沒有考慮，故產(chǎn)生了服務(wù)設(shè)施選址的覆蓋問題(covering problem,CP)。文獻(xiàn)[13]最早提出了位置集合覆蓋問題(location set covering problem，LSCP)，要求使所有應(yīng)急點(diǎn)滿足被覆蓋的條件下，確定應(yīng)急服務(wù)設(shè)施的最小設(shè)置數(shù)量或建設(shè)費(fèi)用。位置集合覆蓋模型如下：

(3)

2　本文模型構(gòu)建

上述模型都存在相應(yīng)的弊端，本文將全部海域考慮在應(yīng)急力量覆蓋范圍之內(nèi)，綜合考慮覆蓋問題，建立多個(gè)應(yīng)急救援基地，以達(dá)到對(duì)更大范圍海域事故點(diǎn)的有效救援，則海上應(yīng)急救援基地的選址問題，轉(zhuǎn)化為多個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)急救援基地選址問題。本文的優(yōu)化目標(biāo)是保證應(yīng)急事故點(diǎn)能被最近的應(yīng)急救援基地覆蓋，同時(shí)每個(gè)應(yīng)急救援基地最多覆蓋兩個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)，從而達(dá)到海上應(yīng)急救援配置資源的有效利用。應(yīng)急事故點(diǎn)的集合能夠被應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)集合中的最少數(shù)量的應(yīng)急救援基地所覆蓋，使其在盡量能夠全面覆蓋海上應(yīng)急事故點(diǎn)的前提下，海上應(yīng)急救援系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用盡量低。

本文構(gòu)建的應(yīng)急救援基地雙覆蓋模型如下：

(4)

基于遺傳算法求解的過程中，綜合考慮距離代價(jià)和雙覆蓋代價(jià)，從而得到最優(yōu)組合以及應(yīng)急救援基地選址的最優(yōu)布局。

3　渤海海域應(yīng)急救援基地選址優(yōu)化

3.1應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)位置確定

海上應(yīng)急救援基地選址布局需要先確定應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)的位置和數(shù)量，由于港口附近水域是船舶匯入?yún)R出和聚集的繁忙水域，事故發(fā)生概率比較大。另外，港口水域具有優(yōu)良的航道環(huán)境、較完善的規(guī)劃布局和疏通能力，有利于應(yīng)急資源的儲(chǔ)存、管理和調(diào)度。良好的港航條件和導(dǎo)助航設(shè)施能夠保證快速派出應(yīng)急基地的救助船舶，故將沿海港口作為應(yīng)急救援基地的候選點(diǎn)較為合適。根據(jù)海上應(yīng)急救援基地的實(shí)際建設(shè)情況，應(yīng)急救援基地大多設(shè)置在沿海港口，為港口附近水域的水上交通提供重要保障。

渤海海域的專業(yè)海上應(yīng)急救援力量主要是交通運(yùn)輸部北海救助局和北海第一救助飛行隊(duì)。其中，北海救助局包括大連、秦皇島、天津、煙臺(tái)、榮成等5個(gè)救助基地和南隍城救助站。同時(shí)在渤海海峽、天津、北海3號(hào)位、石島、大連、煙臺(tái)、長(zhǎng)島、青島等8個(gè)北部海區(qū)設(shè)置了24個(gè)動(dòng)態(tài)值班待命點(diǎn)，配備了8～9艘救助船舶進(jìn)行24 h海上應(yīng)急救助和動(dòng)態(tài)待命值班。本文選取的應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)分別為大連、營(yíng)口、錦州、葫蘆島、秦皇島、唐山、天津、黃驊、東營(yíng)、蓬萊、煙臺(tái)、威海、萊州和濰坊等14個(gè)港口。

3.2應(yīng)急點(diǎn)位置確定

本文對(duì)渤海水域進(jìn)行地理網(wǎng)格化處理，并通過海域事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)網(wǎng)格水域的船舶事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。通航水域網(wǎng)格化是根據(jù)水域管理要求，按照一定尺度將研究水域劃分為若干尺度相同或不同的網(wǎng)格單元。網(wǎng)格單位尺寸大小取決于研究對(duì)象水域的地理位置和大小。海上事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)總體表示發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)，是對(duì)海域安全形勢(shì)的一個(gè)綜合性評(píng)價(jià)。事故風(fēng)險(xiǎn)表達(dá)式[14]為：

(5)

其中：R為風(fēng)險(xiǎn)；P為事故概率；I為事故可能產(chǎn)生的影響程度；n為研究區(qū)域類的船舶事故數(shù)量；N為海區(qū)內(nèi)船舶事故的總數(shù)；S為船舶類型系數(shù)；T為船舶大小系數(shù)；A為事故海域系數(shù)；D為事故等級(jí)系數(shù)。

海上事故發(fā)生后，發(fā)生事故的船舶種類、船舶大小、發(fā)生事故的海域位置、發(fā)生事故的等級(jí)均在一定程度上決定了該事故可能造成的影響。為了評(píng)價(jià)海域內(nèi)船舶安全狀況，可以用安全指數(shù)法將船舶事故、船舶大小、事故海域系數(shù)用綜合換算系數(shù)[14]替代，可以將研究船型大小、事故種類換算成對(duì)應(yīng)系數(shù)。

基于網(wǎng)格水域事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，按照事故風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行排序，篩選出事故風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的水域作為應(yīng)急需求水域，并將網(wǎng)格水域中心作為應(yīng)急救援基地選址布局模型中的應(yīng)急事故點(diǎn)。最終根據(jù)渤海海域事故風(fēng)險(xiǎn)分布，篩選出事故風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高的20個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)作為應(yīng)急救援的應(yīng)急事故點(diǎn)。

海上應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)與應(yīng)急事故點(diǎn)之間的距離假定為直線距離，首先將經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成平面坐標(biāo)距離，即：

(6)

其中：Dis為應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)到應(yīng)急事故點(diǎn)之間的距離；R1為赤道平均半徑;LatA為應(yīng)急事故點(diǎn)的北緯度數(shù)；LonA為應(yīng)急事故點(diǎn)的東經(jīng)度數(shù)；LatB為應(yīng)急救援基地的北緯度數(shù)；LonB為應(yīng)急救援基地的東經(jīng)度數(shù)。

應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)和應(yīng)急事故點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)見表1和表2。

表1　應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)坐標(biāo)

表2　應(yīng)急事故點(diǎn)坐標(biāo)

4　基于遺傳算法的優(yōu)化分析

預(yù)計(jì)到2020年，離岸100 n mile的海上應(yīng)急救助快速響應(yīng)時(shí)間不超過150 min，故本文設(shè)定討論覆蓋半徑為150～170 km，保證在救援范圍之內(nèi)，同時(shí)保證應(yīng)急救援基地雙覆蓋最優(yōu)。

4.1仿真實(shí)驗(yàn)步驟

為了驗(yàn)證本文提出的選址優(yōu)化方法的可行性，在渤海海域進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境為Intel i7 2.60 GHz CPU,8 GB內(nèi)存，Windows 10操作系統(tǒng)，MATLAB R2012b軟件。

基于遺傳算法將渤海海域應(yīng)急救援基地布局優(yōu)化問題抽象為應(yīng)急事故點(diǎn)的目標(biāo)選擇問題，在滿足20個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)全部被覆蓋的前提下，尋找應(yīng)急救援基地的最優(yōu)布局方案，主要步驟如下：

步驟1：確定14個(gè)應(yīng)急救援基地和20個(gè)事故點(diǎn)。

步驟2：初始化種群，設(shè)置遺傳算法的參數(shù)，確定適應(yīng)度函數(shù)。

步驟3：利用交叉、變異算子進(jìn)行迭代求解。

步驟4：對(duì)比分析不同覆蓋半徑R(R分別為150 km、155 km、160 km、165 km和170 km)情況下，應(yīng)急救援基地覆蓋情況以及雙覆蓋情況。

步驟5：根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)的最優(yōu)值來確定最優(yōu)覆蓋半徑，在最優(yōu)覆蓋半徑下研究不同種群大小的影響，確定最優(yōu)種群大小。

步驟6：解碼得到應(yīng)急基地在雙覆蓋條件下的最優(yōu)布局方案。

4.2仿真實(shí)驗(yàn)遺傳算法參數(shù)設(shè)置

實(shí)驗(yàn)設(shè)置變化的最大閾值為0.1，以防止閾值太大陷入局部最優(yōu)解。連續(xù)迭代次數(shù)閾值為10 000；最大迭代次數(shù)為10 000，以保證能夠充分搜索到所有可能的解。設(shè)置種群大小(染色體個(gè)數(shù))為50，交叉概率為0.8，變異概率0.8，基因長(zhǎng)度為14×20=280。

適應(yīng)度函數(shù)為f(x)=w1·log2(x1+1)+w2·(x2+1)-4，w1+w2=1，其中：x1為所有應(yīng)急事故點(diǎn)到各個(gè)應(yīng)急救援基地的最小距離之和與當(dāng)前染色體中應(yīng)急事故點(diǎn)到各個(gè)應(yīng)急救援基地距離和的比值，x1∈[0,1]；x2為每個(gè)應(yīng)急救援基地覆蓋多于2個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)的余量和與最壞情況下每個(gè)應(yīng)急救援基地覆蓋多于2個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)的余量和的比值，x2∈[0,1]；權(quán)重w1和w2分別為目標(biāo)函數(shù)中的距離要求和約束條件中覆蓋要求的權(quán)重，根據(jù)不同情況來調(diào)節(jié)權(quán)重大小，從而得到全局最優(yōu)解。適應(yīng)度函數(shù)越接近于1，說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果越好。實(shí)驗(yàn)設(shè)置w1=0.3，w2=0.7，更加側(cè)重于雙覆蓋的要求，覆蓋半徑為160 km，在該范圍內(nèi)尋找應(yīng)急救援基地能夠?qū)?yīng)急事故點(diǎn)達(dá)到最短距離和雙覆蓋的最優(yōu)解。遺傳算法流程圖如圖1所示。

圖1　遺傳算法流程圖

4.3結(jié)果對(duì)比分析

對(duì)比分析覆蓋半徑R分別為150 km、155 km、160 km、165 km和170 km的情況下對(duì)應(yīng)的應(yīng)急救援基地覆蓋情況，不同覆蓋半徑下適應(yīng)度函數(shù)對(duì)比結(jié)果如圖2所示。由圖2可知：當(dāng)R為150 km和155 km時(shí)，適應(yīng)度函數(shù)的最優(yōu)值為0.81；當(dāng)R=160 km時(shí)，適應(yīng)度函數(shù)值達(dá)到0.92；當(dāng)R=165 km時(shí)，適應(yīng)度函數(shù)值沒有明顯增加，故最優(yōu)的覆蓋半徑為R=160 km。分析當(dāng)R=160 km時(shí)，種群大小對(duì)應(yīng)急救援基地優(yōu)化布局的影響，分別對(duì)比分析種群大小T為30個(gè)、40個(gè)、50個(gè)、60個(gè)和70個(gè)時(shí)，其適應(yīng)度函數(shù)值的變化。不同種群大小下適應(yīng)度函數(shù)結(jié)果對(duì)比如圖3所示。由圖3可知：當(dāng)種群大小為30個(gè)時(shí)，迭代次數(shù)很少時(shí)，其適應(yīng)度函數(shù)值已達(dá)到0.90，故其為最優(yōu)種群個(gè)數(shù)。

圖2不同覆蓋半徑下適應(yīng)度函數(shù)結(jié)果對(duì)比圖

圖3不同種群大小下適應(yīng)度函數(shù)結(jié)果對(duì)比圖

不同覆蓋半徑下應(yīng)急事故點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)急救援基地如表3所示，同一行中同一標(biāo)號(hào)最多出現(xiàn)兩次(即雙覆蓋)，同一列中標(biāo)號(hào)重復(fù)率越高說明覆蓋效果越好。不同覆蓋半徑下應(yīng)急救援基地覆蓋的應(yīng)急事故點(diǎn)個(gè)數(shù)如表4所示，表4同一行中數(shù)字2的個(gè)數(shù)越多說明效果越好。經(jīng)過進(jìn)一步分析對(duì)比可知：當(dāng)R=160 km時(shí)，應(yīng)急救援基地所達(dá)到的雙覆蓋為最優(yōu)，其雙覆蓋率最大。

表3　不同覆蓋半徑下應(yīng)急事故點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)急救援基地

注：表中符號(hào)表示應(yīng)急救援基地標(biāo)號(hào)。

表4　不同覆蓋半徑下應(yīng)急救援基地覆蓋的應(yīng)急事故點(diǎn)個(gè)數(shù)

注：0為未覆蓋應(yīng)急事故點(diǎn)；1為覆蓋1個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)；2為覆蓋2個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)。

基于最優(yōu)覆蓋半徑R=160 km，不同種群大小下應(yīng)急事故點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)急救援基地如表5所示，表5中的符號(hào)表示應(yīng)急救援基地標(biāo)號(hào)，同一列中標(biāo)號(hào)重復(fù)率越高說明覆蓋效果越好。不同種群大小下應(yīng)急救援基地覆蓋的應(yīng)急事故點(diǎn)個(gè)數(shù)如表6所示，經(jīng)過對(duì)比分析可知，在R=160 km的條件下，不同的種群大小都不影響最終的應(yīng)急救援基地覆蓋結(jié)果，充分驗(yàn)證了本文提出模型的有效性和算法的收斂性，算法收斂得到最優(yōu)值，故選址種群大小為30個(gè)，此時(shí)的應(yīng)急救援基地的雙覆蓋為最優(yōu)，進(jìn)一步證明了本文方法的可行性。

表5　不同種群大小下應(yīng)急事故點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)急救援基地

注：表中符號(hào)表示應(yīng)急救援基地標(biāo)號(hào)；應(yīng)急事故點(diǎn)R=160 km。

表6　不同種群大小下應(yīng)急救援基地覆蓋的應(yīng)急事故點(diǎn)個(gè)數(shù)

注：應(yīng)急救援基地R=160 km；0為未覆蓋應(yīng)急事故點(diǎn)；1為覆蓋1個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)；2為覆蓋2個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)。

應(yīng)急救援的最優(yōu)雙覆蓋最終結(jié)果為：大連、葫蘆島、秦皇島、唐山、天津、黃驊、東營(yíng)、蓬萊和濰坊共9個(gè)應(yīng)急救援基地都分別覆蓋了2個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)，覆蓋情況分別為大連—j18、j19，葫蘆島—j4、j17，秦皇島—j15、j16，唐山—j2、j14，天津—j5、j6，黃驊—j3、j8，東營(yíng)—j1、j13，蓬萊—j11、j20，濰坊—j7、j9；煙臺(tái)和萊州分別覆蓋了1個(gè)應(yīng)急事故點(diǎn)，故應(yīng)在大連、葫蘆島、秦皇島、唐山、天津、黃驊、東營(yíng)、蓬萊、濰坊、煙臺(tái)和萊州設(shè)置應(yīng)急救援基地。最優(yōu)雙覆蓋結(jié)果進(jìn)一步證明了應(yīng)急救援基地雙覆蓋的有效性。

5　結(jié)束語

本文在保證應(yīng)急事故點(diǎn)被全部覆蓋的基礎(chǔ)上，綜合考慮了應(yīng)急事故點(diǎn)和應(yīng)急救援基地之間的最短距離和雙覆蓋要求，提高了應(yīng)急救援基地布局與海域事故風(fēng)險(xiǎn)分布的適應(yīng)性，構(gòu)建了基于應(yīng)急救援基地的雙覆蓋應(yīng)急事故點(diǎn)模型。使用該模型對(duì)渤海海域應(yīng)急救援基地選址進(jìn)行實(shí)例分析，基于渤海海域環(huán)境條件和事故發(fā)生率，利用地理網(wǎng)格化方法得到20個(gè)事故點(diǎn)，選定14個(gè)應(yīng)急救援基地候選點(diǎn)，然后基于遺傳算法優(yōu)化求解。本文提出的應(yīng)急基地雙覆蓋模型比現(xiàn)有的選址模型有更大的覆蓋率，且適應(yīng)度函數(shù)值高達(dá)0.92，充分驗(yàn)證了其有效性和可行性。

[1]李洪成,吳曉平,付鈺,等.海上應(yīng)急保障資源調(diào)度的多目標(biāo)模糊規(guī)劃模型[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2015,15(4):172-176.

[2]詹斌,馮樂,宋文娟.水上突發(fā)事件應(yīng)急資源儲(chǔ)備點(diǎn)選址模型研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2015,37(8):31-36.

[3]BROTCORNE L,LAPORTE G,SEMET F.Ambulance location and relocation models[J].European journal of operational research,2003,147:451-463.

[4]BERMAN O,HUANG R.The minimum weighted covering location problem with distance constraints[J].Computers & operations research,2008,35(3):356-372.

[5]BERALD P,BRUNI M E.A probabilistic model applied to emergency service vehicle location[J].European journal of operational research,2009,196(1):323-331.

[6]CANBOLAT M S，MASSOW M V.Locating emergency facilities with random demand for risk minimization[J].Expert systems with applications,2011,38(1):10099-10106.

[7]袁文燕,彭云,楊豐梅.基于危險(xiǎn)化學(xué)品事故的雙層次及中心選址模型[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2015,35(3):729-735.

[8]LIU Y,ROSHANDEH A M,LI Z,et al.Heuristic approach for optimizing emergency medical services in road safety within large urban networks[J].Journal of transportation engineering,2014,140(9):04014043.

[9]李云斌,劉敬賢,魏蕾,等.渤海海域溢油應(yīng)急基地多目標(biāo)優(yōu)化選址方法[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào),2016,37(4):1-6.

[10]艾云飛,呂靖,張麗麗.水上應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫選址-分配優(yōu)化模型[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào),2015,41(2):62-66.

[11]HAKIMI S L.Optimal locations of switching centers and the absolute centers and medians of a graph[J].Operations research,1970,12(3):450-459.

[12]REVELLE C S,EISELT H A.Location analysis:a synthesis and survey [J].European journal of operational research,2005,165(1):1-19.

[13]TOREGAS C,REVELLE C.Optimal location under time or distance constraints[J].Papers in the regional science,1972,28(1):133-144.

[14]吳兆麟,朱軍.海上交通工程[M].大連:大連海事大學(xué)出版社,2004:291-292.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51479156,51179147);湖北省科技支撐基金項(xiàng)目(對(duì)外合作類2015BHE004);武漢理工大學(xué)自主創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2016-HY-B1-09)

李歡歡(1989- ),女,河南鄭州人,博士生,主要研究方向?yàn)榻煌ōh(huán)境與安全保障.

2016-07-22

1672-6871(2017)01-0098-07

10.15926/j.cnki.issn1672-6871.2017.01.020

X951

A