灾后交通网络修复与救援协同优化方法

摘要

在自然灾害发生后,及时组织高效有序的应急救援活动,是减轻灾区人员伤亡和财产损失的关键工作。交通网络是开展灾后救援活动的重要物质基础,为保证灾后救援行动的时效性、降低应急救援在受损交通网络功能恢复过程中的延迟性,需要协同优化交通网络修复与应急救援等决策。考虑交通网络内道路受损程度、物资需求分布等因素,协同调度有限数量的救援队伍和道路维修队伍,优化确定受损道路修复次序和应急物资运输路线。以最小化受灾区域内群众因等待救援而产生的累计剥夺成本为目标,同时考虑灾后交通网络连通性、旅行时间可靠性和救援分配公平性等约束条件,构建协同优化问题的非线性混合整数规划模型。结合问题特征,在采用精英和排序混合策略对信息素更新进行改进的基础上,设计二阶段蚁群算法进行模型的求解和计算。算例分析表明,该优化模型和算法计算快捷,所得结果合理,道路维修队伍能够协调应急救援队伍运输路径,合理规划受损节点的修复次序,减少救援队伍中途的等待时间,应急救援行动的效率明显提高,救援物资的分配也更加合理,说明所提出的方法可以为相关问题提供科学的决策参考依据。