基于RDWF-net的交通应急流程建模与资源配置优化

摘要

随着城市化进程的不断推进，车辆保有量持续增加且城市路网日趋复杂，这些变化加大了交通事故发生的概率。在大城市中若发生交通事故，相关部门需在尽可能短的时间内完成交通应急救援。若救援不及时，轻则造成交通拥堵，重则导致二次事故，造成巨大损失。然而，城市交通事故救援流程涉及到多个应急部门以及不同种类的工作人员和物质资源，在人员配合与资源协调调度方面存在一定的难度。
　　为此，本文从交通应急流程建模和分析方面入手，提出通过图形化、定量化的建模工具，揭示复杂应急流程中不同资源在时间上的配合关系及其对应急总体效率的影响，由此提出面向最优应急效率的应急资源分配方法。主要内容如下:
　　(1)在分析、总结城市交通应急流程特性的基础上，提出采用Petri网理论进行应急工作流程建模;比较分析Petri网、常规工作流网、具有时间约束的工作流网和具有资源约束的工作流网，在流程建模中的特点和区别。
　　(2)从应急效率受应急资源约束的特点出发，提出一种新的资源主导型工作流网，并从模型定义、模型结构、执行规则和性质验证等方面，对资源主导型工作流网的建模应用进行详细论述。
　　(3)提出从资源使用成本和应急流程执行时间两个维度评价交通应急救援流程，分别建立资源供应量与应急资源成本以及资源供应量与应急救援时间之间的数学模型，并设计基于PSO的城市交通应急资源配置优化算法。
　　本文在分析城市交通应急特性和常见流程建模方法的基础上，提出基于资源主导型工作流网的交通应急流程建模方法与应急资源配置优化算法。案例分析表明，本文提出的资源主导型工作流网建模方法能够较为合理地表达实际应急救援工作流程，基于该模型进行应急资源配置可以控制应急救援的成本并提升应急救援的效率。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外应急管理实践现状

1．2．2 国内外应急管理研究领域

1．2．3 工作流网建模研究现状

1．3 研究意义

1．4 研究内容

第二章 城市交通应急流程建模研究

2．1 交通应急流程分析

2．2 交通应急流程传统建模

2．3 基于工作流网的流程建模

2．3．1 基于Petri网的流程建模

2．3．2 具有时间约束的工作流网建模

2．3．3 具有资源约束的工作流网建模

2．4 本章小结

第三章 基于RDWF-net的城市交通应急流程建模

3．1 资源主导型工作流网(RDWF-net)的模型定义

3．2 RDWF-net的结构和执行规则

3．3 RDWF-net的性质验证

3．4 实例分析

3．5 本章小结

第四章 基于PSO的交通应急资源配置优化

4．1 应急资源配置优化背景

4．2 应急资源配置优化分析

4．2．1 应急资源配置优化目标

4．2．2 应急执行效率分析

4．2．3 应急流程执行成本分析

4．3 基于PSO的城市应急资源配置优化

4．3．1 PSO算法介绍

4．3．2 应急资源配置优化框架

4．3．3 应急资源配置优化模型

4．3．4 基于PSO的应急资源配置优化算法流程

4．4 本章小结

第五章 城市交通应急流程案例分析

5．1 应急流程案例介绍

5．2 基于RDWF-net的流程建模与资源配置优化

5．2．1 基于RDWF-net的流程建模

5．2．2 资源配置优化模型

5．3 案例模型求解与结果分析

5．3．1 算法设计

5．3．2 模型求解与结果分析

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢