基于灾害应急联盟的应急资源调度与仿真研究

应急资源调度（ERA）是应急决策系统中的关键问题，而面向多应急点的ERA问题是其中极具挑战性的前沿课题。本项目通过引入问题相关的领域知识和约束条件，在智能决策领域开展应用基础研究，通过引入灾害应急联盟（DRC）来构建ERA模型，重点研究基于二维免疫优化和冲突消解的ERA算法，从而在agent应急资源有限的情况下，实现各agent自由竞争救援任务，且能根据各agent的应急资源负荷状况明确给出各agent在各救援任务中的实际资源量，以从根本上杜绝应急资源冲突现象，同时基于云模型和D-S证据理论探索应急能力综合评价指标体系，确保agent高效、及时合作，提高DRC的救援效率，并基于上述的ERA理论搭建多应急点ERA仿真平台，以验证其整体有效性。此项目属于多学科交叉的应用基础研究，通过实施该项目，可以为实际应急系统的研制和开发提供理论指导和方法依据，推动应急系统仿真技术的发展。

应急资源调度是灾害应急管理中的一个非常重要和活跃的方向，而面向多储备点、多发放点和多种救援物资的应急救援物资并行分配问题（distribution of emergency relief supplies, DERS）是其中极具挑战性的前沿课题。本项目通过引入问题相关的领域知识和约束条件，在智能决策系统领域开展应用基础研究，主要创新成果有：（1）构建了面向多发放点的应急救援物资并行分配数学模型，并分析了其计算复杂性。本项目引入合作博弈论中的协作联盟概念，基于灾害响应联盟（disaster response coalition, DRC）对传统DERS模型进行了扩充，提出了“剩余资源量”和“实际贡献量”等相关分量，以衡量每个物资储备点的资源负荷状况。本项目重点分析和推理了DERS模型的计算复杂性以及各分量之间的逻辑关系，从数学层面严格清晰的刻画了发生应急救援物资冲突的条件，从而为避免救援物资冲突提供参考依据，为后续设计切实可行的应急救援物资并行分配算法提供理论支撑。（2）提出了基于二维免疫和抗体修正的应急救援物资并行分配算法。本项目将免疫算法扩充至二维二进制编码（每一列代表一个物资发放点，每一行代表一个物资储备点），着重研究了相应的抗体修正策略，分析了其复杂度和有效性，在抗体修正策略中充分考虑了各物资储备点的资源负荷状况，且能根据各物资储备点的资源负荷状况明确给出各储备点在各个发放点中的实际贡献量，从而可以从根本上杜绝应急救援物资冲突现象，为后续的应急方案评估和响应提供了可靠的依据。（3）提出了一种基于云模型和模糊聚合的应急决策方案评估方法。针对传统应急方案评估方法大都依赖于指挥员个人的知识和经验，具有相当大的主观随意性，而且不能综合不同领域专家的建议，无法做到集思广益，本项目引入云模型这一定性定量转换模型，用以实现自然语言值表示的定性概念与定量表示之间的不确定性，并考虑专家的不同偏好，采用模糊软集合实现不同专家评价信息的融合，从而能够消除分歧，从整体上有效分辨和权衡各应急方案的优劣。（4）本项目以应急救援物资并行分配模型为理论基础，以基于二维免疫的应急救援物资并行分配算法为技术支撑，以云模型和模糊聚合为评价手段，搭建了灾害应急管理仿真系统，从而既验证了所提应急资源调度理论和方法的整体有效性，又为解决重大灾害的应急管理问题提供了理论指导和方法依据。