城市交通突发事件应急联动的流程建模与资源优化调度

城市交通突发事件应急联动资源调度问题的特点是：应急联动以时间效率为先同时具有弱经济性、应急联动所依赖的交通路网具有不确定性、多部门联动应遵循科学的应急流程等。这些特点使得应急联动资源优化调度建模成为关键，而现有建模方法存在与应急流程脱节、模型参数仅凭经验设定的缺陷，相关理论研究难以取得突破。对此，本项目将应急联动流程分析与应急资源调度问题进行集成研究。首先提出具有资源和时间约束的应急联动工作流Petri网建模新方法，研究与之对应的时间性能分析、结构合理性判定与结构动态优化理论。其次，依据优化后的应急联动流程构造相应资源调度模型中的资源需求量、资源到达时间窗等约束条件，从而建立基于随机路网的应急资源调度模型。最后，针对随机规划模型，研究其确定性等价转化条件及基于混沌粒子群的启发式优化算法。项目将应急联动流程与资源调度相集成的研究思路，可为解决应急联动资源调度问题提供可行途径。

针对城市突发事件情形下，参与应急救援的部门多、救援时间有限、资源受限等特点，本项目提出（1）进行多部门应急联动开展救援的工作流程Petri网建模、分析，从而提供定量化的应急流程描述手段、工具；在此基础上，（2）进行与应急工作流程相对应、相适应的应急资源优化调度研究，（3）以及应急资源运输车辆的路径规划研究。. 围绕上述任务，项目组完成了以下研究：. （1）提出具有资源和时间约束的应急工作流模型（RDWF-nets）. 救援工作涉及到人力、工具、物资材料等资源，救援作业时间与资源有一定关系；各部门之间的配合关系影响最终整体的救援效率。为此，提出具有资源和不确定性时间约束的工作流网模型，即基于P-time Petri网的资源主导型工作流网模型（RDWF-nets）。.对RDWF-nets给出详细定义，并进行模型结构合理性分析，如Soundness-1性质分析；对该类型网络中的时间性能计算和建模方法进行阐述，为该模型的应用奠定了基础。. （2）建立应急资源配置与车辆路径规划集成模型及其混合求解算法.交通应急救援涉及到应急救援站点的选择、应急资源配置和车辆路径规划三个方面。项目组综合考虑资源、运输和惩罚成本之间的均衡关系，采用RDWF-nets工作流网方法对交通应急救援过程进行建模与分析，构造交通应急救援中的资源配置与车辆路径规划集成模型，并采用PSO与GA的混合优化算法，嵌套调用RDWF-nets应急工作流模型，对集成问题模型进行求解。.通过仿真案例验证了集成模型及其求解方法，不仅能够更加科学地描述应急救援过程，同时也优化了整个应急流程，使得救援过程总耗费成本达到最小。. （3）建立应急疏散仿真系统并进行路径选择行为模糊推理模型研究.在应急情形下，以机动车为出行工具的路径选择行为非常复杂，而且这些行为对于网络交通流行为及对应的交通管理措施，都具有十分重要的意义。为了揭示出行者在疏散过程中的路径选择行为，与路网动态性能之间的关系，项目组编制了相应的宏观交通流仿真程序，可实现对交通流分配过程的数值仿真。.通过荷兰Walcheren半岛疏散案例，以及广州市天河区BRT与小汽车疏散案例，揭示路径选择行为对疏散效率的影响，以及可能对交通优化管理带来的影响。通过仿真，可为实际应急交通管理提供效果评估工具。