一种应急物资调度系统及计算方法技术方案

技术编号:7506372 阅读:355 留言:0更新日期:2012-07-11 05:39
本发明专利技术提供了一种应急物资调度方法和系统,该系统包括如下结构:数据输入/输出组件、数据预处理组件、物资调度运算组件、数据库操作接口组件和系统界面。该应急物资调度系统针对多出救点-多受灾点-多物质调度问题,通过综合应用多种算法解决车辆未满载问题、并对多物资配送及配送路径进行优化,使模型解算结果更优、速度更快;该系统为应急物资调度提供应急事件受灾点、物资配送点的位置、距离以及道路网络等空间信息,并将应急物资调度结果进行可视化显示。本发明专利技术应急物资调度系统具有较强的实用性,克服了现有技术中所述的问题,可广泛使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应急管理领域,特别涉及。
技术介绍
科学合理地开展应急资源调度,最大限度的发挥有限的应急资源的价值,是应急管理中的一项重要工作。应急资源调度涉及到多受灾点、多出救点及多种应急物质,以时间最短和运输成本最低为目标,将物质从出救点运送到受灾点的过程,是一个复杂的多目标优化问题,针对这类问题的研究方法主要是通过建立应急物资调度模型及系统来寻求最优解。目前国内外学者在应急物资调度研究方面已取得了一些成果。根据其适用条件分为多出救点-单受灾点-单物质调度模型,多出救点-单受灾点-多物质调度模型。应急物资的调度包括配送车辆路径和物质流分配两个问题,在模型的构建方面,通过建立多目标数学规划模型、混合整型多物资网络流等模型对两个问题进行综合求解。模型的求解方法分为精确求解和启发式求解,精确求解是通过严谨的数学模型,利用数学法则或数据结构搜寻的方式,寻找最优解。常见的精确求解法有动态规划法、分支定界法、线性规划法等。 启发式求解是基于直观或经验构造的算法,在可接受的花费(如计算时间、占用空间等)下给出一个可行解,常见的启发式算法有遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法等。模型的求解结果包括配送路线以及每条路线上分配的最优运输车辆(货物量可根据车辆满载重量折算)的数量。其中在应急物质配送路径求解过程中通常引入蚁群算法、遗传算法等启发式算法进行求解。以上这些模型在研究和应用中还存在一些问题或者说不足。多出救点-多受灾点-多物质调度模型的适用性最广,而目前国内外在这方面的研究很少,这也是目前应急调度模型研究的重点和难点。Linet Ozdamar (2004)及Claudia Archetti (2008)提出了这种类型的模型,通过构建混合整型多物质网络流模型求解,但在模型解算过程中存在一个问题,即当解出的最优车辆数不是整数时,则将车辆数都增加至大于这个实数的最小整数, 这意味着车辆在未满载的情况下可能多次往返于应急物资供应点和不同的物质发放点,显然这与应急救援实际场景不符合;而且,在应急物质种类和供应点较多的情况下,这种处理方法会使整体所需车辆数的解算结果以及配送路程较大的超过实际需求,配送路程以及配送车辆并没有达到最优。另一方面,应急资源调度模型虽然在理论和方法上有很大的发展,但离广泛地实际应用还存在很大的差距,在实际应急指挥决策中需要应急资源调度系统的应用和支持。已有的大多数模型,只是在数值计算软件中进行模拟,没有与空间信息结合,模型的实用性不强,同时模型的解算速度也影响其广泛应用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种所述的应急物资调度系统,本专利技术的目的还在于提供该调度系统的计算方法;本专利技术的目的还在于提供一种应急物资调度方法。本专利技术目的是通过如下方案实现的。本专利技术应急物资调度系统包括如下结构数据输入/输出组件、数据预处理组件、 物资调度运算组件、数据库操作接口组件和系统界面(如附附图说明图1所示)。其中,数据输入/输出组件用于输入应急物资调度的出救点、受灾点的空间位置信息、属性信息;用于将数据库操作接口组件获取的数据,转换为地图、表格、文档等形式输出显示。其中,数据预处理组件根据数据库操作接口组件获取的出救点、受灾点空间坐标点、需求、供给数据以及道路网络数据,计算各出救点-受灾点间的最短距离;然后将供给、 需求数据调整为供需平衡形式;同时将供需点距离、需求数据转换为单位运价表和产销平衡表格式,以进行物资调度计算。其中,物资调度运算组件根据数据预处理组件生成的供给需求数据表以及根据数据库操作接口组件所获取的相关数据,进行物质调度计算;计算包括三个模块,即单纯性法模块、多物资融合算法模块以及改进节约算法模块首先应用单纯形法模块得到每类物质的初始配送结果;然后应用物资融合模块进行多物质配送优化;最后应用改进节约算法模块进行配送路径优化,得到物资调度结果;物质调度结果生成的属性信息和空间路径信息存储到相应的属性表和空间表中;其中,数据库操作接口组件用于将数据输入/输出组件、数据预处理组件以及物资调度运算组件与数据库存储系统连接,向数据库中创建受灾点、出救点、供需路径及距离和物资调度结果数据表,并向数据表中存储、修改、读取受灾点、出救点的空间位置、供需量数据、距离数据以及物资调度运量数据;包括空间数据操作接口以及属性数据操作接口两种类型空间数据操作接口是基于商用空间数据引擎实现空间数据在数据库中的存取;属性数据操作接口是基于通用的数据库存取组件实现属性数据在数据库中的存取。本专利技术应急物资调度系统中的数据库结构如下本专利技术应急物资调度系统中的数据库是基于关系型数据库存储应急物资调度数据,包括空间数据和属性数据两种类型;存储的数据表包括受灾点信息表、出救点信息表、 物资需求表、物资供给表、受灾点-出救点距离表、受灾点-受灾点距离表、以及物资调度方案表和道路网络数据表;各数据表结构如下表1受灾点信息表本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应急物资调度系统,其特征在于该应急物资调度系统的结构包括数据输入/ 输出组件、数据预处理组件、物资调度运算组件、数据库操作接口组件和系统界面。2.如权利要求1所述的应急物资调度系统,其特征在于其中,数据输入/输出组件用于输入应急物资调度的出救点、受灾点的空间位置信息、属性信息;用于将数据库操作接口组件获取的数据,转换为地图、表格、文档等形式输出显不;其中,数据预处理组件根据数据库操作接口组件获取的出救点、受灾点空间坐标点、 需求、供给数据以及道路网络数据,计算各出救点-受灾点间的最短距离;然后将供给、需求数据调整为供需平衡形式;同时将供需点距离、需求数据转换为单位运价表和产销平衡表格式,以进行物资调度计算;其中,物资调度运算组件根据数据预处理组件生成的供给需求数据表以及根据数据库操作接口组件所获取的相关数据,进行物质调度计算;计算包括三个模块,即单纯性法模块、多物资融合算法模块以及改进节约算法模块首先应用单纯形法模块得到每类物质的初始配送结果;然后应用物资融合模块进行多物质配送优化;最后应用改进节约算法模块进行配送路径优化,得到物资调度结果;物质调度结果生成的属性信息和空间路径信息存储到相应的属性表和空间表中;其中,数据库操作接口组件用于将数据输入/输出组件、数据预处理组件以及物资调度运算组件与数据库存储系统连接,向数据库中创建受灾点、出救点、供需路径及距离和物资调度结果数据表,并向数据表中存储、修改、读取受灾点、出救点的空间位置、供需量数据、距离数据以及物资调度运量数据;包括空间数据操作接口以及属性数据操作接口两种类型空间数据操作接口是基于商用空间数据引擎实现空间数据在数据库中的存取;属性数据操作接口是基于通用的数据库存取组件实现属性数据在数据库中的存取。3.如权利要求2所述的应急物资调度系统,其特征在于其中数据库结构如下数据库是基于关系型数据库存储应急物资调度数据,包括空间数据和属性数据两种类型;存储的数据表包括受灾点信息表、出救点信息表、物资需求表、物资供给表、受灾点-出救点距离表、受灾点-受灾点距离表、以及物资调度方案表和道路网络数据表;各数据表结构如下4.如权利要求1-3任一所述的应急物资调度系统,其特征在于该应急物资调度系统的流程包括如下步骤首先调用数据输入/输出组件,输入受灾点、出救点、物资需求和供给数据,通过数据库操作接口组件在数据库中生成相应的数据表;再调用数据预处理组件,将供给、需求数据调整为供需平衡形式,并将数据转换为符合物资调度运算需要的格式;再调用数据库操作接口组件,存储应急物资调度结果,最后通过数据输入/输出组件,以地图形式以及表格形式显示应急物资调度结果;其中,物资调度运算包括三个部分(1)对每一类物资,调用数据库操作接口组件,读取其物资供需信息,调用单纯形算法,生成该类物资的初始配送结果;(2)调用多物资融合算法模块,对各物资的单纯形计算结果进行处理,生成多物资融合运算结果;C3)调用改进节约算法模块,对多物资融合算法的结果进行路径节约计算,生成最后的应急物资调度结果,包括物资配送路径及运量。5.如权利要求1-3任一所述的应急物资调度系统,其特征在于该应急物资调度系统的运算方法包括如下步骤A.问题描述基于单纯形法的思想,对多点对多点的应急物质调配问题描述为有m个生产地点AiG = 1,2,…,m)可供应某种物资,其供应量(产量)分别为 (i =1,2,…,m);有η个销地B」,j = 1,2,…,n,其需求量分别为b」(j = 1,2,-,η);从&到h运输单位物资的运价(单价)为Cu,这些数据可汇总于产销平衡表和单位运价表...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈云浩方利高啸峰
申请(专利权)人:北京师范大学
类型:发明
国别省市:

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