【技术实现步骤摘要】
基于合作博弈的灾后运输网络修复优化方法
[0001]本专利技术的实施例涉及运输网络
，尤其涉及一种基于合作博弈的灾后运输网络修复优化方法。
技术介绍
[0002]社会经济发展与许多不同种类的运输网络息息相关，然而各种灾难发生时，运输网络遭到破坏后，轻则降低人们生活水平，重则威胁人民生命财产安全，因此，灾后运输网络修复尤为重要。通常，修复受损运输网络需要多方合作，且运输救灾物资会产生相应运输成本，如何选择最短路以降低总修复成本和合理分摊成本以促成合作，成为现实问题。这类涉及多方合作组合优化博弈问题被称为“最优成本分摊问题”(Optimal Cost Allocation/Share Problem,OCAP/OCSP)。
[0003]目前，对于对OCAP问题求解，现有方法主要有2种：方法1，Caprara等对求解特征函数为线性的OCAP提出的一种基于行生成和列生成技术的线性松弛理论方法；方法2，Liu等对特征函数为非线性的OCAP提出的一种基于拉格朗日松弛理论的方法。
[0004]方法1难以解决特定背景下...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于合作博弈的灾后运输网络修复优化方法，包括：根据运输节点的位置信息，在任意两个所述运输节点之间建立连线形成一条受灾线路，依据每个所述运输节点和所述受灾线路建立运输网络图，并且预先设置运输任务批次的数量；依据所述运输网络图和所述运输任务批次的数量构建合作博弈问题特征函数；为所述合作博弈问题特征函数构建拉格朗日松弛函数，并实施拉格朗日松弛过程求解得到目标拉格朗日乘子和乘子集合；将所述合作博弈问题特征函数和所述拉格朗日松弛函数分解为第一子博弈特征函数和第二子博弈特征函数；对于所述第一子博弈特征函数和所述第二子博弈特征函数分别求解得到第一子博弈分摊方案和第二子博弈分摊方案；其中，所述第一子博弈分摊方案表征所有所述运输任务的成本组合方案，所述第二子博弈分摊方案表征稳定成本分摊方案；根据所述第一子博弈分摊方案和所述第二子博弈分摊方案计算目标修复合作成本分摊方案；以及输出所述目标修复合作成本分摊方案。2.根据权利要求1所述的运输网络修复优化方法，其中，所述运输网络图包括无向网络图G＝(M，E)；其中，M＝{1，2，
…
，m}为所述运输节点集合，E为所述受灾线路集合，每条受灾线路(i，j)∈E的运输成本为受灾后c
ij
和受灾前c
′
ij
，每条线路修复成本r
ij
，其中i，j∈M。3.根据权利要求2所述的运输网络修复优化方法，其中，所述运输任务批次的数量包括n批次运输任务，依据运输任务设置运输者集合N＝{1，2，
…
，n}，将所述运输者作为参与者；其中，n为大于0的自然数。4.根据权利要求3所述的运输网络修复优化方法，其中，依据所述运输网络图和所述运输任务批次的数量构建合作博弈问题特征函数，包括：基于满足最小加权运输成本的表达式构建所述合作博弈问题特征函数；其中，最小加权运输成本的表达式如下式1：式1中，w
k
代表运输任务权重；代表运输网络修复后完成运输任务(o
k
，d
k
)最短路的距离，其中k∈N；k代表某个运输批次；所述合作博弈问题特征函数如下式2：所述合作博弈问题特征函数如下式2：所述合作博弈问题特征函数如下式2：所述合作博弈问题特征函数如下式2：
式2.1
‑
2.3表示合作博弈问题特征函数的约束条件；其中，决策已修复受灾线路(i，j)是否在运输任务(o
k
，d
k
)最短路上，是则否则否则决策未修复受灾线路(i，j)是否在运输任务(o
k
，d
k
)最短路上，是则否则zij决策是否修复受灾线路(i，j)，是则z
ij
＝1，否则z
ij
＝0；参与者和运输任务k是否参与联盟s合作，是则否则s是N的子集；最短路表征为运输成本最小的路径。5.根据权利要求4所述的运输网络修复优化方法，其中，为所述合作博弈问题特征函...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘林冬，宣洪伟，李胜，李振东，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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