基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法技术

本发明专利技术涉及船舶救援基地选址技术领域，具体是基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法，包括以下步骤：在受灾区域内随机选取设定数量的位置作为初始设施点，并计算各个初始设施点的适应度值；在各个初始设施点的邻域内进行随机搜索，并将搜索到的位置记为候选设施点；计算各个候选设施点的适应度值；用适应度值大的候选设施点替换对应的初始设定点；在所有的初始设施点都替换完成后，计算各个初始设施点的目标函数值，其中目标函数值最大的设施点即为受灾区域内的最优应急船舶救援基地；本发明专利技术能够有效且合理的规划应急船舶救援基地的位置，进而在发生灾害时，能够及时的派出救援，以满足救援需求

【技术实现步骤摘要】
基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法


[0001]本专利技术涉及船舶救援基地选址
，具体是基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法
。

技术介绍

[0002]水上突发险情和洪涝灾害的发生，会给各地造成严重的经济损失，并且极大的影响了人民的生命财产安全
。
为了能够及时的应对发生的险情，在一些险情常发的地域建立了应急船舶救援基地，以便在险情发生时，能够及时的派出救助人员进行救助
。
但是如何在险情常发的地域建立分布合理的救援基地，是一个比较大的难题
。
为了解决这个难题，专利
CN114971061A
公开了一种应急救援基地选址优化方法；该方法为：对需要选址备灾救援基地的区域进行自然灾害风险等级划分；确定区域内备灾救援基地选址的重要影响因素，并计算出权重值；利用地理信息系统空间分析选出适合布置备灾救援基地的可行域，通过适合布置备灾救援基地的可行域建立区域备灾救援基地选址模型；按照自然灾害风险等级将所述区域划分成多个小区域，通过随机抽样初选出所述区域内的隐藏事故点；在隐藏事故点范围内遴选前沿救援基地；将选出的前沿救援基地引入建立区域备灾救援基地选址模型中，交叉重叠的地点作为所述区域优选出的备灾救援基地
。
该方法能够确保应急管理工作的高效性
、
专业性，救援时最大程度减轻灾害风险
。
[0003]上述现有技术以距离最近为目标，进而选择距离受灾点最近的应急船舶救援基地进行救援
。
然而，在洪涝灾害发生后，受灾点向最近的应急船舶救援基地请求救援时，若该应急船舶救援基地正好处于救助繁忙状态，就无法向该受灾点发出救援，进而导致该受灾点因救援不及时出现人员伤亡，造成较大的人员和财产损失
。

技术实现思路

[0004]为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法
。
本专利技术能够有效且合理的规划应急船舶救援基地的位置，进而在发生灾害时，能够及时的派出救援，并满足救援需求
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法，包括以下步骤：
S1、
在受灾区域内随机选取设定数量的位置作为初始设施点，并通过适应度函数计算公式计算各个初始设施点的适应度值；
S2、
在各个初始设施点的邻域内进行随机搜索，并将搜索到的位置记为候选设施点；通过适应度函数计算公式计算各个候选设施点的适应度值；
S3、
比较初始设施点与该初始设施点邻域内的候选设施点的适应度值，并用适应度值大的候选设施点替换对应的初始设定点；
S4、
在所有的初始设施点都替换完成后，计算各个初始设施点的目标函数值，其中目标函数值最大的设施点即为受灾区域内的最优应急船舶救援基地
。
[0006]作为本专利技术再进一步的方案：所述目标函数值由目标函数计算而得，目标函数计算公式如下：
[0007]其中，
G
表示目标函数值；
maximize
表示最大化；
N
表示所有受灾点构成的集合；
N
i
表示能对第
i
个受灾点提供救助的所有设施点构成的集合；
d
i
表示第
i
个受灾点的需求量；
x
ij
表示第
i
个受灾点由第
j
个设施点救助
。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：目标函数还满足以下六条约束条件：第一条约束条件：
[0009]该约束条件表示受灾点最多只能分派到一个设施点；第二条约束条件：
[0010]其中，
y
i
表示第
i
个受灾点分派到的设施点中启用的设施点为
p
个；第三条约束条件：
[0011]第三条约束条件表示只有在设施点启用时，才能够向该设施点分派受灾人员；第四条约束条件：
[0012]其中，
f
i
表示第
i
个受灾点的救助需求速率；
μ
j
表示第
j
个设施点的平均救助速率；
b
表示在第
j
个设施点排队等候救援的受灾人数；
α
表示在第
j
个设施点等候救援的受灾人数不超过或使受灾人员在第
j
个设施点等候救援的时间不超过
τ
的最小概率；
τ
表示受灾人员在第
j
个设施点等候救援的时间；第五条约束条件：
[0013]第六条约束条件：
[0014]该约束条件表示
y
i
和
x
ij
均是属于0或1的决策变量
。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：步骤
S1
的具体步骤如下：
S11、
根据地区历史受灾数据确定受灾区域：
S12、
通过筛选公式在受灾区域内随着选择
NP
个位置作为初始设施点，并保存在初始种群集合
A
l
中，，
A
l
表示第
l
个初始设施点的初始种群集合，表示第
l
个初始设施点
a
l
的第1维度分量，表示第
l
个初始设施点
a
l
的第2维度分量，表示第
l
个初始设施点
a
l
的第
m
维度分量；表示第
l
个初始设施点
a
l
的第
M
维度分量；筛选公式表示如下：
[0016]其中，表示第
l
个初始设施点
a
l
的第
m
维度分量的上限值；表示第
l
个初始设施点
a
l
的第
m
维度分量的下限值；
R
表示区间
[0,1]内均匀分布的随机数；
S13、
接着使用适应度函数计算各个初始设施点的适应度值，同时设置第
l
个初始设施点的计数器
trail
l
取值为0；适应度函数的计算公式如下：
[0017]其中，
fit
l
表示第
l
个初始设施点的适应度值；
f(A
l
)
表示第
l
个初始设施点的救援速率；
abs
表示取绝对值函本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
在受灾区域内随机选取设定数量的位置作为初始设施点，并通过适应度函数计算公式计算各个初始设施点的适应度值；
S2、
在各个初始设施点的邻域内进行随机搜索，并将搜索到的位置记为候选设施点；通过适应度函数计算公式计算各个候选设施点的适应度值；
S3、
比较初始设施点与该初始设施点邻域内的候选设施点的适应度值，并用适应度值大的候选设施点替换对应的初始设定点；
S4、
在所有的初始设施点都替换完成后，计算各个初始设施点的目标函数值，其中目标函数值最大的设施点即为受灾区域内的最优应急船舶救援基地
。2.
根据权利要求1所述的基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法，其特征在于，所述目标函数值由目标函数计算而得，目标函数计算公式如下：其中，
G
表示目标函数值；
maximize
表示最大化；
N
表示所有受灾点构成的集合；
N
i
表示能对第
i
个受灾点提供救助的所有设施点构成的集合；
d
i
表示第
i
个受灾点的需求量；
x
ij
表示第
i
个受灾点由第
j
个设施点救助
。3.
根据权利要求2所述的基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法，其特征在于，目标函数还满足以下六条约束条件：第一条约束条件：该约束条件表示受灾点最多只能分派到一个设施点；第二条约束条件：其中，
y
i
表示第
i
个受灾点分派到的设施点中启用的设施点为
p
个；第三条约束条件：第三条约束条件表示只有在设施点启用时，才能够向该设施点分派受灾人员；第四条约束条件：其中，
f
i
表示第
i
个受灾点的救助需求速率；
μ
j
表示第
j
个设施点的平均救助速率；
b
表示在第
j
个设施点排队等候救援的受灾人数；
α
表示在第
j
个设施点等候救援的受灾人数不超过或使受灾人员在第
j
个设施点等候救援的时间不超过
τ
的最小概率；
τ
表示受灾人员在第
j
个设施点等候救援的时间；第五条约束条件：
第六条约束条件：该约束条件表示
y
i
和
x
ij
均是属于0或1的决策变量
。4.
根据权利要求1或2或3所述的基于概率最大覆盖模型的应急船舶救援基地选址优化方法，其特征在于，步骤
S1
的具体步骤如下：
S11、
根据地区历史受灾数据确定受灾区域：
S12、
通过筛选公式在受灾区域内随着选择
NP
个位置作为初始设施点，并保存在初始种群集合
A
l
中，，
A
l
表示第
l
个初始设施点的初始种群集合，表示第
l
个初始设施点
a
l
的第1维度分量，表示第
l
个初始设施点
a
l
的第2维度分量，表示第
l
个初始设施点
a
l
的第
m
维度分量；表示第
l
个初始设施点
a
l
的第
M
维度分量；筛选公式表示如下：其中，表示第
l
个初始设施点
a
l
的第
m
维度分量的上限值；表示第
l
个初始设施点
a
l
的第
m
维度分量的下限值；
R
表示区间
[0,1]
内均匀分布的随机数；
S13、
接着使用适应度函数计算各个初始设施点的适应度值，同时设置第
l
个初始设施点的计数器
trail
l
取值为0；适应度函数的计算公式如下：其中，
fit
l
表示第
l
个初始设施点的适应度值；
f(A
l
)
表示第
l
个初始设施点的救援速率；
abs
表示取...

【专利技术属性】
技术研发人员：于竞宇，林威，韩久春，王静峰，张玉明，浦玉学，徐少华，朱勇超，杜海峰，李振轩，张琼，吴继成，
申请(专利权)人：安徽建工交通航务集团有限公司，
类型：发明
国别省市：