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原文传递内河重点航段突发事件资源调配决策支持方法研究

论文题名：	内河重点航段突发事件资源调配决策支持方法研究
关键词：	水上交通;应急资源调度;专家系统;规则推理;粗糙集;决策支持
摘要：	我国拥有丰富的内河水运资源，随着改革开放以来特别是近10年来的水运建设和发展，形成了以长江、珠江、京杭运河、淮河、黑龙江和松辽水系为主体的内河水运格局。自“十五”以来，我国内河运输货运量持续快速发展，货运量、周转量及港口吞吐量保持两位数的年均增长率。同时，内河运量的不断增长也导致船舶数量激增、水上交通日益繁忙。尤其在长江干线、西南山区水域等内河重点水域，航道水深、水流季节性变化大，多处浅险航道出现险情，加之少数船员安全意识淡薄、船舶违规航行，直接影响了内河主干航道的航运畅通、航运安全和效率。　　应急资源调配与应急决策支持技术，是科学组织施救、有序开展应急工作的重要基础。本文围绕内河重点航段水上突发事件安全管理与决策问题，在深入分析我国内河水上突发事件现状、应急机制、应急能力的基础上，开展水上突发事件应急资源调配、应急决策支持方法研究，解决制约内河重点航段安全的关键技术问题，为实现“畅通、高效、平安、绿色”的内河航运提供技术支撑与安全保障。具体研究内容如下：　　（1）内河重点航段突发事件应急管理与决策机制研究。在研究我国内河水上安全管理的法律法规、应急预案基础上，分析了水上突发事件特点、历史数据、应对处置等。根据内河水上突发事件应急管理和决策实际，研究了应急预防、响应阶段的应急管理机制。通过水上突发事件“情景-应对-后果-能力”四个维度的的情景构建，以及借鉴国内外海上突发事件应急救助先进经验，提出了应对水上突发事件具备的应急能力内容。通过研究水上突发事件管理运行机制及应急能力范围，为研究应急响应决策支持方法和资源优化调度方法提供管理和实践基础。　　（2）内河水上突发事件应急响应资源预测方法研究。在分析水上突发事件应急资源类别和需求特点分析的基础上，通过总结和归纳近年来长江干线发生的水上交通事故历史案例，利用人工智能的案例推理方法，提出了水上交通应急响应资源需求预测方法。给出了水上交通事故案例的框架表示方法，然后根据案例属性值的特点，将其划分为确定符号值、确定数值、确定数与区间数及区间数与区间数、模糊概念、文本等5种属性并分别定义相似度计算方法，在确定属性权重后，采用最邻近法计算出全局相似度。并且，通过分解水上突发事件应急救援的应对任务，给出了案例修正环节。最后利用长江干线2001-2010年发生的水上交通典型案例数据验证了算法的有效性。　　（3）内河重点航段应急决策专家系统构建。在分析内河重点航段交通决策信息获取、传输、处理过程的基础上，利用 AIS信息构建了船舶航行预警预控的自动推理机制。根据水上交通安全相关法律法规和领域专家意见，建立了规则库，给出了基于规则推理的船舶航行预警决策和应急资源派遣决策方法。然后，融合案例推理和规则推理两种智能处理技术，给出了应急决策的自动推理机制。此外，为解决专家系统知识获取的“瓶颈”问题，从水上突发事件案例库中挖掘潜在的、有用的知识，提出了基于粗糙集的内河交通事故决策规则提取方法。给出了从历史案例库中提取决策规则的具体过程，并利用遗传算法和粗糙集的相关概念，解决了粗糙集属性约减这一NP-hard问题。　　（4）内河山区重点航段突发事件应急资源调度研究。根据山区航段周边的路网等级特点，给出了基于路网等级的最短路径算法。根据内河重点航段应急资源调度的特点，满足时效性、协同性和经济性的调度目标，建立了水陆联运、多出救点、多资源需求种类、可选码头情形下应急资源优化调度模型，给出了内河山区重点航段应急资源优化调度算法流程，并以澜沧江景洪库区航道应急资源调度为例进行了算例分析。　　（5）内河城市重点航段突发事件应急物资调度研究。以武汉市城市拥堵为例，根据城市交通拥堵的时空分布，分析城市道路拥堵对应急车辆调度的影响，通过划分路网拥堵时段和引入交通拥堵指数，提出了基于拥堵时空分布的最短路径计算方法。然后，提出了水陆联运情形下城市重点航段应急物资调度模型，在陆上行程时间为确定性条件下，以物资调度总时间最小和总费用最少为目标建立多目标模型；由于路网不确定因素导致行程时间不确定时，以时间风险度最小、费用最少为目标建立多目标模型。并采用基于相对优属度的模糊算法给出多目标模型的求解方法。
作者：	邓守城
专业：	物流技术与装备
导师：	吴青
授予学位：	博士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文