高速公路应急车辆调配优化研究

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2019-11-29 10:02 热度:

   摘 要: 针对高速公路应急事件频发,应急车辆需将应急物资从供给站点调运至需求站点的状况,从理论上对高速公路应急车辆调配问题进行研究,构建应急车辆调配问题的数学模型。该问题的数学模型可以归类为线性规划问题,利用表上作业法对该问题进行求解,得出应急车辆调配的最佳方案。

  关键词: 高速公路; 应急车辆; 数学模型; 线性规划; 表上作业法

高速公路应急车辆调配优化研究

  1 应急车辆调配问题描述

  灾害是指给人类生存带来危害或损害人类生活环境等情况,在高速公路上有许多常见灾害发生,如交通事故、泥石流、山体滑坡、冰雪天气等。特别是近年来交通运输事业大发展,选择高速公路通行的车辆越来越多,交通事故或恶劣天气等影响通行的灾害也频繁发生[5]。因此,在高速公路周边设有应急站点,准备一些应急物资,将应急物资从应急站点进行合理的调运,可以提高高速公路服务水平和应急救援能力。

  2 应急车辆调配问题数学模型

  假设某高速公路网中有 n 个应急物资供给站点 Ai,i ∈[1,n],其中 Ai 站提供 ai 辆应急车装载的应急物资; 有 m 个应急物资需求站点 Bj ,j ∈[1,m],Bj 站急需 bj 辆应急车装载的应急物资。lij 表示从 Ai 站到 Bj 站的距离( 运输费用或时间) ,xij 表示从 Ai 站调配到 Bj 站的应急车辆的数量。现要确定应急物资从供给站到需求站的调配方案,使得总的通行距离( 运输费用或时间) 最小[8 -9]。

  3 应急车辆调配问题求解

  3. 1 算例描述假设某高速公路网具有 7 个应急站点,某个时间点有 3 个为应急车辆供给站点,有 4 个为应急车辆需求站点,应急车辆供给和需求总数平衡( 相等) ,共有 20 辆应急车辆,应急车辆调配平衡如表 1 所示,各应急站点之间距离如表 2 所示。问如何调配使总的运输距离( 费用或时间) 最小。

  3. 2 算例求解此问题是典型的应急车辆调配问题,在约束条件下求式( 1) 的最优解。由高速公路应急车辆调配数学模型可以看出,此类问题为线性规划问题,最经典的解法为表上作业法[10 -11]。

  4 结束语

  随着国家高速公路网和地方加密线的不断扩大,高速公路承担了重要的运输任务,一旦出现应急事件,往往会导致大面积的拥堵或人员伤亡情况,从而影响大范围内区域路网的正常运行,合理的应急车辆调度方案是减少和降低高速公路灾情的有效方法。

  近年来,高速公路上突发性应急事件频繁发生,应急物资调运频繁,合理的应急物资调运方案不仅可以节约运输成本,更重要的是可以最大限度地阻止灾情蔓延,对保障人民群众生命财产安全起到重要作用。本文对高速公路应急车辆调配问题进行了数学建模,针对该数学模型( 线性规划问题) 利用表上作业法求解,求出了应急车辆的调配问题最优解,得出了应急车辆调运的最短运输距离和应急车辆最佳调配方案。

  参考文献:

  [1]李东宝,王永良. 应急物流配送路径优化问题研究[J]. 价值工程,2011,28( 25) : 25 - 26.

  [2]张凡. 考虑救灾物资需求等级的应急救援车辆高度[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学,2007.

  [3]汤恒. 突发交通事件下道路局域网应急疏导研究[J]. 公路交通科技: 应用技术版,2015,126( 6) : 324 - 325

  《高速公路应急车辆调配优化研究》来源:《南昌工程学院学报》,作者:吴烈阳,杨 菁,黎 川,周 坚。

文章标题:高速公路应急车辆调配优化研究

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