一种基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法与流程

本发明涉及大数据人员疏散安全管理，特别是基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法。

背景技术：

1、我国水上运输客运船的应急管理体系的建立尚处于探索和不断完善、不断提升的阶段。当前，在应急管理中主要采用的还是行政命令、部门联动督促救援等行政管理方式，当前的应急交通疏散预案中对疏散旅客行驶路径选择、疏散时间估算、疏散方案效果评价等交通应急组织规划研究还处于尚需不断完善阶段，对应急疏散缺乏技术性的规划和科学性的应急管制。因此，水上运输客运船应急交通组织规划的研究是亟待提高的安全管理研究。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有的一种基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法，其包括

5、进行分层应急疏散的界定范围确定；

6、建立水上运输应急疏散可达性数据模型；

7、基于数据模型将疏散强制区的人以走路形式引导到疏散缓冲区，通过水上运输形式往返于将民众从疏散缓冲区运输到疏散缓冲目的地。

8、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：所述分层应急疏散的界定包括疏散强制区，疏散缓冲区，疏散目的地区，集散场所与疏散枢纽站；

9、所述疏散强制区是发生水上运输时的突发事件区域，停留在此地的人员会受到直接的安全威胁；

10、所述疏散缓冲区是距离水上运输突发事件有一定距离，可以保障人员生命财产不被威胁的范围。

11、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：所述水上运输应急疏散部署的流程是

12、先通过工作人员引导让民众从疏散强制区走路步行到疏散缓冲区，疏散强制区到疏散缓冲区之间不允许进去交通工具；

13、其次到了疏散缓冲区的民众可以分批次跟随安排的定点水上穿梭救援船与非定点水上穿梭救援船进行撤离。

14、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：所述水上运输救援船的路径选择与分配方法是通过单点循环运输的方式进行将人员从疏散缓冲区到疏散缓冲目的地的人员运输，一般每艘船能够负载40人，因此需要准备的非定点穿梭救援船需要预备的发船频率ci是

15、

16、其中ci表达的i疏散枢纽站的非定点穿梭救援船的发船频率，以艘/分为单位，ei表达的是i疏散枢纽站的疏散人群数量，t表达的是待疏散限定时间；

17、所以一辆非定点穿梭救援船的往返总时间是

18、ti＝ti1+2ti2+2ti3

19、其中ti表达的是非定点穿梭救援船往返总时间，ti1表达的是非定点穿梭救援船的发船实践间隔，也就是ci的倒数，ti2表达的是一次非定点穿梭救援船的路程时间，ti3表达的是非定点穿梭救援船待疏散人员上船或是下船的时间；

20、所述t，ti，ti1，ti2，ti3的时间单位都是min。

21、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：所述需要的非定点穿梭救援船最少的船班次是

22、

23、其中no是疏散缓冲区的疏散枢纽站总数，no指的是非定点穿梭救援船最少船班次。

24、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：所述水上运输应急疏散部署方法以最大关键度最小化为目标，下层以固定需求用户平衡配流模型为基础的双层规划模型，具体表示如下：

25、

26、

27、

28、其中xa(u)由下述规划求得：

29、

30、

31、

32、

33、其中ua是路段a增加的能力，a∈a，u是路段a增加能力的向量，u＝(…,ua,…)t，a∈a，ga(ua)是路段a增加能力的函数，a∈a，b是整个系统中用于增加路段能力的总额，rs是所有od对的集合，是od对rs间应急疏散路径p上的流量，prs是od对rs间所有应急疏散路径的集合，qrs是od对rs间的基本应急疏散需求，是应急疏散路径－路段关系系数，取0-1值，表示路段a在应急疏散路径p上；表示路段a不在应急疏散路径p上，ta(xa,ua)是路段a的阻抗函数。

34、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：所述ta(xa,ua)函数采用bpr公式

35、

36、其中aa是路段a上自由行程时间，ba是拥挤系数，ka是路段a已有通行能力。

37、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：所述双层平衡配流模型的最优解具体算法步骤是

38、先设定一个路段能力增加量的初始解u0，令迭代次数n＝0；

39、其次进行对于给定的un，求解下层问题，得到平衡路段流量xn；

40、接着利用灵敏度分析法计算平衡路段流量xn对路段能力增加量un的导数；

41、将其代入到上层目标函数中，求解上层问题，得到一组新的路段能力增加值un+1；

42、如果则停止，其中ε为迭代精度；否则，令n＝n+1，转第2步。

43、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：基于灵敏度方式求解可得

44、设u′为路段能力增加的初始值，xa(u′)为相应的平衡路段流量，则：

45、

46、作为本发明所述基于平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的一种优选方案，其中：所述通过水上运输形式往返于将民众从疏散缓冲区运输到疏散缓冲目的地只能进行单向运输，当救援船从目的地回到疏散缓冲区时，采取外向绕路回归路线，减少单向人员运输阻碍；

47、所述疏散枢纽站的选择方式是

48、先读取该疏散缓冲区站点所有的站点；

49、按照顺序在集合站点中选取一个站点；

50、判断这个站点是否有换乘救援船的路线，如果没有，则返回第三步选取下一个站点；

51、如果这个站点存在换乘救援船路线，则将可换成的站点进行记录；

52、再判断是否已经筛选所有该疏散缓冲区所有站点，如果没有，则返回第三步选取下一个站点；

53、如果已经筛选所有该疏散缓冲区的站点，则将选取的站点当作疏散枢纽站进行定点救援。

54、本发明有益效果为

55、本发明公开了一种平衡配流模型的水上运输应急疏散部署方法的生成方法，加强水上运输客运船应急疏散通道规划，消除应急疏散瓶颈，对于各类客运船突发事件，加强水上运输旅客疏散道路系统的连通性，通过科学规划尽量消除应急疏散瓶颈，提高旅客应急疏散通道的畅通性、安全性及可靠性。