基于GIS的应急资源调度辅助决策系统研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanxoceco2003
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随着科学技术的不断进步,社会生产力持续增长,人类对灾害的防范意识越来越高,防灾减灾能力也越来越强,但是我们身边发生的不同类型、不同规模的包括:自然灾害、事故灾难、公共卫生事件在内的各种突发事件,仍每时每刻都在威胁着人类的安全与健康,破坏我们正常的生活秩序,影响社会生产。   近年,世界各国都投入了大量的人力、物力、财力用于提高对突发事件的预测预报水平,在监测手段、预测技术、灾害信息传输等方面取得了巨大的进步,但是各种灾害仍然层出不穷,有增无减。据2009年世界灾难报告显示,1999~2008年,全世界共发生除战争和疾病外的突发事件7191起(符合以下任何一条:①死亡10人以上,②100人以上受到伤害,③各国政府声明为紧急事件,④得到国际社会援助的事件),其中自然灾害3950起,事故灾难3241起,共使1243480人丧失生命,269581万人的生活受到影响,造成10824亿美元的经济损失。   我国正处于社会生产力高速发展时期,各种自然灾害和事故灾难屡见不鲜,严重阻碍了经济的发展和人民的安居乐业。据统计局发布的2005~2009年国民经济和社会发展统计公报显示,5年间,各类自然灾害造成直接经济损失21209亿元,安全生产事故死亡515670人,其中2009年全年各类自然灾害造成直接经济损失2524亿元,安全生产事故死亡83196人。   以上这些突发事件数据凸现了我们目前面临的突发事件的严峻形势,应对突发事件的措施按照时间顺序划分可以分为事前措施--预防、事中措施--控制、事后措施--改进,即“事前预防、事中控制、事后改进”。应急资源保障是应急处置过程的基础,保障水平直接决定了应急处置工作能否顺利开展。应急资源的管理问题贯穿于这三个过程,事前包括应急设施服务点选址和应急资源配置问题,事中包括应急资源的调度和分派问题,事后包括应急资源的补充与补偿问题。通过调研,发现目前的应急资源调度工作中存在以下问题:   (1)针对应急资源需求预测的相关研究较少,在实际突发事件处置过程中,一般较少应用定性或者定量的预测方法对突发事件应急资源需求情况进行预测,通常是某种资源的需求凸现时,才开始制定方案进行调度。此种情况下,需求与供给往往存在一个延时,对于突发事件应急处置这个时间紧迫性的过程,这种延时造成的损失通常是无法弥补的。   (2)实际应急资源调度具有离散性,需求凸现后的调度具有很强的针对性,后一时间段的调度只满足前一阶段的需求,调度决策通常只考虑当前阶段的时间与成本问题。因此对整个调度过程缺乏系统的规划,对应急处置总成本的控制难度较大。   (3)由于应急资源调度决策需要大量的数据为依托,人脑的思考、计算能力的缺陷已经显现,但是一般的应急管理信息系统基本未设计专门的功能模块来解决应急资源的调度问题,实际调度中多依靠决策层的人为判断,缺乏必要的决策支持。   鉴于以上存在的问题,本文以“事中控制”中应急资源调度为切入点,以提高应急资源供给的效率,降低供给总成本为目标开展研究,可以为解决此类问题提供参考依据,具有重要的现实意义。   文章以论述选题背景入手,分析总结了前人的研究成果,提出了本文研究工作的主要内容和技术路线;然后提出了应用BP神经网络预测应急资源需求的思路和方法,之后构建了应急资源多阶段动态调度模型,并以实例对模型的科学性和可行性进行了论证,最后设计了基于GIS的应急资源调度辅助决策系统软件。文章共分为五个章节,具体的结构如下:   第一章:首先论述了突发事件对世界及我国社会生产力与人民正常生活秩序的影响,简要对邻国及国内处置突发事件的经验及应急管理体系建设状况进行了分析,提出了应急资源调度这个研究选题;其次对国内外应急资源调度研究的现状进行了论述与总结;最后对本文的主要研究内容和研究的技术路线进行了概述。   第二章:本选题是一个多学科的交叉课题,这些理论知识是进行本选题研究的基础,只有正确掌握与理解这些理论知识之间的研究结合点,才能更好的开展本课题的研究。所以,本章首先对应急资源的特性进行了分析,按照应急资源的功能对应急资源进行了简单分类,并对应急资源管理的各个阶段进行了概述;然后着重分析了预测的原理、步骤及基本方法,在此基础上,提出了应急资源需求预测的BP神经网络模型;最后以地震救援应急资源需求预测为例,设计了模型的网络结构和具体参数。   第三章:借鉴动态规划的思想,将应急资源调度这个离散过程抽象为若干个相互联系的阶段,在动态规划理论分析的基础上,探讨了多阶段动态调度决策的过程;然后构建了限制期条件下以资源的保障率和期望成本为指标的调度模型;最后以应急资源调度实例论证了模型的科学性及可行性。   第四章:概述了地理信息系统(GIS)的功能及应用,选择了集成开发模式做为应急资源调度辅助决策系统软件的开发模式,通过比较分析选择了MapObjiects组件和VisualBasic.NET语言做为系统开发的工具,对系统数据库进行了简要设计,在搭建系统功能模块框架体系之后,对实现系统主要功能的人际交互界面进行了初步设计。   第五章:在梳理全文主要研究工作的基础上,论述了本文研究取得的主要成果,并对论文中有待今后进一步研究的问题进行了简要的说明。   通过理论、方法研究,论文取得如下主要成果:   (1)提出了应用BP神经网络对突发事件应急资源需求进行预测的思路,并构建了需求预测的BP模型,设计了地震应急资源需求预测模型的具体参数。   (2)借鉴动态规划的思想,构建了应急限制期条件下以期望成本最小为目标的多阶段动态调度模型,运用应急资源调度实例,论证了模型的科学性及可行性。   (3)设计了应用Visual Basic.NET开发工具、Map Objects控件技术,通过集成开发模式开发的“应急资源调度辅助决策系统”。并在直观、简洁、易用等原则下,对实现系统主要功能的用户操作界面进行了设计。
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