受损连通率

控制与决策ControlandDecision一种面向严重受损路网的抢修队调度算法张国富1,2,3,涂冰花1,苏兆品1,2,3,岳峰1,2(1.
合肥工业大学计算机与信息学院,合肥230601;2.
工业安全与应急技术安徽省重点实验室(合肥工业大学),合肥230601;3.
安全关键工业测控技术教育部工程研究中心,合肥230601)摘要:受损路网抢修是灾害应急响应中的一个非常重要的基础环节,主要研究如何对道路抢修队进行有效的调度,以快速恢复受灾路网的交通能力,为后续的应急救援工作顺利展开提供有效的保证.
已有方法在路网受损严重的情形下往往难以给出有效的调度策略.
为此,本文在已有工作基础上,简化了路网模型和决策模型,并基于动作集裁减和Q学习设计了一种面向严重受损路网的抢修队调度算法.
在该算法中,抢修队只能从当前可达的未修复受损路段集合中选择下一个动作,确保了Q学习的连续性.
仿真实验结果表明,在节点数和受损率都较大的严重受损路网环境中,所提算法可以保证所有需求节点均可达,具有更高的稳定性和可靠性,且能够在更小的时间和修复代价内给出更优的调度方案.
关键词:灾害应急响应;受损路网抢修;严重受损路网;抢修队调度;Q学习;动作集裁减中图分类号:TP181文献标志码:ADOI:10.
13195/j.
kzyjc.
2019.
1582AnalgorithmforrepaircrewschedulingonseverelydamagedroadnetworkZHANGGuo-fu1,2,3,TUBing-hua1,SUZhao-pin1,2,3,YUEFeng1,2(1.
SchoolofComputerScienceandInformationEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230601,China;2.
AnhuiProvinceKeyLaboratoryofIndustrySafetyandEmergencyTechnology(HefeiUniversityofTechnology),Hefei230601,China;3.
EngineeringResearchCenterofSafetyCriticalIndustrialMeasurementandControlTechnologyofMinistryofEducation,Hefei230601,China)Abstract:Repairingthedamagedroadnetworkisoneofthemostimportantandbasicpartsofdisasteremergencyresponse.
Itmainlydealswithhowtoeffectivelydispatchtherepaircrewtoquicklyrestorethetrafccapacityofthedamagedroadnetworkandprovideaneffectiveguaranteeforthesmoothimplementationofthesubsequentemergencyrescue.
However,whentheroadnetworkisseverelydamaged,theexistingalgorithmsoftenfailtondafeasiblesolution.
Tothisend,thispaperrstsimpliesmodelsofdamagedroadnetworkanddecision-makingonthebasisoftheexistingwork.
Then,animprovedalgorithmforrepaircrewschedulingonseverelydamagedroadnetworkisdevelopedaccordingtoQ-learningandactionsetreduction.
Particularly,intheproposedalgorithm,therepaircrewcanonlychoosethenextactionfromthesetofcurrentdamagedroadsectionswhichareunrepairedbutreachable,ensuringthecontinuityofQ-learning.
Finally,simulationresultsshowthattheproposedalgorithmcanensurethatalldemandnodesarereachable,hashigherstabilityandreliability,andcanobtainbetterschedulingschemesatlowertimeandrepaircost,eveniftheroadnetworkhasbeenseriouslydamagedwithagreatnumberofdamagednodesandabigdamagerate.
Keywords:disasteremergencyresponse;damagedroadnetworkrepairs;severelydamagedroadnetwork;repaircrewscheduling;Q-learning;actionsetreduction0引言近年来,我国自然灾害多发频发,给国民经济与社会发展造成巨大的损害.
当灾害发生后,如何把救灾物资及时输送到各需求点,作为灾害应急响应的核心环节,已成为当前研究的一个热点.
主要涉及如何在灾害发生时迅速有效的利用智能决策理论和计算机辅助工具,高效合理的把各储备点的救灾物资分发到各需求点,以最大程度的减少灾害带来的损收稿日期:2019-11-13;修回日期:2020-03-19.
基金项目:国家自然科学基金项目(61573125);中国工程院战略咨询重点项目(2020-XZ-3);教育部人文社会科学研究青年基金项目(19YJC870021,18YJC870025);中央高校基本科研业务费专项资金项目(PA2019GDQT0008,PA2019GDPK0072).