“十三五” 國家重點研發(fā)計劃項目“城鎮(zhèn)安全風(fēng)險評估與應(yīng)急保障技術(shù)研究”課題九(2016YFC0802509)

城鎮(zhèn)應(yīng)急資源配送與交通組織安全保障關(guān)鍵技術(shù)及平臺研究，是國家“十三五”重點研發(fā)計劃項目“城鎮(zhèn)安全風(fēng)險評估與應(yīng)急保障技術(shù)研究”重要的組成部分，課題由武漢理工大學(xué)牽頭、武漢大學(xué)和華中科技大學(xué)參與。2016年6月正式啟動，2019年9月完成綜合績效評估。課題成果可指導(dǎo)相關(guān)部門實現(xiàn)系統(tǒng)資源的合理布局和快速調(diào)配，提高資源的綜合利用和使用效能，提高城鎮(zhèn)應(yīng)急響應(yīng)中的資源保障和交通協(xié)同能力。

1 研究內(nèi)容

本課題的研究對象為應(yīng)急資源，根據(jù)《國家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》對應(yīng)急資源保障的要求，本課題所研究的應(yīng)急資源主要涉及：人力資源、物資和基本生活保障、基本生活保障、醫(yī)療衛(wèi)生保障、交通運輸保障。本課題所指的城鎮(zhèn)為中小城鎮(zhèn)，指縣級市、區(qū)級市的城區(qū)范圍。通過在中小城鎮(zhèn)的研究應(yīng)用示范，推廣應(yīng)用到全國其他中小城鎮(zhèn)。本課題所指技術(shù)包括實現(xiàn)城鎮(zhèn)應(yīng)急資源科學(xué)高效配送的信息獲取、規(guī)劃、優(yōu)化、調(diào)度、協(xié)同等核心方法、模型、算法、程序、系統(tǒng)的集合；平臺是技術(shù)的集成應(yīng)用端口，實現(xiàn)對應(yīng)急資源配送的評估、分析和決策，平臺最終用戶為示范城鎮(zhèn)的政府應(yīng)急管理部門。

針對城鎮(zhèn)突發(fā)災(zāi)害下應(yīng)急資源的保障需求，重點研究應(yīng)急資源如何科學(xué)高效地配送和交通組織關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)平臺，解決城鎮(zhèn)因遭受突發(fā)災(zāi)害導(dǎo)致時空、資源、環(huán)境復(fù)雜動態(tài)變化時，如何快速制定適應(yīng)這種不確定和動態(tài)情況的應(yīng)急資源配送方案和可保障其高效實施的交通組織方案的科學(xué)和現(xiàn)實問題。

課題任務(wù)和內(nèi)容包括：

任務(wù)1：應(yīng)急資源與交通網(wǎng)絡(luò)空間信息快速獲取與圖資融合技術(shù)。

任務(wù)1解決的實際問題：資源類型及來源多樣化，資源分布及數(shù)量信息模糊，交通狀態(tài)動態(tài)不確定，會影響資源配送的可行性，如何快速獲取應(yīng)急資源和交通路網(wǎng)的動態(tài)信息，并通過信息圖快速呈現(xiàn)，為配送實施和交通組織提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

研究內(nèi)容細分：①多源空間信息獲取技術(shù)；②應(yīng)急資源與交通路網(wǎng)的一體化時空數(shù)據(jù)模型；③基于需求預(yù)測的應(yīng)急資源空間分布信息快速獲取方法；④基于衛(wèi)星參考站定位、低空攝影測量和三維激光掃描等技術(shù)的區(qū)域交通路網(wǎng)空間信息快速獲取及實時更新技術(shù)；⑤動態(tài)資源與動態(tài)路網(wǎng)的圖資融合技術(shù)，應(yīng)急資源路網(wǎng)空間分布一張圖技術(shù)。

任務(wù)2：復(fù)雜交通時空環(huán)境下應(yīng)急資源配送智能規(guī)劃技術(shù)。

任務(wù)2 解決的實際問題：資源調(diào)撥缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃導(dǎo)致調(diào)撥不合理，會導(dǎo)致局部資源過剩和浪費、局部資源短缺現(xiàn)象發(fā)生，如何快速規(guī)劃并形成應(yīng)急資源配送戰(zhàn)略層方案，是應(yīng)急資源科學(xué)配送的關(guān)鍵問題。

研究內(nèi)容細分：①多維交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜時空約束條件下的領(lǐng)域知識建模方法；②規(guī)劃過程中的應(yīng)急任務(wù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法和層次資源推理技術(shù)；③交通路線沖突識別方法和應(yīng)急資源缺項補充方法；④考慮截止時間、資源種類、路網(wǎng)運力及擁堵約束的任務(wù)規(guī)劃技術(shù)；⑤不確定性環(huán)境下考慮資源動態(tài)需求和道路動態(tài)變化任務(wù)規(guī)劃技術(shù)；⑥考慮決策偏好的應(yīng)急資源配送任務(wù)目標制定和人在回路的任務(wù)規(guī)劃技術(shù)；⑦可針對具體災(zāi)害和救援保障需求的層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)智能規(guī)劃系統(tǒng)。

任務(wù)3：動態(tài)情景下應(yīng)急資源空間調(diào)配與交通組織技術(shù)。

任務(wù)3解決的實際問題：未充分考慮道路狀態(tài)的動態(tài)變化，會導(dǎo)致配送方案實施受阻和資源無法及時送達，如何快速優(yōu)化并形成應(yīng)急資源配送操作層方案，如何組織交通以保障應(yīng)急資源配送操作方案執(zhí)行，是應(yīng)急資源高效配送的關(guān)鍵問題。

研究內(nèi)容細分：①軟硬時間窗約束條件下的應(yīng)急資源配送路徑生成技術(shù)；②交通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時空變化下的應(yīng)急資源配送路徑動態(tài)調(diào)整方法；③應(yīng)急資源動態(tài)需求條件下耦合配送路徑的應(yīng)急中心快速選址方法；④時空網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多約束、多階段、多資源、多應(yīng)急點耦合的應(yīng)急資源調(diào)度模型；⑤應(yīng)急資源調(diào)度快速響應(yīng)的多目標決策方法和調(diào)配方案的魯棒多目標優(yōu)化方法；⑥配送網(wǎng)絡(luò)交通流動態(tài)變化下的應(yīng)急交通協(xié)同組織方法。

任務(wù)4：城鎮(zhèn)應(yīng)急資源配送與交通組織協(xié)同保障技術(shù)平臺研發(fā)。

任務(wù)4解決的實際問題：綜合考慮信息獲取、調(diào)度規(guī)劃、交通組織等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將數(shù)據(jù)獲取、方案規(guī)劃、資源調(diào)度、交通組織有效集成，為實際應(yīng)急資源保障工作提供分析和決策平臺。

研究內(nèi)容細分：①基于多源信息融合的突發(fā)事件情景構(gòu)建與態(tài)勢分析方法；②基于應(yīng)急資源和交通路網(wǎng)圖資的應(yīng)急資源任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)；③資源任務(wù)規(guī)劃技術(shù)和資源調(diào)配技術(shù)集成方法；④應(yīng)急資源配送區(qū)域路網(wǎng)交通流動態(tài)模擬和交通協(xié)同組織方案及其優(yōu)化；⑤應(yīng)急資源異構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸、整合、調(diào)用、存儲、處理和交換共享等技術(shù)，構(gòu)建集應(yīng)對流程、決策機制和運行過程一體的城鎮(zhèn)應(yīng)急資源配送與交通協(xié)同技術(shù)平臺。

本課題的創(chuàng)新點：針對城市時空環(huán)境復(fù)雜多變和應(yīng)急資源需求不確定的條件，研究如何解決將有限的資源最高效地配送到動態(tài)需求點的問題，并綜合考慮信息獲取、調(diào)度規(guī)劃、交通組織等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將智能規(guī)劃技術(shù)和優(yōu)化調(diào)度方法耦合集成，研發(fā)城鎮(zhèn)應(yīng)急資源配送和交通組織協(xié)同技術(shù)，為城市應(yīng)急資源配送及決策提供新的技術(shù)途徑。

2 技術(shù)路線和研究方法(技術(shù)方案)

課題的技術(shù)路線按照信息融合、方案規(guī)劃、優(yōu)化調(diào)度和技術(shù)集成4個環(huán)節(jié)進行。首先，研究應(yīng)急資源與交通路網(wǎng)空間信息的快速獲取方法，實現(xiàn)圖資融合；進而，研究基于智能規(guī)劃的應(yīng)急資源配送方案制定方法，實現(xiàn)人在回路的智能規(guī)劃，研究考慮資源需求、交通環(huán)境和時間約束動態(tài)變化下應(yīng)急中心選址、配送路徑調(diào)整、調(diào)配方案優(yōu)化和應(yīng)急交通協(xié)同關(guān)鍵方法，實現(xiàn)規(guī)劃與調(diào)度集成優(yōu)化；最后，構(gòu)建集城鎮(zhèn)應(yīng)急資源配送與運輸保障決策應(yīng)對信息技術(shù)平臺，如下圖。

圖 課題技術(shù)路線