应急服务设施选址优化研究

选点，为定量分析提供可行解．本文先通过查阅相
关资料了解研究区域实际状况，再通过走访与实
地调查的形式来确定可行候选点，最后使用加权
因素打分法得到若干个候选点．
１．２ 定量选址
本文采用数学规划的定量方法，从政府规划
角度构建应急服务设施选址优化模型．在已知应
急服务设施规划数目、政府预算及候选点服务能
力等情况下，以最大化应急救援需求覆盖总权重
的多 目 标 优 化 模 型，并 采 用 内 置 分 支 定 界 法 的 ＢＩＮＴＰＲＯＧ函数与遗传算法两种算法求解．
１ 模型建立
应急服务设施指的是带有服务性质的应急设
施．应急设施泛指能对事故做出响应的各种应急 资源（人员、物资、设备等）的集合地［１１］．本文的研
究对象为紧急性应急服务设施，常见的属于紧急
第 ４０卷 第 １期
大连交通大学学报
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．１
２０１９年 ２月
Baidu Nhomakorabea
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬＩＡＮ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｆｅｂ．２０１９

文章编号：１６７３９５９０（２０１９）０１０００７０６
摘 要：从提高应急服务水平的角度出发，构建应急服务设施选址优化模型．所建立的模型以最大化应急 服务设施覆盖总权重和最小化投资建设费用为目标．先采用定性方法找到候选点，然后在规划设施点数 目、土地投资费用及服务能力限制下，使用定量方法建立多目标 ０－１整数规划模型，并使用线性加权和法 将多目标问题转化为单目标问题进行求解．使用 ＭＡＴＬＡＢ中的 ＢＩＮＴＰＲＯＧ函数与遗传算法两种方法对模 型进行求解．以泗洪县消防站的选址规划为例，通过两种方法求解结果的对比验证了遗传算法的合理性， 并确定准确的消防选址点．研究结果表明采用所提出的优化模型与求解算法能够得到准确的选址点，进而 提高应急服务水平． 关键词：选址优化；０１整数规划；线性加权和法；遗传算法 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１３２９１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｄｊｄｘａｃ．２０１９．０１．００２
现阶段我国应急服务设施建设问题尚未引起 足够重视．城镇中应急服务设施数量较少，政府仍 然需要规划建设应急服务设施．为提高应急服务 设施的服务水平，正确且合理地确定应急服务设 施位置是做好应急服务的第一步． 国外学者对选址问题研究较早，取得了一定 研究成果．Ｈａｋｉｍｉ［１］提出 Ｐ中心模型．Ｒｏｔｈ［２］提出 集合覆盖模型．Ｔｏｒｅｇａｓ等［３］在已知服务设施数目 及需求服务半径下，最大化目标数量的覆盖，提出 了最大覆盖模型．Ｍｉｋｏｖｉｃ＇ａｌ等［４］研究应急网络中 的动态设施选址问题．考虑警区换班及突发事件 时间发生的不确定性，以最小化最大工作量为目 标建立鲁棒优化问题，并采用变邻域搜索方法求 解．ＡｈｍａｄｉＪａｖｉｄａ等［５］在对医疗设施选址问题的 研究中，将设施选址中涉及的模型及求解方法分 别进行了比较，并得到模型与算法的适用情形． 国内学者对应急服务设施选址的研究开展较 晚，但在模型建立与求解方法两方面都取得了不 少成果．选址模型涉及 ｐ中心模型、集合覆盖模
及最小化投资费用为目标函数构建多目标 ０１整
数模型．
对参数及变量的定义如下：ｍ表示应急需求
点个数．Ｓ表示应急需求点集合．ｎ表示候选设施
点个数．Ｆ表示应急候选点集合．Ｆｊ表示第 ｊ个应 急候选点．Ｃｊ表示应急候选点 Ｆｊ的土地投资费 用．ｆｊ为应急候选点 Ｆｊ的固定设施建设费用．ｗｊ表 示应急候选点 Ｆｊ覆盖范围内的需求权重和．ａ表 示单个应 急 需 求 点 发 生 应 急 事 件 的 总 体 概 率．ｒｊ 表示应急候选点 Ｆｊ的服务能力．Ｂ表示政府的土 地投资预算．ｐ表示应急服务设施规划建设的总
型、最大覆盖模型等，求解方法多为启发式算法． 马圆圆和 李 珍 萍［６］以 最 大 服 务 距 离 最 小 化 为 目 标建立 ｐ中心模型，并使用启发式算法与 ＬＩＮＧＯ 编写的精确算法两种方法求解模型．张玉芬等［７］ 以应急服务设施数目最少为目标函数建立集合覆 盖模型，并 采 用 遗 传 算 法 求 解．乔 联 宝 和 朱 华 桂［８］运用排 队 论 构 建 应 急 服 务 车 辆 最 大 覆 盖 选 址模型，并 用 贪 婪 算 法 求 解．王 飞 飞 和 侯 云 先［９］ 构建多属性满意度函数，并用免疫优化算法求解． 张磊等［１０］对中心模型、中值模型、集合覆盖模型、 最大覆盖模型及综合 ＡＨＰ和目标规划方法进行 优缺点分析． 在应急服务设施选址问题上，现有研究偏向 于无服务能力约束的规划性选址，其中服务能力 指的是应急服务设施最多能够处理的应急事件数 目．本文考虑应急候选点的服务能力，要求优化后 的选址点能够满足一定概率下研究区域的总体应 急需求．在定性选址的基础上对候选点进行定量 选择，基于最大覆盖模型建立应急服务设施选址
性应急服务设施的服务设施有救护中心、医药中 心、消防站以及警局等［１２］．为确保选址的可行性，
采用定性与定量相结合的方法来优化选址，先通
过定性方法找到可行解，再通过定量方法寻找优
化解．
１．１ 定性选址
对城镇的应急服务设施做选址规划，要首先
了解城镇的发展规划、土地开发利用现状、人口与
经济分布等情况，并根据实地调查选出可行的候
应急服务设施选址优化研究
朱晓静１，冯雪松１，郑琰２，揭远朋３，华炜欣１
（１．北京交通大学 交 通 运 输 学 院，北 京 １０００４４；２．南 京 林 业 大 学 汽 车 与 交 通 工 程 学 院，江 苏 南 京 ２１００３７；３．中铁第四勘察设计院集团有限公司 线路站场设计研究处，湖北 武汉 ４３００６３）
收稿日期：２０１８０１０２ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（７１５７１０１１） 作者简介：朱晓静（１９９４－），女，硕士研究生； 冯雪松（１９７９－），男，教授，博士，主要从事综合交通运输理论与技术的研究 Ｅｍａｉｌ：ｘｓｆｅｎｇ＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．
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