本發(fā)明涉及應(yīng)急管理，特別是一種基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展和水上運輸需求的不斷增長，水上交通在物流運輸、城市疏運以及突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)中扮演著越來越重要的角色。然而，水上運輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性及其對動態(tài)環(huán)境的高敏感性，使得在面臨突發(fā)事件時，如何高效地調(diào)度船只、合理部署疏散資源、快速響應(yīng)并疏散受到威脅的船只及人員，成為一個亟待解決的重要問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，基于靜態(tài)模型的水上疏散調(diào)度方法較為常見，這些方法通常依賴于單一的環(huán)境變量或簡單的線性規(guī)劃模型。然而，水上環(huán)境具有高度動態(tài)性和多變性，諸如風(fēng)速、潮高、流速等因素都會對船只的調(diào)度及資源分配產(chǎn)生復(fù)雜影響。此外，疏散需求的分布往往是非均勻的，如何在風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上動態(tài)調(diào)整疏散優(yōu)先級，確保資源的高效利用，是現(xiàn)有技術(shù)中的一個難點。

2、現(xiàn)有的水上運輸應(yīng)急疏散技術(shù)主要存在以下兩方面不足：首先，現(xiàn)有方法在疏散需求預(yù)測方面通常依賴于簡單的統(tǒng)計模型，無法充分捕捉船只分布和行為狀態(tài)的復(fù)雜動態(tài)特性。船只的實時航速、載重狀態(tài)及航行方向等信息在現(xiàn)有方法中未能得到有效整合，導(dǎo)致疏散需求預(yù)測的精度較低，容易造成資源分配失衡。其次，在風(fēng)險評估與疏散優(yōu)先級設(shè)定方面，現(xiàn)有技術(shù)多采用單一風(fēng)險因子或簡單加權(quán)模型，忽視了多種動態(tài)變量之間的非線性交互關(guān)系，如水文、氣象條件的綜合影響，以及這些條件的不確定性對疏散效率的潛在風(fēng)險放大效應(yīng)。這種不足可能導(dǎo)致疏散調(diào)度方案難以適應(yīng)復(fù)雜多變的實際場景，無法充分應(yīng)對緊急情況下的資源調(diào)度需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明提供了一種基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法解決現(xiàn)有技術(shù)中疏散需求預(yù)測不準(zhǔn)確和風(fēng)險評估不全面的問題。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法，其包括，采集船只分布數(shù)據(jù)和船只行為數(shù)據(jù)，對船只分布數(shù)據(jù)和船只行為數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；根據(jù)預(yù)處理后的船只分布數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)，預(yù)測各疏散區(qū)域的疏散需求強度；采集水文數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)，對各疏散區(qū)域進(jìn)行風(fēng)險評估；構(gòu)建平衡配流模型，基于各疏散區(qū)域的疏散需求強度和風(fēng)險評估結(jié)果，預(yù)測各疏散區(qū)域的疏散優(yōu)先級評分；根據(jù)各疏散區(qū)域的疏散優(yōu)先級評分，生成船只疏散調(diào)度方案；執(zhí)行船只疏散調(diào)度方案，并進(jìn)行實時調(diào)整。

5、作為本發(fā)明所述基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述船只分布數(shù)據(jù)包括船只的位置、數(shù)量、載重狀態(tài)；

6、所述船只行為數(shù)據(jù)包括船只的航向、速度以及航行狀態(tài)。

7、作為本發(fā)明所述基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述對船只分布數(shù)據(jù)和船只行為數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟如下，

8、采用數(shù)據(jù)清洗，剔除船只分布數(shù)據(jù)和船只行為數(shù)據(jù)中的無效數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)；

9、通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，對船只分布數(shù)據(jù)和船只行為數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一；

10、通過數(shù)據(jù)過濾和轉(zhuǎn)換規(guī)則對船只分布數(shù)據(jù)和船只行為數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

11、作為本發(fā)明所述基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述根據(jù)預(yù)處理后的船只分布數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)，預(yù)測各疏散區(qū)域的疏散需求強度，具體步驟如下，

12、通過船只密度分析結(jié)合船只行為狀態(tài)的權(quán)重調(diào)整，并結(jié)合疏散資源可用性的非線性校正，通過預(yù)處理后的船只分布數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)間的動態(tài)交互，預(yù)測各疏散區(qū)域的疏散需求強度，表達(dá)式為：

13、

14、其中，si表示第i個疏散區(qū)域的疏散需求強度，ni表示第i個疏散區(qū)域的船只總數(shù)，表示第i個疏散區(qū)域船只的平均載重狀態(tài)，表示第i個疏散區(qū)域的面積，vj表示第j艘船的航速，hj表示第j艘船的航向變化率，zj表示第j艘船的航行狀態(tài)系數(shù)。

15、作為本發(fā)明所述基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述采集水文數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)，對各疏散區(qū)域進(jìn)行風(fēng)險評估，具體步驟如下，

16、利用sar衛(wèi)星影像和實時水文監(jiān)測站，實時采集各疏散區(qū)域的水流速度、流向、潮高以及水深；

17、使用氣象雷達(dá)和風(fēng)廓線雷達(dá)，實時采集各疏散區(qū)域的風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量和能見度；

18、將水文數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)作為動態(tài)變量，分析不同風(fēng)險之間的綜合交互關(guān)系，基于幾何特征整合動態(tài)變量間的交互作用，計算出反映風(fēng)險水平，同時結(jié)合動態(tài)變量分布的不確定性，通過信息熵調(diào)節(jié)整體風(fēng)險水平，采用降雨波動性方差對風(fēng)險進(jìn)行非線性放大處理，最終獲取疏散區(qū)域綜合風(fēng)險評估水平，表達(dá)式為：

19、

20、其中，ri是第i個疏散區(qū)域的綜合風(fēng)險水平，t是評估時間區(qū)間，g(t)表示隨時間t變化的幾何特征值，h是信息嫡值，δ是信息嫡值調(diào)節(jié)因子，r是降雨量的波動性方差，γ是降雨波動性放大系數(shù)。

21、作為本發(fā)明所述基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述構(gòu)建平衡配流模型，基于各疏散區(qū)域的疏散需求強度和風(fēng)險評估結(jié)果，預(yù)測各疏散區(qū)域的疏散優(yōu)先級評分，具體步驟如下，

22、根據(jù)各疏散區(qū)域內(nèi)船只的航速與載重容量，同時引入疏散區(qū)域面積的非線性影響，分析各疏散區(qū)域的資源流通能力值，表達(dá)式為：

23、

24、其中，ci是第i個疏散區(qū)域的資源流通能力值，lj是第j艘船的載重容量，λ為區(qū)域面積的非線性調(diào)節(jié)系數(shù)；

25、基于疏散需求強度si和綜合風(fēng)險水平ri的動態(tài)交互以及船只航速、載重能力和區(qū)域面積的非線性影響，通過非線性關(guān)系對優(yōu)先級進(jìn)行加權(quán)，將疏散需求強度si、綜合風(fēng)險水平ri、資源流通能力值c和資源響應(yīng)效率的動態(tài)調(diào)控機制進(jìn)行結(jié)合，構(gòu)建平衡配流模型，預(yù)測各疏散區(qū)域的疏散優(yōu)先級評分，表達(dá)式為：

26、

27、其中，pi為第i個疏散區(qū)域的疏散優(yōu)先級評分，φ為流通調(diào)節(jié)平滑因子，mi表示第i個疏散區(qū)域的資源分布來源總數(shù)，el為第l個資源來源的可用資源量，tl第l個資源來源的響應(yīng)時間，ψ為響應(yīng)時間平滑因子，η為資源分布的非線性調(diào)節(jié)系數(shù)。

28、作為本發(fā)明所述基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述根據(jù)各疏散區(qū)域的疏散優(yōu)先級評分，生成船只疏散調(diào)度方案，具體步驟如下，

29、根據(jù)疏散優(yōu)先級評分pi對各疏散區(qū)域進(jìn)行降序排列，優(yōu)先選擇優(yōu)先級評分最高的區(qū)域作為目標(biāo)疏散區(qū)域；

30、根據(jù)所有船只到達(dá)目標(biāo)疏散區(qū)域的時間對所有船只進(jìn)行升序排序；

31、根據(jù)船只排序結(jié)果依次進(jìn)行船只調(diào)度，直至目標(biāo)疏散區(qū)域的資源流通能力值耗盡，自動分配到下一優(yōu)先級的疏散區(qū)域，最終，生成包含所有船只目標(biāo)疏散區(qū)域和調(diào)度時間的完整疏散調(diào)度方案。

32、作為本發(fā)明所述基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述執(zhí)行船只疏散調(diào)度方案，并進(jìn)行實時調(diào)整，具體步驟如下，

33、船只執(zhí)行疏散調(diào)度方案進(jìn)行疏散的過程中，通過gps和ais實時接收船只反饋數(shù)據(jù)；

34、基于船只反饋數(shù)據(jù)優(yōu)化平衡配流模型，根據(jù)優(yōu)化后的平衡配流模型，實時更新疏散區(qū)域的疏散優(yōu)先級評分，并實時調(diào)整船只疏散調(diào)度方案。

35、第二方面，本發(fā)明提供了一種計算機設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其中：所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的任一步驟。

36、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其中：所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的基于平衡配流模型的水上運輸應(yīng)急疏散部署方法的任一步驟。

37、本發(fā)明有益效果為：通過采集船只分布數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)，結(jié)合水文數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和動態(tài)分析，首先預(yù)測各疏散區(qū)域的疏散需求強度，然后基于平衡配流模型，將需求強度與綜合風(fēng)險水平、資源流通能力值等多因素動態(tài)結(jié)合，生成各疏散區(qū)域的優(yōu)先級評分；在此基礎(chǔ)上，利用優(yōu)先級評分生成優(yōu)化的船只疏散調(diào)度方案，并通過實時接收船只反饋數(shù)據(jù)，動態(tài)更新平衡配流模型和調(diào)度方案，從而實現(xiàn)了資源高效分配、實時調(diào)整和精準(zhǔn)疏散部署的全過程。