基于遺傳算法的消防站選址規(guī)劃模型
發(fā)布時(shí)間：2020-12-14 18:23
為有效解決城市消防站建設(shè)成本高和空間資源浪費(fèi)大等問題,提供更好應(yīng)急服務(wù),提出一種基于遺傳算法(GA)的消防站選址規(guī)劃模型(GAFLP)。在消防站選址過程中,布局安全與建設(shè)成本是兩個(gè)不可調(diào)和的矛盾,由于消防站建設(shè)成本極高,城市應(yīng)建設(shè)適當(dāng)數(shù)量的消防站,使其覆蓋所有火災(zāi)需求點(diǎn)的同時(shí),盡可能最小化建設(shè)成本。該模型通過對(duì)傳統(tǒng)遺傳算法進(jìn)行自適應(yīng)改進(jìn),可自行優(yōu)化消防站個(gè)數(shù)與位置,克服現(xiàn)有解決方案中需事先確定消防站數(shù)量的缺陷,能有效平衡消防站布局安全性與經(jīng)濟(jì)性兩方面矛盾,優(yōu)化消防站布局。
【文章來源】：計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020年S1期 北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
消防站選址規(guī)劃示例
交叉算法中所產(chǎn)生的子代除了繼承父代個(gè)體的信息之外，還會(huì)按一定的概率發(fā)生變異，變異算法賦予遺傳算法一定的隨機(jī)性，有利于保持種群的多樣性。變異操作是以固定概率pm進(jìn)行的。本文所采取的變異策略為：首先產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)rnd∈(0,1)，若rnd≤pm，則對(duì)子代進(jìn)行下述操作實(shí)現(xiàn)變異：在已建立消防站的位置中隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)變異節(jié)點(diǎn)v∈L-{j|yj=1,j∈L}，v對(duì)應(yīng)于一個(gè)消防站點(diǎn)，將yv值置為0（即在v處不建設(shè)消防站）；再在未建設(shè)消防站的位置中隨機(jī)產(chǎn)生下一個(gè)變異節(jié)點(diǎn)w∈{j|yj=1,j∈L}，w對(duì)應(yīng)于一個(gè)尚未建設(shè)消防站的火災(zāi)需求點(diǎn)，將yw值置為1（即在w建設(shè)消防站）。圖2(c）給出了其形式化示意圖。3.7 基于遺傳算法的消防站規(guī)劃模型
實(shí)驗(yàn)過程中，選址策略中的消防站個(gè)數(shù)隨迭代次數(shù)的變化如圖3所示，可以看出，在前60輪迭代過程中，消防站個(gè)數(shù)不斷減少，逐漸收斂接近于理論值，即給定消防站覆蓋距離的前提下，覆蓋整個(gè)區(qū)域所需的最小消防站個(gè)數(shù)。由此可見，相較于傳統(tǒng)的消防站選址模型[14-16],GAFLP模型可以自行優(yōu)化所需建設(shè)的消防站個(gè)數(shù)，使其最小化，而無需人工預(yù)先設(shè)定，具有較大的自適應(yīng)性。圖4(a）顯示了前100輪迭代過程中，種群中最佳個(gè)體適應(yīng)度值的變化量，其值越小，表明個(gè)體越優(yōu)，即該個(gè)體所對(duì)應(yīng)的選址策略越符合要求。在實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，種群中最佳個(gè)體適應(yīng)度值的變化趨勢(shì)與消防站個(gè)數(shù)變化趨勢(shì)相似，這表明衡量個(gè)體適應(yīng)度的最關(guān)鍵因素是消防站個(gè)數(shù)，與消防站建設(shè)成本巨大這一事實(shí)相吻合。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A simple multi-wave algorithm for the uncapacitated facility location problem[J]. Fred GLOVER,Sa?d HANAFI,Oualid GUEMRI,Igor CREVITS. Frontiers of Engineering Management. 2018(04)
[2]考慮可靠性要素的應(yīng)急物流設(shè)施選址分配問題的建模研究[J]. 郭詠梅,胡大偉,珠蘭,段澄瑩. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2017(02)
[3]自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)下區(qū)域應(yīng)急儲(chǔ)備設(shè)施選址可靠性研究[J]. 付德強(qiáng),陳煜舟,萬曉榆. 運(yùn)籌與管理. 2015(03)
碩士論文
[1]城市重大災(zāi)害事故的應(yīng)急物流儲(chǔ)備庫選址模型研究[D]. 花翠.天津理工大學(xué) 2015
[2]城市應(yīng)急服務(wù)設(shè)施布局評(píng)價(jià)及優(yōu)化模型研究[D]. 房明民.吉林大學(xué) 2011
本文編號(hào)：2916812
【文章來源】：計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020年S1期 北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
消防站選址規(guī)劃示例
交叉算法中所產(chǎn)生的子代除了繼承父代個(gè)體的信息之外，還會(huì)按一定的概率發(fā)生變異，變異算法賦予遺傳算法一定的隨機(jī)性，有利于保持種群的多樣性。變異操作是以固定概率pm進(jìn)行的。本文所采取的變異策略為：首先產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)rnd∈(0,1)，若rnd≤pm，則對(duì)子代進(jìn)行下述操作實(shí)現(xiàn)變異：在已建立消防站的位置中隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)變異節(jié)點(diǎn)v∈L-{j|yj=1,j∈L}，v對(duì)應(yīng)于一個(gè)消防站點(diǎn)，將yv值置為0（即在v處不建設(shè)消防站）；再在未建設(shè)消防站的位置中隨機(jī)產(chǎn)生下一個(gè)變異節(jié)點(diǎn)w∈{j|yj=1,j∈L}，w對(duì)應(yīng)于一個(gè)尚未建設(shè)消防站的火災(zāi)需求點(diǎn)，將yw值置為1（即在w建設(shè)消防站）。圖2(c）給出了其形式化示意圖。3.7 基于遺傳算法的消防站規(guī)劃模型
實(shí)驗(yàn)過程中，選址策略中的消防站個(gè)數(shù)隨迭代次數(shù)的變化如圖3所示，可以看出，在前60輪迭代過程中，消防站個(gè)數(shù)不斷減少，逐漸收斂接近于理論值，即給定消防站覆蓋距離的前提下，覆蓋整個(gè)區(qū)域所需的最小消防站個(gè)數(shù)。由此可見，相較于傳統(tǒng)的消防站選址模型[14-16],GAFLP模型可以自行優(yōu)化所需建設(shè)的消防站個(gè)數(shù)，使其最小化，而無需人工預(yù)先設(shè)定，具有較大的自適應(yīng)性。圖4(a）顯示了前100輪迭代過程中，種群中最佳個(gè)體適應(yīng)度值的變化量，其值越小，表明個(gè)體越優(yōu)，即該個(gè)體所對(duì)應(yīng)的選址策略越符合要求。在實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，種群中最佳個(gè)體適應(yīng)度值的變化趨勢(shì)與消防站個(gè)數(shù)變化趨勢(shì)相似，這表明衡量個(gè)體適應(yīng)度的最關(guān)鍵因素是消防站個(gè)數(shù)，與消防站建設(shè)成本巨大這一事實(shí)相吻合。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A simple multi-wave algorithm for the uncapacitated facility location problem[J]. Fred GLOVER,Sa?d HANAFI,Oualid GUEMRI,Igor CREVITS. Frontiers of Engineering Management. 2018(04)
[2]考慮可靠性要素的應(yīng)急物流設(shè)施選址分配問題的建模研究[J]. 郭詠梅,胡大偉,珠蘭,段澄瑩. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2017(02)
[3]自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)下區(qū)域應(yīng)急儲(chǔ)備設(shè)施選址可靠性研究[J]. 付德強(qiáng),陳煜舟,萬曉榆. 運(yùn)籌與管理. 2015(03)
碩士論文
[1]城市重大災(zāi)害事故的應(yīng)急物流儲(chǔ)備庫選址模型研究[D]. 花翠.天津理工大學(xué) 2015
[2]城市應(yīng)急服務(wù)設(shè)施布局評(píng)價(jià)及優(yōu)化模型研究[D]. 房明民.吉林大學(xué) 2011
本文編號(hào)：2916812
本文鏈接：http://sikaile.net/guanlilunwen/chengjian/2916812.html
最近更新
教材專著
