基于GIS的震后应急物资调配决策支持系统设计与实现

发布时间：2017-07-20 07:06

  本文关键词：基于GIS的震后应急物资调配决策支持系统设计与实现

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【摘要】：地震灾害的发生无法预防,往往造成大量的人员伤亡、房屋损坏倒塌、基础设施损坏等情况,因此,为灾区人民带去及时的救助是避免进一步人员伤亡的重要措施,其中为灾民提供维持生存的生活必需品是最重要的任务之一。然而由于地震发生的突然性,涉及到救灾的人力、物力是一个需要全面统筹的复杂系统,如何在短时间内调配应急物资、将分配好的物资以既节省时间又能兼顾每个受灾点的公平性的方案运往灾区,是应急物流保障能力的关键。 在灾后应急救援决策支持系统的研究上,大多数停留在理论研究,或者是单独的物资分配与调运决策支持系统上,很少有将地理信息系统与决策支持系统相结合的震后应急救援研究。由于震后物资运输道路常常遭到损坏,短时间内无法修复通行,在确定调配方案之后,需要选择最佳配送路径将物资运往目的地,因此路网的实时情况是应急物资运输决策过程中必须考虑的因素。本文以震后应急物资的分配与调运和运输路线选择为研究对象,设计实现基于地理信息系统(GIS)的震后应急物资分配与调运决策支持系统。 首先,研究了震后应急物资调配模型与震后应急物资需求预测模型。将震后应急物资调配分为三级配送节点,并分配其从属关系,针对震后信息不完全的情况,在应急物资分配的多级节点和几种运输方式共同参与的情况下,考虑物资配送的时效性和物资分配对系统造成的损失尽量小的原则,构建有主从关系的双层优化模型。设计遗传算法求解模型。考虑季节因素、地区因素、受灾人口等条件建立需求预测模型。 然后,根据震后应急物资调运决策要求分析决策系统需求,在需求分析的基础上设计以人机交互系统为主,以传统数据库、空间数据库、模型库、知识库和方法库为支持的系统总体结构。其中人机交互子系统分设需求预测、应急物资调配方案分析、应急物资运输路径分析及系统管理几个子模块。各个模块相互独立,分别具备决策所需的功能,互相之间又有数据的交换,以数据库和空间数据库作为数据管理基础,通过系统的流程设计与系统内部数据流程设计实现各子模块功能及模块之间的联系。 最后,分别实现系统的主要功能模块,对应急救援资源和空间数据采用SQL Server和Shapefile格式进行管理。以Visual Studio.NET为开发平台,使用C≠语言和ArcGIS Engine软件对地理信息系统进行二次开发,实现对空间数据的可视化管理。运用Matlab软件编程实现模型及其算法,将程序编译成.net平台可调用文件,并将应急物资分配与调运和车辆运输最优路径选择两个子模块系统结合起来,实现为决策者提供直观的震后应急物资分配与调运决策和车辆运输最短路径决策方案制定的可视化辅助。
【关键词】：应急物资调配 地震灾害 决策支持系统 地理信息系统 最优路径
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P208;P315.9
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 震后应急救援物资分配与调运决策特点11-13
• 1.3 国内外研究现状13-16
• 1.4 本文主要研究内容16-21
• 第2章 震后应急物资调配模型研究21-36
• 2.1 问题描述21-22
• 2.2 模型假设22-23
• 2.3 应急物资分配与调运优化模型构建23-28
• 2.3.1 符号说明23-24
• 2.3.2 模型构建24-26
• 2.3.3 震后应急物资需求预测26-28
• 2.4 算法设计28-31
• 2.5 算例分析31-36
• 2.5.1 数据选择31-33
• 2.5.2 需求预测33-34
• 2.5.3 调配方案生成34-36
• 第3章 系统分析与设计36-56
• 3.1 系统分析36-38
• 3.1.1 决策内容分析36
• 3.1.2 系统需求分析36-37
• 3.1.3 系统功能描述37-38
• 3.2 系统设计38-54
• 3.2.1 系统概述38-40
• 3.2.2 系统总体设计40-41
• 3.2.3 系统详细设计41-54
• 3.3 系统应用性分析54-56
• 3.3.1 系统限制条件分析54
• 3.3.2 系统应用前景分析54-56
• 第4章 系统功能实现56-69
• 4.1 系统实现平台及开发框架56-57
• 4.2 GIS子系统功能实现57-63
• 4.2.1 道路的表示57-58
• 4.2.2 GIS地图矢量化58-60
• 4.2.3 图层管理60-61
• 4.2.4 道路网络的拓扑关系61-62
• 4.2.5 震后地理信息管理62-63
• 4.3 调配子系统功能实现63-68
• 4.3.1 系统运行过程63-64
• 4.3.2 系统主界面64
• 4.3.3 基础决策信息管理64-65
• 4.3.4 物资调配模块65-66
• 4.3.5 可视化车辆运输路径66-68
• 4.4 用户信息管理模块68-69
• 结论69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75

【参考文献】

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本文编号：566761