基于博弈论的化工园区合作巡逻策略研究

发布时间：2024-04-06 20:14

　　化工园区的生产活动对周围的大气环境和居民健康构成了巨大威胁,需要园区管理团队对化学生产过程和气体排放进行严格监管以保证空气质量,对各化工厂进行巡逻是一种有效的方法。基于博弈论研究多辆巡逻车的合作巡逻策略,提出了贪婪部署算法确定巡逻车的初始部署,采取静态分区的合作方法将化工园区划分成多个小区域,在化工厂和巡逻车之间构建巡逻博弈模型,通过MultiLPs算法计算得到博弈的Stackelberg均衡解。选取Antwerp化工园区进行案例研究,结果表明巡逻车可以将收益提高8.08%～35.24%。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图2Antwerp化工园区图模型

图2显示了图1所示的化工园区的图模型。如我们所见，化工厂的出入口(A1、A2、B1、C1等)和交叉路口(Cr1、Cr2和Cr3)被建模为节点。根据这些节点的实际连接关系，边e1至e17依次连接以反映车辆道路。在这些边中，边3、7和12被添加因为他们属于同一个化工厂内部的道路。接下....

图3各个已划分区域的图模型

根据每个区域的图模型和超邻接矩阵构建巡逻转移图。在化工园区合作巡逻博弈模型中，将巡逻车每次的最大预算巡逻时间T设置为30个时间片。为了简化模型，本文假设攻击者的攻击持续时间dk,i都为10个时间片。案例中关于收益的模型输入参数见表1，这些参数的具体数值均由化工安全领域的专家提供。....

图4区域1中巡逻车的最优巡逻策略和攻击者的最佳响应

在现实巡逻过程中，一些巡逻车会选择固定的巡逻路线进行巡逻。图5给出了在Antwerp化工园区区域1中，用MultiLPs算法求得的巡逻车选取的固定巡逻路线的策略(黑色加粗线段)和攻击者的策略(红色线段)。从图5中可以看出，攻击者选择在时间21攻击化工厂G。在这种情况下，防守者和....

图5区域1中巡逻车的最优固定巡逻策略和攻击者的最佳响应

图4区域1中巡逻车的最优巡逻策略和攻击者的最佳响应计算另外2个小区域以及分区前攻击者和防守者在巡逻博弈策略下的收益，结果见表2。和分区前的结果进行比较，可以发现，分区后每个小区域内防守者的收益和分区前相比都有所提高，而分区后每个小区域内攻击者的收益均低于分区前。

本文编号：3947099