考虑服务能力的消防救援站供需匹配优化

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2023.06.013

山东科学 ›› 2023, Vol. 36 ›› Issue (6): 105-111.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2023.06.013

考虑服务能力的消防救援站供需匹配优化

周同¹(), 孟子皓², 刘康琳²^,^*()

1.北京市消防救援总队作战训练处,北京 100035
2.北京交通大学交通运输学院,北京 100044

收稿日期:2023-02-13 出版日期:2023-12-20 发布日期:2023-12-07
通信作者: * 刘康琳(1993—),女,副教授,硕士生导师,研究方向为应急物流、鲁棒优化、网络优化。E-mail:klliu@bjtu.edu.cn
作者简介:周同(1991—),男,研究方向为消防资源分配、消防调度指挥优化、灭火救援及消防员训练方案优化。E-mail:bnuzhoutong@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(72101021);中国博士后科学基金(2022T150041)

Optimization on supply-demand matching of fire stations with capacity constraints

ZHOU Tong¹(), MENG Zihao², LIU Kanglin²^,^*()

1. Training and Rescue Sector, Beijing Fire and Rescue Department, Beijing 100035,China
2. School of Traffic and Transportation,Beijing Jiaotong University, Beijing 100044,China

Received:2023-02-13 Online:2023-12-20 Published:2023-12-07

摘要/Abstract

摘要：

为提高消防救援站的应急服务水平、降低应急响应时间,改进了现行人工决策救援供需匹配的传统方法,在充分调研实证数据、自动批量获取地理数据的基础上,提出了考虑服务能力的消防救援站供需匹配优化策略,并将其构建为一个混合整数规划模型。基于北京市西城区的实际消防救援站点分布及高频需求节点位置,对模型进行了验证。研究结果表明,与仅考虑服务距离的人工决策相比,该数学模型能够在短时间内实现消防救援设施的自动匹配,充分调度已救援服务能力,为优化应急救援供需服务匹配提供新的解决思路。

关键词: 应急物流, 消防救援站, 匹配优化, 服务能力, 混合整数规划

Abstract:

In order to improve the emergency service level of the fire station and reduce the emergency response time, this paper has improved the current traditional method of manual decision-making on the supply and demand matching of rescue. Based on the full investigation of empirical data and automatic batch acquisition of geographic data, this paper proposed an optimization strategy for the supply and demand matching of fire rescue stations considering service capacity, and constructed it as a mixed integer programming model. Then, based on the actual distribution of fire rescue stations in Xicheng District of Beijing and the location of high-frequency demand nodes, this model was validated. The research results showed that compared to the manual decision only considering the service distance, the mathematical model proposed in this paper can realize the automatic matching of fire rescue facilities in a short time, fully dispatch the rescue service capacity, and provide a new solution for optimizing the emergency rescue supply and demand service matching.

Key words: emergency logistics, fire stations, matching, capacity, mixed integer programing

中图分类号:

U121

周同, 孟子皓, 刘康琳. 考虑服务能力的消防救援站供需匹配优化[J]. 山东科学, 2023, 36(6): 105-111.

ZHOU Tong, MENG Zihao, LIU Kanglin. Optimization on supply-demand matching of fire stations with capacity constraints[J]. Shandong Science, 2023, 36(6): 105-111.

图/表 3

表1

符号体系"

参数	含义
Z	目标函数
i	乡镇或街道的编号,∀i∈I
j	消防救援站的编号,∀j∈J
k	消防救援站距离乡镇或者街道中心的最短距离排序,∀k∈{1,2,3}
d_i	乡镇或街道i对消防资源需求的权重,与人口数量成正比
c_ij	乡镇或街道i到消防救援站j的驾车距离
m_j	消防救援站j最多能够服务的乡镇或街道的数量
决策变量 $y i j k$	0-1变量,当距离乡镇或街道i第k近的消防救援站j和i匹配

表1

表2

图1

参考文献 16

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编号(i)	街道	经度	纬度	人口数据	需求权重系数(d_i)
1	广安门外街道	116.322°E	39.884 0°N	232 576	23
2	月坛街道	116.35 0°E	39.918 4°N	142 730	14
3	展览路街道	116.35 0°E	39.942 9°N	167 078	17
4	白纸坊街道	116.354°E	39.883 3°N	115 316	12
5	广安门内街道	116.357°E	39.900 4°N	89 884	9
6	牛街街道	116.359°E	39.889 4°N	45 019	5
7	新街口街道	116.368°E	39.947 6°N	124 102	12
8	金融街街道	116.373°E	39.903 7°N	84 121	8
9	西长安街街道	116.373°E	39.922 4°N	69 436	7
10	椿树街道	116.378°E	39.899 9°N	38 360	4
11	陶然亭街道	116.383°E	39.889 4°N	53 171	5
12	什刹海街道	116.394°E	39.942 5°N	125 334	13
13	德胜街道	116.394°E	39.955 9°N	143 198	14
14	大栅栏街道	116.396°E	39.900 2°N	49 798	5
15	天桥街道	116.398°E	39.891 2°N	58 867	6

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Optimization on supply-demand matching of fire stations with capacity constraints

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[1]	付文静, 郎茂祥. 西南地区面向东南亚国际贸易的物流通道选择[J]. 山东科学, 2022, 35(4): 107-115.
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