[发明专利]一种适应火灾动态变化的消防员救援调度方法

权利要求书

1.一种适应火灾动态变化的消防员救援调度方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)对每个消防中心的每个消防员进行编号并划分成若干消防员小组，对消防中心的每辆消防车进行分配并与消防员小组建立一一对应关系；

2)获取火灾的发生位置，获取消防中心至火灾发生地之间路径的路况参数，计算路况权重和消防人员抵达受灾区的预测时间；根据火灾报警信息预估受灾区域需要的消防员小组数量和消防员数量；

所述步骤2)中路况权重RCW和消防人员抵达受灾区的预测时间计算方法如下：

(2.1)令消防中心C_j至受灾区域F_k的总路程具有n个路段，第i个路段长度为D_i，根据所获得城市各路段的每分钟通行速度，并以交通指数计算最小时间单位L为间隔，计算第i个路段的当前时刻平均通行速度V_i^t；将第i个路段在上一个月的平均通行时间作为路段期望通行时间T_i，通过公式(1)计算当前路段实际通行时间比R_L；

(2.2)通过公式(2)计算行程时间比值F；

(2.3)通过公式(3)计算当前路段路况权重RCW；

(2.4)通过公式(4)计算消防员到受灾现场的总预测运输时间T；

其中，表示派往受灾区域k的消防中心j的消防员小组v运输过程的第i个路段；表示消防中心j的消防员小组v是否派往受灾区域k；当则表示消防中心j的消防员小组v派往受灾区域k；当则表示消防中心j的消防员小组v不派往受灾区域k；

3)建立受灾区域分配消防员小组数量的约束条件、建立消防车容纳消防员数量的约束条件、建立消防中心拥有消防车数量和消防员数量的约束条件，基于所有受灾区域分配到消防员小组的公平考虑，计算每个受灾区域需求消防员小组的需求方差；建立满足上述约束条件、并基于权衡运输时间和受灾区域公平分配的消防员运输调度模型；

4)根据所建立的消防员运输调度模型，采用遗传算法，获得派往每个受灾区域的消防员小组数量、到达受灾区域的时间、每个消防小组中消防员数量和编号、受灾区域的数量、受灾区域救援关键位置、受灾区域灭火关键位置、消防员抵达受灾区域位置信息；

5)建立灭火关键位置集合和救援关键位置集合，根据受灾区域救援关键位置、受灾区域灭火关键位置、消防员抵达受灾区域位置，建立当前时刻消防小组中消防员移动距离权重最小的优化调度模型；建立分配位置与所需消防员数量的约束条件、建立灭火关键位置与所需消防员数量的约束条件、建立救援关键位置与所需消防员数量的约束条件；

6)将灭火关键位置集合与救援关键位置集合进行合并，形成关键位置总集合，初始化灭火关键位置权重和救援关键位置权重，采用遗传算法对消防员任务分配染色体进行初始化；以最小化人员位移距离为目标计算任务分配染色体的适应度值，并进行选择、交叉、变异操作获得下一代种群；

7)统计所有关键位置的实际调派人数，判断是否满足灭火关键位置与所需消防员数量的约束条件、以及救援关键位置与所需消防员数量的约束条件，若当前调派的消防员数量大于关键位置个数，且存在个别位置调派人员数量小于救援需求人数时，对任务分配染色体进行修正；

8)判断任务分配染色体的迭代是否满足终止条件，终止迭代后即可获得已经到达受灾区域的消防员调度方案，并判断该方案中关键位置与消防员人数是否满足约束条件，满足约束条件后将其位置相对权重值缩小；判断当前受灾区域是否有未到达的消防员小组，若有，令下一时刻到达的消防员小组为当前时刻的消防员小组，返回步骤6)；若所有受灾区域均有到达，获得所有受灾区域所有消防人员的调度方案；

9)若某个关键位置上的救援任务完成，则删除该关键位置，将该关键位置原来所分配的消防员重新认定为未分配任务的消防员；当发现新的救援位置时，将新的救援位置添加到关键位置和权重中，计算每个未分配任务的消防员和新关键位置的适应度值，将适应度值最大的关键位置分配给待分配任务的消防员，直到所有受灾区域救援结束。