大学生数学建模竞赛选址问题.doc

应急避难所的评价与选址决策研究 【摘 要】 本文对成都市青羊区的应急避难所体系进行研究，为青羊区居民提供详细的应急预案。 首先，在成都市人民政府政务服务中心查找调查研究区域的相关数据，得到各社区和各避难场所的分布。然后，通过服务面积比、服务人口比、人均有效避难面积及人均可达避难场所面积4个评价指标，对现有的应急避难体系的适宜性进行评价。接着，对现有的应急避难体系进行改进。最后，得到相应的应急预案。 问题一，是青羊区的交通、居民及医院的分布问题。通过对数据的查找与核实，确定青羊区的社区和避难场所的情况，绘制出详尽的分布图和加权网络图，勾勒出区域的概貌。 问题二，是综合评价问题。以现有避难场所的应急适应能力为评价对象，以服务面积比、服务人口比、人均有效避难面积及人均可达避难场所面积为评价指标，以应急避难场所的基准与专家学者的意见确定各指标的组合权重，利用线性加权法得出应急避难所的综合应急适应能力评价结果。利用Matlab计算出其综合评价值为-0.4647，得到其适宜性程度弱。 问题三，是应急避难所的选址问题。首先，将城市交通网转化为加权网络图。建立以避难场所个数最小、居民到避难场所的平均距离最小和避难场所的利用率最大为目标的0—1多目标优化模型。由于多目标的难以计算，基于约束法将此模型转化为单目标优化模型。通过Lingo计算出至少还需建立3个应急避难所，其位置为：快活社区、双新社区、锦屏社区；且覆盖范围见图9。 问题四，在以上研究的基础上，明确各社区居民的具体逃离路线。为应急避难所管理部门提供详细的应急预案，具体应急方案见附件1。 本文最后，对模型进行了强健性分析和误差分析，并对模型进行评价和推广。 关键词：应急避难所；综合评价；选址问题；0—1多目标优化模型；约束法 1、问题重述 1.1 问题背景 我国城市发展已进入快速增长时期，城市规模、人口密度不断扩大，各种突发事件频繁发生，因而遭受重大突发事件威胁的形势十分严峻。就拿地震灾害来说，2008年“5.12”汶川8.0级地震，2010年“4.14”玉树7.1级地震以及2011年“3.11”日本9.0级地震无不为城市防灾工作管理者敲响了警钟。在重大自然灾害或突发性事件发生时，对受灾人员伤亡和财产损失，这是城市管理者实现防灾减灾的主要目标。城市应急避难所是应对重大突发事件, 减小人员伤亡和财产损失的一项重要措施[1]。因此，非常有必要对突发事件应急避难所的应急避难能力进行综合评价，以便为提高城市应急避难水平提供定量依据。 随着我国城市化程度的提高，城市建设在单位土地上的集聚程度比以往任何时候都高，城市灾害放大效应更加明显，防灾避难空间规划显得尤为重要[2]。我国对应急避难场所的建设起步较晚，直到2003年10月才建成第一个应急避难场所——北京元大都城垣遗址公园应急避难场所。然而，美国和瑞士等发达国家都十分重视应急避难场所建设，公共场所、体育馆、文化馆、学校的操场等经过改造后可以成为室内或室外应急避难场所。美国城市住宅的60%建有地下室，州以下政府用的“紧急活动中心”已建成5万多个，其他公共掩蔽工程达到20多万个[3]。因此，我国需要向美国、瑞士等发达国家学习，充分利用人防掩蔽工程开设应急避难场所。 1.2 需要解决的问题 建立城市应急避难所已经成为一个城市基础建设设施完善的指标之一，城市应急避难场是指利用城市公园、绿地、广场、体育场、学校等场地，经过科学的规划建设与规范化管理，能为社区居民提供安全避难、基本生活保障及救援、指挥的场所。 现在以成都为具体研究对象，通过查阅数据和资料，完成下面问题： （1）查阅该城市交通图、居民分布数据、医院分布情况，建立相应的分布模型； （2）对该城市现有的应急避难所的适宜性进行评价； （3）该城市至少还需建多少个应急避难所，建在哪里？ （4）假设发生特大自然灾害，请为管理部门设计一份有效的详细应急预案。 2、问题分析 2.1 整体分析 随着重大自然灾害的频频发生，修建城市应急避难场所迫在眉睫[4]。本文是以修建适宜性避难场所为目的，具体针对现有的避难场所进行评价，对新建的避难场所进行规划。 首先，通过成都市人民政府政务服务中心提供的数据，对成都市青羊区的社区情况和现有的避难场所分布情况进行了查找，获得了社区和避难场所的具体分布情况；然后，利用服务面积比、服务人口比、人均有效避难面积及人均可达避难场所面积等4个评价指标对现有的避难场所体系进行综合评价，通过将最终的应急能力评价结果与国家规定的标准比较，判断现有的应急避难体系的适宜度；接着，对现有的应急避难体系进行改进，其具体的改进方法是新建几处避难场所。建立分别以新建避难场所个数最小、居民到避难场所的平均距离最小和避难场所的最大利用率最小为目标的0—1多目标优化模型；最后，将所得的逃亡方案做成应急预案