[发明专利]一种基于救援效率的通航救援调度优化方法

说明书

本发明公开了一种基于救援效率的通航救援调度优化方法，以通用航空器作为调度研究对象，以航空器载重、飞行时间、飞机数量为约束条件，以救援效率最大化、总飞行里程最小化为目标建立多出救点、多受灾点航空器调度优化模型；采用混合遗传模拟退火算法求解多出救点、多受灾点航空器调度优化模型，得到最佳通航救援调度方案；利用的混合遗传模拟退火算法不但增加了种群多样性和解的质量，而且避免了遗传算法早熟收敛现象，对通航救援调度问题的目标函数优化效果更好，将该方法应用到实际的救援工作中，能在一定程度上满足受灾点救援需求，提高救援效率，降低飞行成本，有很强的工业实用性，便于推广和使用。

技术领域

本发明涉及航空救援技术领域，特别涉及一种基于救援效率的通航救援调度优化方法。

背景技术

近年来，通用航空器在运送伤员、运输救援物资、收集灾难态势信息等方面发挥了不可替代的作用，显示出了极大的优越性和时效性。

航空器调度问题是指一定数量的受灾点或需求点，各自有一定数量的物资需求，出救点安排一定数量的航空器向受灾点运送物资，要求组织适当的飞行路线，使受灾点的需求得到满足，并能在满足一定约束条件下，达到诸如总飞行里程最短、效率最高等目标。

我国幅员辽阔，地理构造复杂，各类自然灾害频发，造成人员伤亡和经济损失极为严重。根据应急管理部、国家减灾委员会发布的数据，2018年各种自然灾害共造成全国1.3亿人次受灾，直接经济损失2644.6亿元，2019年一季度各种自然灾害共造成全国139.6万人次受灾，直接经济损失27.9亿元。重大灾害发生后，以通用航空直升机为基础的救援飞行，具有快捷、高效、不受地理空间限制等优势，为争取救援时间，降低人员伤亡，减少财产损失提供了强有力的保障。

然而，由于国内通用航空发展缓慢，缺乏一套较为完善的航空应急救援方案，严重影响救援效率和质量。因此，如何高效、合理地将通用航空器分配到需要救援的受灾点是一个亟待研究和突破的重点问题。

现有研究未从通航救援角度考虑“多对多”的配送模式，“多对多”配送模式指具有多个出救点、多个受灾点的救援情况下，每架航空器单次飞行路线为从出救点出发经过若干受灾点后，返回出救点。“单对单”配送模式指每架航空器从出救点出发，一次经过一个受灾点后，返回出救点。其次，救援效率是突发事件应急救援过程中的关键因素之一，提高救援效率对于减少损失、确保救灾工作达到较好的效果是至关重要的。

发明内容

针对上述背景内容中提出的实质性缺陷和不足，本发明提供一种基于救援效率的通航救援调度优化方法，以解决通用航空领域中航空器救援调度问题，提高救援效率，降低飞行成本，可以解决背景技术中所指出的问题。

一种基于救援效率的通航救援调度优化方法，具体步骤如下：

步骤Q1：通用航空器作为调度研究对象，以航空器载重、飞行时间、飞机数量为约束条件，以救援效率最大化、总飞行里程最小化为目标建立多出救点、多受灾点航空器调度优化模型；

步骤Q2：采用混合遗传模拟退火算法求解多出救点、多受灾点航空器调度优化模型，得到最佳通航救援调度方案；

其中，步骤Q1所述通航救援调度模型的建立具体如下：

Q11：所述的通航救援调度模型有以下前提条件：

救援过程中，各架航空器性能相同，满油、满载且以巡航速度匀速飞行；出救点有多个且位置已知，每个出救点的物资数量充足，但航空器数量受限；受灾点有多个且位置已知，每个受灾点的需求量已知；救援过程中，每个受灾点被经过一次且仅一次就完成配送；航空器每次飞行至少救援一个受灾点；航空器在距离最近的出救点进行加油和装载，在受灾点进行物资投放或降落卸载；

Q12：所述的通航救援调度模型中使用的变量及其含义如下：

x_ijf为0-1决策变量，航空器f是否经过(i,j)；