《Operations Research Perspectives》:A three-stage intelligent decision framework for post-disaster search and rescue open-loop routing
编辑推荐:
•通过震后环境模拟构建三阶段搜索与救援(Search and Rescue, SAR)开环路由框架。
•提出了优先级感知的混合启发式方法,用于生成高质量的初始救援计划。
•提出了改进的动态自适应大邻域搜索(Modified Dynamic Adaptive L
•通过震后环境模拟构建三阶段搜索与救援(Search and Rescue, SAR)开环路由框架。
•提出了优先级感知的混合启发式方法,用于生成高质量的初始救援计划。
•提出了改进的动态自适应大邻域搜索(Modified Dynamic Adaptive Large Neighborhood Search, M-D-ALNS)算法,集成新型算子与动态逻辑,以最小化救援时间与优先级成本。
•设计了事件驱动的重规划机制,能够对不确定信息做出敏捷响应。
•仿真结果表明该框架具有鲁棒动态性能;现实信息条件下的策略能够超越全知视角(God View)基线。
**一、研究背景与问题**
大规模自然灾害(如地震、台风)可在数分钟内对基础设施造成灾难性破坏并导致大规模人员伤亡。在灾害发生后的“黄金72小时”内,搜索与救援(Search and Rescue, SAR)行动的效率是降低死亡率的关键决定因素。尽管基于深度学习(如Vision Transformers, ViT)的震后建筑物损伤检测已取得进展,但如何将评估结果转化为有效的救援行动仍是一项挑战:救援队伍必须面对道路受阻、伤亡人数未知或估计噪声较大等高度动态的环境。
灾后SAR路由与商业车辆路径问题(Vehicle Routing Problem, VRP)存在本质差异:其一,优化目标需满足人道主义与救援效率需求,即最小化最大完成时间(makespan)并优先保障关键区域,而非最小化经济成本;其二,救援作业通常需要开环结构,即车辆不必返回中心车场,而是直接前往医院、安全区域或下一个受灾点以最大化时间利用率。
现有研究仍存在若干不足:静态规划或完美信息假设与现实不符;动态VRP方法缺乏处理“探索不确定需求”与“利用已知高优先级区域”之间权衡的机制;传统滚动时域方法可能引发过多重规划计算,或无法对“黑天鹅”(Black Swan)事件(如桥梁突然坍塌)做出快速响应。为此,该研究提出了一种面向灾后动态