中国安全科学学报

信息动态

2013, 23(5): .

摘要 ( 65 )

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比较安全学的方法论研究

曹莹莹，吴超

2013, 23(5): 3.

摘要 ( 158 )

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为完善比较安全学学科体系,指导、促进比较安全学研究工作的开展,从方法论的角度研究比较安全学.结合比较学方法论和安全科学方法论,确定比较安全学的方法论基础与原则；总结比较安全学的研究方法,包括比较学研究的一般方法和结构-功能分析法、统计分析法、因素分析法等.从比较安全学的学科特性出发,提炼比较安全学方法论的5大基本特征,建立比较安全学方法论四维结构体系.综合相关文献,确立比较安全学研究的一般步骤,并在此基础上,建立比较安全学研究的范式体系.比较安全学有其自身独特的方法论,指导着比较安全学研究工作的进行.

视觉分心时驾驶人注视行为特性分析

马勇，付锐，王畅，郭应时，袁伟，宋殿明

2013, 23(5): 10.

摘要 ( 298 )

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为探寻视觉分心对驾驶人注视行为的影响,研究视觉分心时的驾驶人注视行为,用非接触式眼动仪采集多位被试驾驶人在实际驾驶过程中的眼动数据,并将其注视区域分为4部分,分析驾驶人视线离开前方区域情况下的注视频次及注视时长特性.结果表明:驾驶人在视线离开前方区域情况下,超过60％的注视对象是车内区域,且驾驶人观察左后视镜区域的次数高于右后视镜区域.约90％的注视时长小于1.0s,注视时长为0.4～0.8 s的比例超过50％.驾驶人对左后视镜、仪表板和音响设备区域的注视时长均值比较接近,而对右后视镜的注视时长均值大于这3个区域.

综放采空区遗煤自燃的三维数值模拟研究

张春，题正义，李宗翔

2013, 23(5): 15.

摘要 ( 199 )

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为了模拟研究综放采空区遗煤自燃过程,建立综放采空区遗煤自燃的三维数值模型,并给出相关参数的确定方法.以五龙矿3123综放面为例,进行综放采空区遗煤自燃过程的三维数值模拟研究.结果表明:综放采空区模拟得到的速度场、浓度场、“三带”划分及遗煤升温过程,与现场情况基本相符.综放采空区氧化带形态近似为-倒“7”字形,综放采空区高温区域可以有多处,并且高温点位于底板以上约0.8m处.通过模拟分析,还得到综放采空区氧化带高度及遗煤升温时间与工作面供风量近似满足指数函数关系.当供风量较小时,氧化带宽度与供风量成正比；当供风量较大时,氧化带宽度不再随供风量发生变化.

事故再现不确定分析蒙特卡洛法的样本容量选取方法

邹铁方，赵力萱

2013, 23(5): 22.

摘要 ( 262 )

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蒙特卡洛法是事故再现不确定分析的一种重要方法.为了研究通过较少仿真次数即可获得理想分析结果的方法,基于蒙特卡洛误差估计理论,提出事故再现不确定分析蒙特卡洛法的样本容量选取问题.根据事故再现结果的标准差及所需控制误差确定样本容量,进而给出确定事故再现结果标准差的微分法和试算法等2种方法.最后用3个数值算例与一例车-车碰撞试验,验证所提出的方法.结果表明:利用所提出方法确定样本容量后,可以将计算结果的误差控制在规定范围内.

高含硫井场分户报警通知传播模型及仿真

盖文妹，邓云峰，李竞，杜焱

2013, 23(5): 27.

摘要 ( 162 )

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为改善分户报警通知在高含硫井场周边村民中的传播效果和优化室内报警器的部署方案,基于分址调频广播的技术架构,建立分户报警通知传播的数学模型.采用随机Markov疏散模型对重大毒气泄漏场景中的人员疏散过程进行离散化处理,然后基于复杂适应系统和复杂网络理论构建高含硫井场地区的社会关系网络,研究报警通知的传播效果与传播时长、社会关系紧密程度及报警器部署比例等因素的关系.模拟仿真的结果表明,传播时间越长,社会关系越紧密,报警器部署的比例越高,报警通知在疏散人群中传播的效果越好.减少预警时间,并根据社会关系紧密程度优化报警器部署方案,或者在经济成本允许范围内多部署报警器,有助于提高重大事故场景中分户报警通知的效果.

空气喷射流之涡旋拟序性在隔烟中的应用研究

仲晨华，朱小俊，柳凯，杨志青

2013, 23(5): 33.

摘要 ( 166 )

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为改善空气射流(幕)的隔烟效果,根据涡旋运动的拟序性,研究增强涡旋运动的拟序性对空气射流(幕)隔烟的影响.通过2股相向错位空气喷射流加强涡流拟序性,采用理论分析及基于大涡模拟(FDS)的方法,展示射流涡流的拟序性现象,说明拟序涡流限制无序运动的原理、作用过程,证明增强涡旋拟序性能提高空气射流(幕)的隔烟能力,同时用实物试验验证了该方法隔烟的有效性.

基于PSO-SVM的煤矿瓦斯爆炸灾害风险模式识别

李润求，施式亮，念其锋，朱红萍，朱川曲

2013, 23(5): 38.

摘要 ( 177 )

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为了提高煤矿瓦斯爆炸灾害风险识别能力,提出通过典型样本和模式识别(PR)模型构建识别库进行风险识别的方法.在以径向基函数(RBF)为核函数的支持向量机(SVM)模型基础上,应用粒子群优化算法(PSO)优化模型参数,建立瓦斯爆炸灾害风险识别的PSO-SVM模型；构建风险识别指标体系,确定风险模式类别,并以指标风险类别分界点为基础,提出新的数据规范方法;用典型样本训练和测试PSO-SVM模型,样本识别率为100％,表明以典型样本和PSO-SVM模型构建的识别库对瓦斯爆炸灾害风险有较强的识别能力,同时指出典型样本库应不断补充完善以增强其适应能力.

露天矿爆破地震波作用下框架建筑的安全性研究

代树红，王召，王振伟，邰英楼

2013, 23(5): 44.

摘要 ( 131 )

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为分析露天矿频繁爆破致使框架建筑出现裂缝的安全性问题,开展基于现场监测的试验研究.采用爆破测振仪和8通道测振系统,测定露天矿爆破地震波参数和框架主体、危险墙体的固有频率及其在露天矿爆破中的振动响应.研究结果表明:填充墙体的固有频率高于建筑主体的固有频率,且接近于爆破地震波的输入频率；填充墙体的振动速度高于建筑主体的振动速度；同爆破地震波传播方向垂直的填充墙是建筑中的危险结构；框架建筑主体和填充墙固有频率的差异性导致沿墙体出现裂缝；爆破地震波的地表振动速度虽然满足《爆破安全规程》,但频繁的露天矿爆破对框架建筑安全的威胁不容忽视.

集装箱岸桥安全操作中信息处理建模及分析

潘洋，梁承姬，郑惠强

2013, 23(5): 50.

摘要 ( 178 )

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为研究集装箱岸桥(QC)装卸作业安全操作机理,利用信息论的理论和方法对岸桥信息处理与传递进行建模和计算.首先总结集装箱装卸作业流程的11个作业环节,以人脑为信道,利用通信系统模型建立岸桥司机装卸作业各环节的信息传输转换模型.基于甘特图思想,建立整个装卸作业流程的刺激-反应流程图；并计算作为刺激的各信息源事件的信息量I(xi),信源熵H(X)和信息传递量HT.根据描述性模型和定量计算结果,对各作业环节提出有针对性的事故预防措施.

基于MPSO-WLS-SVM的矿井瓦斯涌出量预测模型研究

付华，谢森，徐耀松，陈子春

2013, 23(5): 56.

摘要 ( 208 )

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为有效预防瓦斯灾害,以预测矿井瓦斯涌出量为研究目的,提出经改进的粒子群算法(MPSO)优化的加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM),并用其预测非线性动态瓦斯涌出量.算法通过对WLS-SVM的正则化参数C和高斯核参数σ寻优,建立基于MPSO优化的WLS-SVM的瓦斯涌出量预测模型,并利用某矿井监测到的各项历史数据进行实例分析.试验结果表明:该预测模型预测的最大相对误差为5.99％,最小相对误差为0.43％,平均相对误差为2.95％,较其他预测模型有更强的泛化能力和更高的预测精度.

基于灰色支持向量机的湿天然气集输管道腐蚀研究

骆正山，郜阳

2013, 23(5): 62.

摘要 ( 176 )

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湿天然气集输管道系统运行时间长,管道腐蚀严重,失效泄漏事故频发,其系统风险评价面临诸多问题,因而研究其腐蚀率预测有重要意义.基于灰色支持向量机(GSVM)方法,综合考虑管道材质及其各种影响因素,对其进行灰色相关分析,并根据结果选取有较高相关度的影响因子作为输入变量,将腐蚀率作为目标输出函数,建立湿天然气集输管道腐蚀预测模型.并通过实证分析比较,发现用该模型计算出的管道腐蚀率平均相对误差较小,其预测结果与实际值吻合程度较高,使预测精度得到提高.

LNG船舶进出港航行移动安全区宽度定量计算分析

文元桥，杨雪，肖长诗

2013, 23(5): 68.

摘要 ( 191 )

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为保障液化天然气(LNG)船舶进出港通航安全,提出一种基于LNG船舶碰撞事故概率和风险的LNG船舶移动安全区宽度界定方法.该方法以船舶碰撞概率模型、船舶碰撞损害模型和LNG池火危害模型为基础,计算LNG船舶在航行过程中的事故概率和风险,并根据其分布特征,结合事故概率与风险可接受标准,定量界定LNG船舶移动安全区的宽度.研究表明,LNG船舶移动安全区宽度与通航水域交通流分布、事故船舶的排水量、航行速度等相关.在水上交通管理应用中,可根据LNG船舶及应用水域交通的实际情况确定LNG船舶进出港航行移动安全区的宽度.

船舶引航员可靠性评价体系研究

张锦朋，陈伟炯，张浩，詹海东

2013, 23(5): 76.

摘要 ( 161 )

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为有效预测船舶引航员作业中的安全可靠性,预防引航事故,基于其职业特点,提出了情绪状态、注意力、心情状态等动态和静态评价指标各5个,并采用专家评价或自评的方式对指标赋值.采用专家调查、DEMATEL方法,研究、验证了指标的合适性和指标间关系的正确性,并确定了各指标的权重.结果表明:引航员心情状态的权重最大(0.123 6),基本生理素质的权重最小(0.082 6)；最后通过案例分析,得到某一级引航员的可靠性值为91.342 5.引航员在工作中有良好的心理和生理状态以及良好的操作技能,有助于引航员可靠性的提高,从而减少引航事故的发生.

港口物流枢纽危险货物重大危险源预警方法研究

刘新宇，赵恺，胡虓，余玉欢

2013, 23(5): 82.

摘要 ( 214 )

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为实现港口物流枢纽危险货物重大危险源的有效预警,阐述港口物流枢纽危险货物重大危险源的定义和辨识分级方法,并采用模糊综合评价模型和层次分析法(AHP)相结合的方法综合评价重大危险源的安全状态.以国内某港液化石油气(LPG)管道系统为例,首先通过AHP法确定各评价指标的权重,其结果显示:管道压力是影响LPG运输安全的首要因素；其次运用模糊综合评价方法分别分析随机抽取的2组数据,通过三角隶属度函数确定实测数据的隶属度关系,结合各评价指标的权重,最终得到综合评价结果:2组数据的安全状态分别为“安全”和“初等危险”.

矿井瓦斯浓度自适应预测及其预警应用

董丁稳，刘洁，王红刚

2013, 23(5): 88.

摘要 ( 208 )

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为有效分析煤矿瓦斯监测数据,较准确地预测瓦斯浓度,根据矿井瓦斯实时监测数据和现场采煤方式的特点,分解数据形成的时间序列,用自回归(AR)、径向基函数神经网络(RBFNN)和高斯过程回归(GPR)3个模型组合进行预测.以预测有效度作为其精度的评估指标,得出最佳瓦斯浓度预测结果,实现瓦斯浓度自适应预测,并结合瓦斯监测数据的统计特征,实现瓦斯浓度的实时动态预警.实例分析表明:应用该方法能够提高预测精度,实现超前预警.

基于赋权关联度算法的地铁拥挤踩踏事故风险研究

王起全

2013, 23(5): 94.

摘要 ( 222 )

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为研究地铁站内发生拥挤踩踏事故风险,对我国近年地铁拥挤踩踏事故进行统计分析.总结出引发地铁拥挤踩踏事故的主要因素为4方面,13个因素.地铁拥挤踩踏事故易发场所主要为自动扶梯、换乘楼梯、上下车门口处.利用数学建模思路,引入赋权关联度算法,选取地铁实例样本与典型事故案例进行比对,计算关联系数,结果表明,地铁实例样本在自动扶梯处发生拥挤踩踏事故危险程度最高,人群拥挤、跌倒碰撞、电梯故障和应急管理缺陷等因素最可能诱发拥挤踩踏事故.评估结果与地铁实例样本状况基本吻合.

山区高速铁路桥梁疏散通道的建设模式研究

项琴，李远富，周攀

2013, 23(5): 101.

摘要 ( 234 )

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为解决山区高速铁路桥梁应急疏散的问题,提出独立梯道、逃生滑梯、逃生升降机和柔性滑袋4种疏散通道建设模式.分别介绍这4种模式的结构形式,估算其经济成本和逃生效率,并分析其实用性能.然后,基于层次分析法(AHP),建立山区高桥疏散模式的综合评价模型,计算高度为50 m时4种模式的综合得分.结果表明,逃生滑梯是4种模式中的最优者,独立梯道与2部逃生升降机的评价结果相当,柔性滑袋最不为公众熟悉,组织和操作难度较大,其综合得分最低.最后,就山区高速铁路桥梁救援疏散通道建设给出建议.

城际铁路线网站点及线路的脆弱性分析

李冰玉，秦孝敏

2013, 23(5): 108.

摘要 ( 127 )

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为改善城际铁路线网的抗攻击能力,运用复杂网络相关理论,借助Matlab程序,分析并找出城际铁路线网中脆弱的站点及线路路段.将城际铁路线网抽象为由车站和线路所构成的非加权无向网络,并对网络的特性指标进行分析.提出网络效率和连通度2个脆弱性指标,及全局依次攻击和局部单独攻击2种蓄意攻击策略,并观察攻击前后脆弱性指标的变化情况,以确定网络中脆弱的站点.在此基础上,确定脆弱的线路(路段).结果表明:站点的脆弱性与站点度数不直接相关；线路的脆弱性与线路所连接站点的脆弱性也不直接相关.

基于支持向量回归机的矿井突水量预测

秦洁璇，李翠平，李仲学，赵怡晴

2013, 23(5): 114.

摘要 ( 164 )

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为更好地预测预防煤矿水害,遏制煤矿水害,针对煤层底板突水问题的非线性、小样本特点,通过研究支持向量回归机(SVR)原理,建立基于SVR的矿井底板突水量预测模型.从突水影响因素中选取属性特征,包括水压、含水层厚度、隔水层厚度、底板采动裂隙带深度和断层落差.用网格搜索法和5-折交叉验证法确定径向基核函数(RBF)及模型参数.运用模型对测试样本进行突水量预测.最后将构建的矿井突水SVR模型运用到国内某典型矿山的煤层底板突水预测中,对工作面煤层底板进行最大突水量预测.

特种设备安全监管宏观指标增速可接受水平研究

冯杰，罗云，曾珠，高继轩，黄强华，傅如闻，王晓桥，史凯

2013, 23(5): 120.

摘要 ( 179 )

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为提高特种设备安全监管水平,分析研究特种设备安全监管宏观指标.通过文献计量和专家问卷研究确定10项指标.基于ALARP准则,研究指标增速的可接受水平,选取万台设备死亡率减速为可接受上限,再选取设备量增速为可接受下限,计算得到可接受上限为15.03％、下限为9.33％.采用增长优势指数法,计算宏观指标相对可接受上、下限的优势指数.计算结果显示:监察持证人员数量等2项指标增速超出可接受上限,监察人员数量等4项指标增速低于可接受下限,根据结果提出应对策略.

基于偏好DEA和Malmquist的煤炭企业安全效率动态分析

高艳芬，贾明涛，李宁，陈忠强

2013, 23(5): 126.

摘要 ( 196 )

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为准确评价煤炭企业安全效率,动态分析其发展规律,采用偏好数据包络分析(DEA)方法,测算2007-2010年我国煤炭企业100强中39家企业的安全效率,描述其整体现状.在此基础上,运用非参数Malmquist指数法,分析煤炭企业安全效率动态变化过程,并探讨煤炭企业安全效率发展的动力及阻碍因素.结果表明:2007-2010年,煤炭企业间安全效率差异明显,且整体较低,平均值仅为0.811.2008-2009年间的安全效率达到最大值2.961,其增长动力主要来自于技术进步,而技术效率较低在很大程度上阻碍企业安全效率发展.

动车组机械师胜任特征及其对安全绩效的影响研究

张荔函，叶龙，褚福磊

2013, 23(5): 132.

摘要 ( 161 )

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为确保动车组列车安全运行,采用行为事件访谈法,获取动车组机械师胜任特征指标.运用探索性因素分析和验证性因素分析方法,构建包括心理素质、能力素质、知识水平、职业品质、生理素质5个维度、18个胜任特征指标的动车组机械师胜任特征模型.通过相关分析和回归分析,探讨了动车组机械师胜任特征对安全绩效的影响及在绩效预测中的作用.结果表明,动车组机械师安全绩效、安全任务绩效、安全周边绩效与胜任特征整体水平和各维度之间大部分存在显著正相关,不同维度的胜任特征在动车组机械师安全绩效、安全任务绩效、安全周边绩效的预测中的作用存在差异.

油气企业安全生产的WSR模型及其分析研究

姬荣斌，何沙，钟雄

2013, 23(5): 139.

摘要 ( 171 )

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采用系统工程的理论和方法,讨论油气企业生产过程中的安全问题,旨在提高安全管理效率.首先使用CATWOE软系统方法论界定和辨识油气企业安全生产系统及其所处的环境,建立该系统的物理-事理-人理(WSR)模型.从物理、事理、人理3个维度对系统进行分析.结果表明:油气企业安全生产系统是开放的复杂系统,为搞好安全生产,既要注重对油气企业安全生产运行规律(即物理)的研究与应用,加强油气企业生产活动的安全管理(即事理),也要运用法律、政策等手段来规范人员的安全生产行为.油气企业安全生产系统的物理、事理和人理三者是相互统一的、辩证的.

经济发展对工伤事故水平影响的空间异质性研究

颜峻

2013, 23(5): 145.

摘要 ( 153 )

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为了探讨经济发展对工伤事故水平影响的空间异质性,基于人均GDP及认定工伤数等省级行政区的空间属性数据,构建工伤事故水平与经济发展之间的地理加权回归(GWR)模型.研究模型中变量的空间自相关性及变量关联的空间非均匀性,分析经济发展对工伤事故影响的空间分布特征.研究表明:工伤事故水平、地区经济发展规模与其邻近地区的观测数据之间存在相互依赖性；地区经济发展对工伤事故的影响程度在空间上是非均匀的,呈现出从西北地区至东南方向逐渐增大的趋势；地区经济增长带动工伤事故水平提高的弹性系数与人均GDP之间彼此独立,不存在统计学意义上的相关性.

油气集输站场实时风险预警评价体系研究

辛颖，王岩

2013, 23(5): 151.

摘要 ( 200 )

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为提高油气集输站应急预案的可操作性,提升作业现场对事故等突发事件的处理能力,保证集输站场的安全生产,构建基于动态风险评价并克服传统静态固有风险评价不能预测事故的缺点的实时风险预警体系.在对集输站场各类动态风险因素分析的基础上,介绍动态风险评价的各个指标,并给出各指标相应的评点分值,利用动态风险评价数学模型确定动态风险等级.结合集输站场静态固有风险等级,采用风险矩阵法,确定实时风险预警等级.结果表明,动态风险因素会影响集输站场工艺单元的静态固有风险等级；动态风险因素越多,集输站场的风险预警等级越高.

基于GIS的直升机山区救援飞行路径规划

潘卫军，罗小林，康瑞

2013, 23(5): 156.

摘要 ( 227 )

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为缩短直升机救援飞行时间,保障救援飞行安全,采用Voronoi图方法进行基于地理信息系统(GIS)的山区直升机救援飞行路径规划研究.引入阻碍因子参数,探讨在救援直升机路径选择中山区段距离和总飞行距离的权重问题,开发出角度圆滑工具用于修正最优路径转弯等规划轨迹,先形成平面初始航迹,再结合直升机飞行性能进行高度修正得到救援飞行路径的三维航迹规划.结果表明:路径一定时,阻碍因子和山区段权重线性相关；用该方法所得的三维航迹山区段距离短,能够缩短救援飞行时间.

面向公共工程突发事件的语言信息应急决策方法

尹念红，王增强，蒲云

2013, 23(5): 161.

摘要 ( 225 )

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为有效处理公共工程突发事件中模糊和不确定的信息,提出基于多粒度语言信息的应急决策方法.首先,决策者依据自身情况选择合适的语言短语集,给出各项关键指标权重的偏好信息,进而将多粒度语言信息作一致性转换,并引入近似理想方案的顺序优选技术获取各项关键指标的权重系数.然后,使用加权平均算子将各个备选方案的偏好信息依次与决策者的相对重要度和关键指标的权重集结,得到各个方案的综合评估值,以确定最优方案.最后,以某水库建设中土方坍塌事故为例,验证该方法的有效性和实用性.

小波分析和支持向量机组合法预测应急血液需求研究

朱莎，刘晓

2013, 23(5): 166.

摘要 ( 117 )

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针对地震紧急救援阶段血液需求特点,提出用于预测其需求量的,基于小波分析(WA)和支持向量机(SVM)的组合方法(WA-SVM).首先对原始血液需求进行小波分析,然后确定SVM输入向量和输出向量集合,构建各层序列的SVM预测模型,对血液需求进行预测.汶川地震案例表明,该方法的预测精度优于经验模态分解和SVM的组合预测模型以及SVM单项预测模型.

改进遗传算法在应急救援物资运输中的应用

廉晚祥，朱参世，胡江华，张东峰，曹轶乾

2013, 23(5): 172.

摘要 ( 203 )

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为优化路径以提高灾后救援物资运输的效率,构建灾后救援物资运输模型和度量遗传算法中染色体相似程度的聚合度模型,研究变异率对遗传算法跳出局部最优解的影响问题,结合聚合度模型改进遗传算法,并将改进后的算法应用到灾后救援物资运输模型中.以某地区突发自然灾害为例,验证基于聚合度改进的遗传算法.结果表明,改进后的遗传算法能根据自身染色体聚合度,对变异率进行自适应调整,能有效避免其早熟收敛问题；搜索效率由54％提高到68％,标准差由0.251 4降低至0.105 3；改进遗传算法的搜索效率和稳定性都显著提高,能为灾后救援物资运输争取更多时间,提高运输效率.

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