自然灾害环境中无人应急救援的任务分配研究

发布时间：2023-05-03 20:56

　　无人救援系统现已广泛应用到各类灾害的应急救援中,该系统可以有效的提高灾后的应急响应效率。而各类大型救援飞机的出现也正改变着应急响应救援的步骤和方法。本文针对早期森林火灾和地震这两个灾害场景中的救援飞机的任务分配问题进行了研究,设计并使用了新型的救援模拟器和救援算法。在对早期森林火灾救援中救援飞机的动态任务分配进行研究时,本文对森林火灾蔓延和森林火灾救援的动态特性进行了分析,在已有的森林火灾模拟器的基础上提出了森林火灾的救援模拟器,可用于模拟救援飞机与各种火灾蔓延因素之间的相互作用效果。所设计的救援集成为救援模拟器和救援算法之间的数据交换提供了动态框架。同时提出了灭火粒子群优化(FPSO)救援算法,使用加权选择全局最优组的方式确定最优的任务分配。仿真结果表明,在与四种现有算法进行对比时,FPSO在大部分场景下的离线错误率更小且明显优于对比算法;从森林火灾救援效果来看,大多数情况下FPSO在多次运算中烧毁价值比更低且数值分布更为集中,且救援时间最短;而救援边沿比例最高则说明FPSO的火灾边沿控制效果更好。在对地震救援中救援飞机的任务分配进行研究时,本文针对地震环境中急需送往震区外实施救援的...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 无人应急救援
        1.1.2 森林火灾的无人应急救援
        1.1.3 地震的无人应急救援
    1.2 相关工作
        1.2.1 森林火灾模拟模型
        1.2.2 森林火灾的救援和管理
        1.2.3 地震救援方法
    1.3 存在问题和主要研究内容
        1.3.1 存在问题
        1.3.2 主要研究内容
    1.4 论文的结构
第二章 早期森林火灾救援中救援飞机的动态任务分配研究
    2.1 研究问题
    2.2 准备
        2.2.1 定义
        2.2.2 说明
    2.3 问题陈述和模型
        2.3.1 模型
        2.3.2 讨论
    2.4 救援模拟器
        2.4.1 动机
        2.4.2 陈述
        2.4.3 元胞自动机
        2.4.4 飞机组I的飞机灭火策略
    2.5 救援集成
        2.5.1 动机
        2.5.2 框架
        2.5.3 交换接口
        2.5.4 讨论
    2.6 FPSO救援算法
        2.6.1 动机
        2.6.2 框架
        2.6.3 灭火加权选择与讨论
    2.7 实验和讨论
        2.7.1 实验设计
        2.7.2 实验目标和标准
        2.7.3 动态搜索的结果与讨论
        2.7.4 森林火灾救援的结果与讨论
    2.8 本章小结
第三章 地震救援中救援飞机的任务分配研究
    3.1 研究问题
    3.2 问题提出和模型
        3.2.1 陈述
        3.2.2 定义
        3.2.3 说明
        3.2.4 模型
    3.3 救援模拟器
        3.3.1 动机
        3.3.2 框架
        3.3.3 待救援人员的分布和待救援人数
        3.3.4 救援飞机的救援
    3.4 TLP救援算法
        3.4.1 动机
        3.4.2 框架
        3.4.3 救援组级规划
        3.4.4 救援飞机级规划
        3.4.5 救援飞机位置分配
    3.5 实验和讨论
        3.5.1 实验设计
        3.5.2 最优解搜索的结果与讨论
        3.5.3 地震救援的结果与讨论
    3.6 本章小结
第四章 总结和展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文和专利



本文编号：3807267