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周愉峰, 涂熳熳, 龚英
摘要: 洪灾应急响应中,被困人员救援与应急物资配送是两项核心任务。传统方法往往独立优化救援与配送决策,忽视了两者的集成。本文聚焦洪灾背景,构建考虑被困人员优先级与任务拆分性、集成卡车-冲锋舟-直升机协同救援与卡车-无人机协同配送的“空-地-水”多模态多载具路径优化模型。采用混合整数非线性规划描述,引入字典序多目标优化方法,优先保障人员救援,设计主优化目标为人员救援效果最大,次优化目标为应急物资配送满意度最大。针对模型复杂特征,提出改进禁忌搜索算法(Improved Tabu Search, ITS),引入精细邻域结构与多载具协同编解码机制,提升算法性能。以河南“7·20”特大暴雨洪灾为背景构建现实算例,并设计12个不同规模的模拟算例,分别测试模型与算法的有效性。结果表明:(1)优先级与任务拆分机制显著提高被困人员的脱困效率;(2)动态协同配送策略优于静态策略,在时效性与灵活性方面更具优势;(3)ITS性能优于遗传算法(Genetic algorithm,GA)、模拟退火算法(Simulated annealing algorithm, SAA)、分层自适应大邻域搜索算法(Layered adaptive large neighborhood search, LALNS)和蚁群算法(Ant colony optimization, ACO),其救援效果分别提升8.95%、7.44%、13.54%和6.97%。