[发明专利]一种基于盒子不确定集的应急物资储备库选址优化方法

摘要

本发明提供一种基于盒子不确定集的应急物资储备库选址优化方法，涉及不确定环境下应急服务设施选址优化技术领域。该方法包括：设定鲁棒优化模型的参数及其方法的不确定需求；构建鲁棒优化模型；随机生成各需求点的位置及其对应需求量，并给出随机鲁棒扰动；获得全局最优适应度值和最优解，即应急物资储备库位置坐标。本发明提供的一种基于盒子不确定集的应急物资储备库选址优化方法，由于模型具有非凸、非线性、多重约束的特点，在数学上具有NP‑难的特点，因此，设计人工蜂群算法的编码方法对鲁棒优化模型求解，在不同规模和需求不同扰动下具有良好的鲁棒性，实现不确定因素下应急物资储备库的科学选址，在不确定的情形下最大限度地规避风险。

主权项

一种基于盒子不确定集的应急物资储备库选址优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对鲁棒优化模型的参数进行设定，包括待建应急物资储备库的总个数m、需求点的总个数n、需求点的集合P＝{P1,P2,......,Pn}、需求点需求量的集合W＝{w1,w2,......,wn}、第j个需求点的需求量wj且wj>0、第j个需求点需求量的平均值第j个需求点的不确定需求量第i个应急物资储备库提供给第j个需求点的应急物资量wij且wij>0、第j个需求点的坐标Pj:(aj,bj)且Pj∈P、第i个应急物资储备库的坐标Xi:(xi,yi)、第i个应急物资储备库的容量si、第i个应急物资储备库与第j个需求点之间的距离d(Xi,Pj)、选址区域的起点坐标选址区域的终点坐标步骤2：将应急物资储备库选址优化方法的不确定需求描述为盒子约束，描述需求点Pj的不确定需求的取值在闭凸集合内，即需求不确定的有界闭且凸集合Wj如下式所示：Wj={w~j∈[w‾j-δ,w‾j+δ]};]]>其中，j＝1,2,......,n，δ为不确定需求的扰动，δ的取值由需求点的受灾程度、人口密度及经济水平等因素确定；步骤3：根据模型设定的各个参数，构建不确定需求下应急物资储备库选址鲁棒优化模型，使应急物资储备库与各个需求点的最大加权距离和最小化；所述应急物资储备库选址鲁棒优化模型应满足以下约束条件：不确定需求在盒子不确定扰动集合下，最大加权距离和不超过阈值z；每个需求点的应急物资由多个应急物资储备库协同供应，不确定需求取值于盒子不确定扰动集合；应急物资储备库提供的应急物资不能超过最大容量限制；获得第i个应急物资储备库与第j个需求点之间的距离；需求点和应急物资储备库在有效的选址范围内选址；步骤4：使用人工蜂群算法的编码方法对应急物资储备库选址鲁棒优化模型进行求解，得到最优选址方案，包括以下步骤：步骤4.1：设置鲁棒性水平、人工蜂群的蜜蜂总数设为NP、算法的最大搜索次数为limit、最大迭代次数为maxCycle、全局最优适应度值fit0，其中，采蜜蜂数量为NP/2，算法中食物源即为待建应急物资储备库；步骤4.2：根据步骤4.1设置的参数，在选址区域内随机生成各个需求点的位置、各需求点对应的需求量，并给出随机鲁棒扰动；步骤4.3：初始化人工蜂群，即储备库位置坐标；步骤4.4：在盒子不确定需求下，获得全局最优适应度值和最优解，即应急物资储备库位置坐标；步骤4.5：判断当前蜂群的迭代次数是否达到预设的迭代上限，若是，输出人工蜂群寻优所得的全局最优适应度值和最优储备库的位置坐标，否则，迭代次数加1，返回执行步骤4.4。