一种配置应急站点的方法及装置与流程
本申请涉及应急站点布置领域，具体而言本申请实施例涉及一种配置应急站点的方法及装置。
背景技术：
高速公路上车辆的行驶速度很快一次交通事故的数量和死亡人数都较多，因此需要合理的布局应急救援站点（或简称为应急站点）。另外，在高速公路改扩建工程期间，交通流特性、道路特性均有所变化，势必会对改扩建期间的行车安全有影响，交通事故的数量和死亡人数都有所增加，合理对应急站点进行布设也是非常重要的。
因此如何合理的在高速公路上布局应急站点成了亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本申请实施例的目的在于提供一种配置应急站点的方法及装置，本申请的一些实施例可以对应急站点进行分类研究，在一些实施例的应急站点设置过程中还考虑改扩建过程中救援目的地的可达性，也就是说本申请的一些实施例可以针对应急站点分类，并考虑了在公路改扩建过程中应急站点与救援目的地的可达性，提升了公路改扩建过程中配置的应急站点的类型和位置，并提升了对高速公路事故的救援效果降低了站点的维护和建设成本。
第一方面，本申请的一些实施例提供一种配置应急站点的方法，所述方法包括：将待配置应急站点的公路划分为多个路段并确定多个不同类型的应急站点；根据所述多个路段和所述多个不同类型的应急站点确定配置模型；根据所述配置模型的最优解确定应急站点布设方案。
本申请的一些实施例通过构建的配置模型可以确定哪些路段设置应急站点，以及在这些路段上设置哪个类别的应急站点，提升了应急站点布局的合理性和对事故现场的救援效果。
在一些实施例中，所述根据所述多个路段和所述多个不同类型的应急站点确定配置模型之前，所述方法还包括：确定对所述路段在改扩建期间的交通特性，其中，所述交通特性包括路径的可达性、交通事故的严重性或站点维护成本；所述根据所述多个路段和所述多个不同类型的应急站点确定配置模型，包括：根据所述多个路段、所述多个不同类型的应急站点以及所述改扩建期间的交通特性确定所述配置模型。
本申请的一些实施例还根据改扩建期间交通特性来确定配置模型，可以降低高速公路改扩建期间的事故伤亡率。
在一些实施例中，根据在满足应急时间限制要求下、，所述多个不同类型的应急站点总的社会经济效益最大和站点建设成本及站点维护成本最小的原则确定所述配置模型。
本申请的一些实施例为了更好的做好应急救援点的布设，建立总应急时间最短、社会经济效益最大的目标函数，通过优化方法计算最优解，确定系统综合优化的救援资源站点布设位置。
在一些实施例中，所述社会经济效益是根据在所述多个路段中的部分或者全部路段建设所述应急站点后减少的交通事故的损失确定的。
本申请的一些实施例通过减少的交通事故的损失来确定社会经济效益，提升了对社会经济效益评估的准确性。
在一些实施例中，所述站点建设成本是根据在多个位置中各位置布设的所述应急站点的类型以及所对应的资源配置确定的。
本申请的一些实施例通过评估各种类型应急站点的设置来预估站点建设成本，提升了站点建设成本的估计精度。
在一些实施例中，所述站点维护成本是根据所述应急站点的单次的平均救援成本和设定时间段内的总救援次数确定的。
本申请的一些实施例提升了站点维护成本评估的量化，并提升了维护成本评估的精度。
在一些实施例中，所述配置模型公式为：
其中，sj表征路段aj的应急站点，j表示所述应急站点的编号；qi表征划分的所述多个路段中路段ai上减少的交通事故损失，ai表示路段，i为路段编号；tij表征从应急站点sj到达所述多个路段中发生交通事故的所述路段ai的行程时间；t0表征救援响应限制时间；ki表征所述路段ai由于受到各种因素导致的救援车辆速度损减系数；vi表征救援车辆在正常路况下在所述路段ai的行车速度；dij表示所述路段ai距离所述应急站点sj的距离；
α1表征成本权重系数，α2表征社会经济效益权重系数；yij表征事故救援时间效益参数；m表征在所述待配置应急站点的公路上计划布设的应急站点的总数；n表征对所述待配置应急站点的公路划分得到的路段总数。
本申请的一些实施例将总应急时间最短、社会经济效益最大和应急站点建设成本及站点维护成本最小的原则量化，从而根据量化结果来预估站点布置的方式，可以更加客观评估应急站点布局方式。
第二方面，本申请的一些实施例提供一种配置应急站点的装置，所述装置包括：预处理模块，被配置为将待配置应急站点的公路划分为多个路段并确定多个不同类型的应急站点；配置模型构建模块，被配置为根据所述多个路段和所述多个不同类型的应急站点确定配置模型；处理模块，被配置为根据所述配置模型的最优解确定应急站点布局方案。
第三方面，本申请的一些实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时可实现上述第一方面所述的方法。
第四方面，本申请的一些实施例提供一种信息处理设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时可实现上述第一方面所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种配置应急站点的方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的又一配置应急站点的方法流程图；
图3为本申请实施例提供的一种配置应急站点的装置的组成框图；
图4为本申请实施例提供的信息处理设备的组成框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请的一些实施例基于给出的改扩建期间应急站点的类型划分，应急救援的关键影响因素分析，建立应急站点的布设优化的目标函数，建立高速公路改扩建紧急救援点布局模型，以降低高速公路改扩建期间的事故伤亡率。
部分相关的研究没有对应急站点进行分类研究，在应急站点设置过程中未考虑改扩建过程中救援目的地的可达性，本申请的一些实施例针对应急站点分类，并考虑了应急站点与救援目的地的可达性。
请参看图1，图1为本申请的一些实施例提供一种配置应急站点的方法，所述方法包括：s101，将待配置应急站点的公路划分为多个路段并确定多个不同类型的应急站点；s102，根据所述多个路段和所述多个不同类型的应急站点确定配置模型；s103，根据所述配置模型的最优解确定应急站点布设方案。
为了进一步考虑公路改建或者扩建过程中应急站点的布局需求，在一些实施例中，在执行s102之前，所述配置应急站点的方法还包括：确定对所述公路的改扩建交通特性，例如受施工阶段影响的路径可达性、交通事故的严重性、受影响的通行速度、单次救援成本、各类型站点的维护成本等。相应的，s102包括：根据所述多个路段、所述多个不同类型的应急站点以及所述改扩建期间的交通特性确定所述配置模型。本申请的一些实施例还根据改扩建期间交通特性来确定配置模型，可以降低高速公路改扩建期间的事故伤亡率。
为了满足在最小成本（建设应急站点以及维护应急站点的成本）的条件下实现最高效（即应急响应时间尽可能的短）的救援，在一些实施例中，根据在满足应急时间限制要求下、，所述多个不同类型的应急站点总的社会经济效益最大和站点建设成本及站点维护成本最小的原则确定所述配置模型。
例如，在一些实施例中，所述社会经济效益是根据在所述多个路段中的部分或者全部路段建设应急站点后减少的交通事故的损失确定的。
例如，在一些实施例中，所述站点建设成本是根据在多个位置中各位置布放的应急站点类型以及各类型应急站点所对应的资源配置确定的。
例如，在一些实施例中，所述站点维护成本是根据所述应急站点的单次的平均救援成本和设定时间段内的总救援次数确定的。
下面结合图2以改建扩建过程示例性阐述本申请一些实施例的配置应急站点（即配置应急站点）的方法。
s101，将待配置应急站点的公路划分为多个路段、确定多个应急站点分类，确定对所述公路的改扩建交通特性，例如受施工阶段影响的路径可达性、受影响的通行速度、单次救援成本、各类型站点的维护成本等。
作为一个示例，高速公路改扩建路段应急站点按照规模大小、服务路段长度、功能类型等因素，可以分为三类。从一类到三类，具体应急站点资源分类情况如下：
一类应急站点为大型应急抢险设备存放点，可同时服务一条或多条道路，主要功能是存放吊车、拖车等大型机械设备。一类应急站点在特殊时段协助存储较多数量的应急物资设备。一类应急站点简称应急中心。
二类应急站点规模较大，服务路段较长，主要功能是为应急管理人员提供值班场所、存放救援拖车等较大型设备或常备数量较多的应急物资设备。二类应急站点可根据情况设置突发事件应急指挥中心。二类应急站点简称应急工区。
三类应急站点规模较小，服务路段较短，主要功能是为协管员临时休息提供场所、存放常用的小型应急物资设备，保证突发事件发生后能够快速提供人员、物资进行先期处置。三类应急站点简称应急岗亭。
为了更好的建立模型，首先需要对公路路网进行抽象描述：将公路划分为各个区段（即将待配置应急站点的公路划分为多个路段），将重要出入口、重要桥隧、互通、服务区等抽象成网络节点，节点之间的公路路段（即路段）抽象为弧。
在改扩建高速公路救援资源配置模型的构建中，就需要先建立一些假设：
（1）改扩建高速公路中的路段在通常的情况下是相互贯通的，应急站点之间可以寻找到路经相互到达。
（2）根据高速公路重要出入口、重要桥隧、互通、服务区等位置来划分高速公路救援路段，得到路段集（即s101的将待配置应急站点的公路划分为多个路段a={ai},i=1,2,3,…n，n表征对待配置应急站点的公路划分得到的路段总数；划分路段之后，根据各路段交通情况和距离来决定是否建立高速公路紧急救援点（即应急站点）、建立紧急的应急站点的位置，确定应急站点的类别。
（3）设改扩建高速公路应急站点的集合为s={sj}，j=1,2,3,……m，s为应急救援点选址方案；为了使高速公路事故应急站点的布置在总体上达到最佳规模效应，获得最佳收益，应合理布置高速公路应急站点的位置。为了建立模型解决现实问题的需要，定义sj={0,1,2,3}，j=1,2,3,…m，m为在待配置应急站点的公路上计划布设的应急站点的总数。
（4）在出现紧急事件后进行应急事故救援中，救援力量会选择最佳路径去救援，最佳路径是综合考虑可达性、出行时间等因素之后综合确定。
根据路网结构图，并结合实际高速公路的路段划分标准，计算出应急站点到任意路段之间的救援距离，得到救援中心到路段的距离矩阵：
其中，dij表示路段ai距离应急站点sj的距离。
高速公路交通事故救援过程中，救援的响应时间是决定救援成功和救援效率的最重要的指标。救援车辆从应急救援中心（或简称应急站点）sj到达事故路段ai的行程时间tij，则
其中，ki是指在路段ai救援车辆由于受到各种因素导致的救援车辆速度损减系数；vi代表指在路段ai救援车辆在正常路况下行车速度。ki受到多个因素的影响，比如交通事故的类型、大小、事故发生的时间。
定义λij表示示应急站点sj是否对高速公路的路段ai具有救援能力；当λij=0时，表示救援车辆从应急站点出发到达事发路段的时间大于救援时间所要求的到达时间，当λij=1时，表示救援车辆从应急站点出发到达事发路段的时间在救援时间所要求的到达时间之内，即应急站点sj对路段ai具有救援能力。
s102，确定改扩建应急站点优化模型（即确定配置模型）
对高速公路改扩建中对于交通事故应急救援系统的目标函数（即配置模型）考虑三部分组成：应急救援系统发挥的社会经济效益最大、应急站点的建设成本和应急救援点的维护成本最小。
（1）社会经济效益最大数学模型为：
sj为应急救援点选址方案，yij为s的函数。qi为建立应急系统后，路段ai上可以减少的交通事故损失。
（2）应急救援点的分为固定成本和维护成本。固定成本是指在应急站点建设过程中投入的总的成本，运行成本是指应急站点对事故救援中所耗费的费用。设在ai处建立应急救援点的成本为cj（j=1，2，……，m），cj与应急救援点的等级、现有基础设施条件、交通应急资源配置等因素有关，并限制应急救援点总成本为c。通过分析，可以建立起救援点的建设总成本函数：
其中，cj表示应急站点sj的建设及维护成本，与站点的等级、资源配置等有关。在应急站点的成本中，固定成本在应急站点的建设和维护成本中占有极大的比例。受到这些因素的影响，在应急站点建设规划中，就会对应急站点的规模进行控制，实行应急站点的分级管理。在确定应急站点的规模建设时，应充分考虑到大规模的应急站点对所有路段的覆盖问题。设应急站点的规模等级为：
当j分别为一类、二类应急站点时，固定成本投入不同，一、二类救援点c2、c3要高于三类应急救援点c1，这里的c1、c2、c3均为固定投入，采取的是行业均值。
（3）应急救援点的维护成本与应急救援的次数直接相关。建立救援点的运营维护总成本函数l：
其中，qj为应急站点sj的交通事故的单次平均救援成本。
综上（1）、（2）、（3）三部分的主要内容，建立改扩建期间应急救援点位置的确定可由以下多目标决策数学模型（即配置模型）来确定：
其中，
其中，sj表征路段aj的应急站点，j表示所述应急站点的编号；qi路段ai上可以减少的交通事故损失；tij表示救援中心（或称为应急站点）sj到达发生交通事故的路段ai的行程时间；t0表示救援响应限制时间；ki表示在路段ai由于受到各种因素导致的救援车辆速度损减系数，特别是在改扩建路段，ki根据施工不同阶段，影响到路段上车辆的通行速度情况；vi表示在路段ai救援车辆在正常路况下行车速度；dij表示表示路段ai距离应急站点sj的距离；
s103，利用最优化求解方法确定配置模型对应的目标函数的最优解，根据最优解确定站点布设方案。
请参考图3，图3示出了本申请实施例提供的配置应急站点的装置，应理解，该装置与上述图1方法实施例对应，能够执行上述方法实施例涉及的各个步骤，该装置的具体功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。装置包括至少一个能以软件或固件的形式存储于存储器中或固化在装置的操作系统中的软件功能模块，该配置应急站点的装置包括：预处理模块101，被配置为将待配置应急站点的公路划分为多个路段并确定多个应急站点类型；配置模型构建模块102，被配置为根据所述多个路段和所述多个不同类型的应急站点确定配置模型；处理模块103，被配置为根据所述配置模型的最优解确定应急站点布局方案。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述图1中的对应过程，在此不再过多赘述。
本申请的一些实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时可实现图1或者图2所述的方法。
如图4所示，本申请的一些实施例提供一种信息处理设备400，包括存储器410、处理器420以及存储在所述存储器410上并可在所述处理器420上运行的计算机程序，其中，所述处理器420执行所述程序时（通过总线430从存储器410读取程序并执行））可实现图1或者图2所述的方法。
处理器420可以处理数字信号，可以包括各种计算结构。例如复杂指令集计算机结构、结构精简指令集计算机结构或者一种实行多种指令集组合的结构。在一些示例中，处理器420可以是微处理器。
存储器410可以用于存储由处理器420执行的指令或指令执行过程中相关的数据。这些指令和/或数据可以包括代码，用于实现本申请实施例描述的一个或多个模块的一些功能或者全部功能。本公开实施例的处理器420可以用于执行存储器410中的指令以实现图1中所示的方法。存储器410包括动态随机存取存储器、静态随机存取存储器、闪存、光存储器或其它本领域技术人员所熟知的存储器。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-onlymemory）、随机存取存储器（ram，randomaccessmemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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