公路网络灾后恢复决策优化技术
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2.5 国内外相关研究小结

综上所述,弹复性作为研究系统恢复能力和恢复效果的新方法,目前已经被广泛应用于包括交通领域在内的多个研究领域。传统的交通网络灾后恢复决策研究主要可以归纳为选择问题和排程问题两大方向。在这两个方向,学者们对不同类型的交通系统和交通网络,尤其是公路交通网络,开展了大量深入细致的研究。除此之外,还有一些学者开始研究选择与排程集成问题。但上述研究仍然存在一些不足。

(1)交通领域弹复性研究多集中于度量,优化分析研究仍然缺乏。虽然弹复性研究已经成为交通领域的研究热点之一,但这些研究大部分集中于弹复性度量这一基础问题,将弹复性工程方法应用到交通网络分析设计和灾后恢复优化的研究仍然比较少。即使已有一些交通网络弹复性优化研究,也是将弹复性作为已有优化策略间优劣比较的衡量指标,缺乏深入的优化分析。然而,在很多问题中,可能并不存在现成的策略可供比较和选择,或者即使存在一些策略,这些现成的策略也不一定涵盖最优策略。因此,需要在弹复性度量研究的基础上,进一步研究如何通过弹复性优化方法解决交通网络分析设计和灾后恢复优化问题。

(2)选择与排程集成问题尚处于研究的初级阶段,缺乏系统性研究。传统的网络恢复决策研究并不适用于解决选择与排程集成问题。在传统的选择问题研究中,单周期问题将决策周期视为一个整体,只关注周期结束时的最终网络结构及该结构的性能,并没有考虑恢复过程中网络性能的变化情况。即使是在恢复的过程中,交通网络等基础设施也需要不间断地为社会提供公共服务,只关注结果不关注过程有可能造成最终决策的偏差。多周期问题虽然考虑了恢复过程,但并没有考虑每个周期内的资源约束,无法解决每个周期内的排程问题。而且多周期问题的各个周期往往采用相同的网络性能度量指标和恢复目标,这与重大灾害灾后恢复的实际情况并不相符。

在排程问题研究中,基于设定的重要性指标进行排序过于简单,缺乏对问题的系统性认识,因此不容易得到最佳策略。基于车间作业调度问题思路的研究关注的重点是在已知全部待恢复路段的情况下,如何做出待恢复路段和工程队之间的最佳恢复时序安排,而这并没有考虑如何解决选择问题。基于车辆路径问题思路的研究从人道救援的角度出发,关注的重点是如何尽快疏通受灾点和救灾中心之间的道路,主要针对灾后短时间的应急救援阶段,不太关注路网整体的恢复工作。

虽然选择与排程集成问题与多周期网络设计问题类似,均考虑了恢复决策在恢复过程中所产生的效果,不仅只关注最终的网络结构,但是,选择与排程集成问题还要考虑每个恢复阶段的资源约束,即不能同时修复选出的待修复网络元件,需要根据资源约束对工作任务进行排程。因此,选择与排程集成问题的求解难度更大。通过文献调研可以发现,目前有关该问题的研究尚处于初级阶段,已有研究相对较少,且多采用简单的最大流或最短路段作为系统性能指标,缺乏系统性研究,研究成果很难被借鉴和推广到更多复杂的选择与排程集成问题中。因此需要对该问题进行系统的研究,探索一种适用性更广泛的网络恢复选择与排程集成问题优化方法,为该问题的深入研究打下基础。

(3)公路网络灾后恢复选择与排程集成问题更加复杂,现有研究也更加匮乏。在交通系统分析、设计和优化的相关研究中,为了使研究更加贴近实际情况,需要分析交通网络用户的行为,包括路径的选择、目的地的选择等,这会导致普通的选择与排程集成问题转变为更加复杂的双层规划问题,大大增加了问题建模和求解的难度。由于选择与排程集成问题尚处于研究的初级阶段,现有研究多集中于一般性的基础设置系统或抽象网络,公路网络灾后恢复选择与排程集成问题的研究十分匮乏。因此,考虑这一问题的重要性,需要结合公路网络不同恢复阶段的特点,在对公路网络用户行为分析和建模的基础上,对该问题展开细致的研究。