基于機器學習的區域性綜合資源調度與優化算法設計

中圖分類號：TN915.04-34；TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1004-373X（2025）16-0128-05

Machine learning based design of regional comprehensive resource scheduling andoptimizationalgorithm

LEIChengtao1，ZHANGLi2，HANTengfei1 （1.College of Architecture and Environment，Sichuan University，Chengdu 61oo65，China; 2.Sichuan University Engineering Design and Research Institute Co.，Ltd.， Chengdu 61O065，China）

Abstract：Inorderto enhancethe emergencyresource scheduling capabilityinurbandisaster preventionandreduction，a regional comprehensiveresourceschedulingandoptimizationalgorithmbasedonmachinelearning isproposed.Inthisalgorithm， thecontinumapproximation（CA）modelisused todeterminetheoptimalreplenishmentquantityandinventorylevelforsevering a specific location，and K -means clustering algorithm is used to cluster the pre allocated routes，making emergency resource schedulingmoreeficient.ByintroducingtheChristofiedesalgorithm，theschedulingpathisfurtheroptimized toensurefinding anaproximateoptimal solutionin polynomial time.Theexperimentalresultsshowthatthe proposed scheduling methodcannot onlyfindefectiveresourcescheduling strategiesinurban disasteremergencyresponse toimproveresourceutilizationand responsespeed，butalsooutperform themethodbasedonlocalobservationinboth motioncostandtotalcost，verifyingits advantages in emergency resource scheduling.

Keywords：emergencyresource scheduling；path optimization;machine learning;continuousapproximation model; K-means clustering algorithm;Christoffedesalgorithm

0 引言

自然災害通常會對人們造成一定的安全威脅和財產損失，迅速向受災區域部署必要的救濟物資是救災行動的首要任務[1-2]。然而應急物流調度問題不同于常規應用，在緊急情況下規劃和實施的時間窗口極為有限[3-4]。在城市防災與減災過程中，傳統的應急資源調度方法已經無法滿足現代城市高效、準確和實時響應的需求。隨著城市規模的不斷擴大及自然災害的頻發，應急資源的調度和管理面臨著巨大的挑戰。為了應對這些挑戰，基于機器學習的智能調度優化算法應運而生[5]。這些算法不僅能夠實時獲取并處理各種應急資源數據，還能通過優化策略提高資源的利用效率和響應速度。

針對防災減災的資源調度問題，本文設計了一種基于機器學習的區域性綜合資源調度與優化算法，以提高城市防災減災和應急調度的能力。在設計該算法時，首先利用連續逼近（ContinuumApproximation，CA）模型確定服務于給定位置路線的最佳補貨量和庫存水平；接著使用K均值聚類算法對預先分配的 K 條路線進行聚類，在完成聚類后，采用克里斯托菲德斯（Christofides）算法解決旅行商問題；最后綜合應用上述方法，得出最佳的應急資源調度方案。本文所提的調度策略不僅能夠提高資源調度效率，還能在面對復雜多變的災害環境時，提供更加靈活和可靠的解決方案。

1問題描述

應急物流調度模型的目標是從政府或供應商的角度提供補貨計劃和路線解決方案，以最小化總運輸成本、管道庫存成本和延期交貨的持有成本[7-8]?！?br>