本發(fā)明涉及交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多源數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，危險(xiǎn)品的需求量和運(yùn)輸量逐年攀升。2023年我國(guó)危險(xiǎn)品運(yùn)輸總量保持在18億噸左右，其中道路運(yùn)輸占比超過(guò)60%。雖然危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故被認(rèn)為是典型的低概率高后果(lphc)事件，但由于其龐大的運(yùn)輸量，一旦處理不當(dāng)，造成的爆炸、泄露等事故將極大影響沿線地區(qū)的人類(lèi)安全和生態(tài)環(huán)境。近年來(lái)危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故頻發(fā)，使得企業(yè)及交通監(jiān)管部門(mén)格外關(guān)注危險(xiǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)管控。

2、隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個(gè)行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域。危險(xiǎn)品運(yùn)輸過(guò)程管理涵蓋大量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，如道路數(shù)據(jù)、車(chē)輛數(shù)據(jù)、居民數(shù)據(jù)、交通量數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等。研究人員通過(guò)對(duì)這些多源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，能全面有效地評(píng)估危險(xiǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，為企業(yè)及監(jiān)管部門(mén)的運(yùn)輸方案決策提供科學(xué)的參考，從而預(yù)防和減少危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故的發(fā)生。

3、隨著可持續(xù)發(fā)展理論的普及，世界各國(guó)開(kāi)始關(guān)注環(huán)境問(wèn)題，交通部門(mén)也逐漸成為空氣質(zhì)量改善和溫室氣體排放控制的重點(diǎn)交叉領(lǐng)域。交通運(yùn)輸領(lǐng)域的外部影響主要包括交通堵塞、交通事故、空氣污染、噪聲污染和給全球氣候帶來(lái)的消極變化，與這些消極影響相關(guān)的成本叫做外部成本。學(xué)者們通過(guò)定量分析和模型構(gòu)建，深入探究這些外部成本的形成機(jī)制和影響程度，為制定綠色、可持續(xù)的交通運(yùn)輸政策提供科學(xué)依據(jù)。隨著“雙碳”目標(biāo)和綠色交通理念的普及，越來(lái)越多的研究注重減少外部成本，以推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4、對(duì)車(chē)輛路徑問(wèn)題的研究始于1959年，至今已經(jīng)歷了長(zhǎng)足的發(fā)展，但對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛路徑問(wèn)題的研究進(jìn)入21世紀(jì)后才逐漸成為熱點(diǎn)。危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑規(guī)劃問(wèn)題通常體現(xiàn)承運(yùn)人和政府部門(mén)雙方的利益權(quán)衡，因此大多數(shù)研究主要圍繞時(shí)間效率、運(yùn)輸安全、環(huán)境影響等多維度的目標(biāo)展開(kāi)，力求實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑規(guī)劃的最優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于多源數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃方法，通過(guò)整合多源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)以及車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中排放的溫室氣體和大氣污染物所造成的外部成本的準(zhǔn)確評(píng)估，并將運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)和外部成本作為兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃模型，通過(guò)使用蟻群算法和模擬退火算法相結(jié)合的混合算法求解該模型，以此獲得一組安全、外部影響小的路徑規(guī)劃方案，為運(yùn)輸企業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)在制定實(shí)際危險(xiǎn)品運(yùn)輸方案時(shí)提供科學(xué)有效的參考。

2、本發(fā)明的上述發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、基于多源數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃方法，包括：

4、通過(guò)數(shù)據(jù)公開(kāi)網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)文件獲取與危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃過(guò)程有關(guān)的多源數(shù)據(jù)，這些多源數(shù)據(jù)包括高速公路路網(wǎng)數(shù)據(jù)、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛報(bào)警數(shù)據(jù)、居民點(diǎn)數(shù)據(jù)、高速公路收費(fèi)數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、應(yīng)急救援點(diǎn)數(shù)據(jù)、溫室氣體排放量數(shù)據(jù)、大氣污染物排放量數(shù)據(jù)和單位氣體貨幣化數(shù)據(jù)；

5、運(yùn)用excel和arcgis軟件對(duì)獲取的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以形成統(tǒng)一的危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸數(shù)據(jù)集；

6、計(jì)算研究區(qū)域內(nèi)每條高速公路路段的報(bào)警率、危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故后果和風(fēng)險(xiǎn)減緩因子，然后結(jié)合報(bào)警率、危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故后果和風(fēng)險(xiǎn)減緩因子，構(gòu)建危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型；

7、計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中溫室氣體和大氣污染物排放量，結(jié)合氣體排放量和單位氣體貨幣化價(jià)格，構(gòu)建危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸外部成本評(píng)估模型；

8、結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和外部成本評(píng)估模型，以運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)最低和外部成本最低為雙目標(biāo)，構(gòu)建危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃模型；

9、通過(guò)設(shè)計(jì)蟻群算法和模擬退火算法相結(jié)合的混合算法求解上述危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃模型；

10、在混合算法達(dá)到終止條件時(shí)，輸出危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃結(jié)果。

11、在實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)數(shù)據(jù)公開(kāi)網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)文件獲取危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸過(guò)程中的多源數(shù)據(jù)，包括：

12、從互聯(lián)網(wǎng)公開(kāi)數(shù)據(jù)平臺(tái)獲取高速公路路網(wǎng)數(shù)據(jù)；

13、從政府管理的安全監(jiān)控系統(tǒng)或平臺(tái)中獲取危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛報(bào)警數(shù)據(jù)；

14、通過(guò)調(diào)用地圖工具提供的應(yīng)用程序接口（api）獲取居民點(diǎn)數(shù)據(jù)和應(yīng)急救援點(diǎn)數(shù)據(jù)；

15、從高速公路管理部門(mén)中獲取高速公路收費(fèi)數(shù)據(jù)；

16、從科研機(jī)構(gòu)的研究成果中獲取土地利用數(shù)據(jù)；

17、從政府或研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的政策文件中獲取溫室氣體排放量數(shù)據(jù)、大氣污染物排放量數(shù)據(jù)和單位溫室氣體和大氣污染物的貨幣化數(shù)據(jù)。

18、在實(shí)現(xiàn)方式中，運(yùn)用excel和arcgis軟件對(duì)獲取的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以形成統(tǒng)一的危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸數(shù)據(jù)集，包括：

19、將高速公路路網(wǎng)數(shù)據(jù)、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛報(bào)警經(jīng)緯度坐標(biāo)、居民點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)、高速公路收費(fèi)站經(jīng)緯度坐標(biāo)、土地利用數(shù)據(jù)和應(yīng)急救援點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)導(dǎo)入arcgis；

20、從網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)文件中提取溫室氣體排放量數(shù)據(jù)、大氣污染物排放量數(shù)據(jù)和單位溫室氣體和大氣污染物的貨幣化數(shù)據(jù)，然后導(dǎo)入excel。

21、在實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算研究區(qū)域內(nèi)每條高速公路路段的報(bào)警率、危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故后果和風(fēng)險(xiǎn)減緩因子，然后結(jié)合報(bào)警率、危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故后果和風(fēng)險(xiǎn)減緩因子，構(gòu)建危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，包括：

22、為研究區(qū)域內(nèi)的每條高速公路路段創(chuàng)建一個(gè)兩側(cè)寬度為1km的跑道型緩沖區(qū)，然后根據(jù)公式（1）計(jì)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛在特定高速公路路段上的報(bào)警率；

23、

24、式中：表示高速公路路段的報(bào)警率；表示高速公路路段的緩沖區(qū)內(nèi)的報(bào)警點(diǎn)個(gè)數(shù)；表示獲取的研究區(qū)域內(nèi)危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛的總報(bào)警點(diǎn)個(gè)數(shù)。

25、為研究區(qū)域內(nèi)的每條高速公路路段創(chuàng)建一個(gè)跑道型緩沖區(qū)，以模擬危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故的潛在影響區(qū)域，緩沖區(qū)的兩側(cè)寬度根據(jù)危險(xiǎn)品種類(lèi)而定，然后根據(jù)公式（2）計(jì)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)的每條高速公路路段的路側(cè)暴露人口；

26、

27、式中：表示高速公路路段發(fā)生危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故時(shí)的路側(cè)暴露人口數(shù)；表示高速公路路段的緩沖區(qū)內(nèi)的居民點(diǎn)個(gè)數(shù)；表示研究區(qū)域內(nèi)的總?cè)丝跀?shù)；表示獲取的研究區(qū)域內(nèi)居民點(diǎn)的總個(gè)數(shù)；表示居民戶外暴露率；表示建筑物等室內(nèi)環(huán)境對(duì)居民的安全風(fēng)險(xiǎn)減緩效應(yīng)。

28、在arcgis中以長(zhǎng)度作為成本屬性構(gòu)建高速公路路網(wǎng)數(shù)據(jù)集，然后利用networkanalyst模塊對(duì)處理后的所有收費(fèi)站od對(duì)進(jìn)行路徑優(yōu)化分析，進(jìn)而求解最短路徑，并導(dǎo)出沿途所經(jīng)的高速公路路段，再將每個(gè)收費(fèi)站od對(duì)間的交通流量分配至其對(duì)應(yīng)的最短路徑上的每條路段，累計(jì)匯總后得到每條高速公路路段的一定時(shí)間段內(nèi)的交通流量數(shù)據(jù)，最后根據(jù)公式（3）計(jì)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)的路上暴露人口；

29、

30、式中：表示高速公路路段發(fā)生危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故時(shí)的路上暴露人口數(shù)；表示高速公路路段在一定時(shí)間段內(nèi)的交通流量；表示車(chē)輛的平均人員占有因子；表示高速公路路段的長(zhǎng)度；表示高速公路路段內(nèi)所有行駛車(chē)輛的平均速度。

31、調(diào)用arcgis中的裁剪工具，將土地利用矢量數(shù)據(jù)作為輸入要素，將計(jì)算路側(cè)暴露人口時(shí)創(chuàng)建的跑道型緩沖區(qū)依次作為裁剪要素，裁剪出相應(yīng)數(shù)量的新緩沖區(qū)，然后導(dǎo)出所有新緩沖區(qū)的屬性表，提取路段附近受影響的土地類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)面積，最后根據(jù)公式（4）計(jì)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)每條高速公路路段附近受影響的土地面積；

32、

33、式中：表示高速公路路段受危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故影響的土地面積；表示第類(lèi)土地類(lèi)型的影響權(quán)重系數(shù)；表示危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故影響范圍內(nèi)第類(lèi)土地的面積。

34、為研究區(qū)域內(nèi)的每條高速公路路段創(chuàng)建若干多環(huán)緩沖區(qū)，多環(huán)緩沖區(qū)是由多個(gè)跑道型緩沖區(qū)組合而成，多環(huán)緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)和跑道型緩沖區(qū)的兩側(cè)寬度按照具體要求設(shè)置，根據(jù)公式（5）計(jì)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)每條高速公路路段的風(fēng)險(xiǎn)減緩因子；

35、

36、式中：表示高速公路路段的風(fēng)險(xiǎn)減緩因子；表示風(fēng)險(xiǎn)減緩因子的子指標(biāo)；表示子指標(biāo)的權(quán)重值；表示子指標(biāo)的分配值。

37、將研究區(qū)域內(nèi)每條高速公路路段的報(bào)警率、危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)造成的路側(cè)暴露人口數(shù)和路上暴露人口數(shù)以及該路段的風(fēng)險(xiǎn)減緩因子相結(jié)合，按照公式（6）計(jì)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)該高速公路路段的潛在人口風(fēng)險(xiǎn)；

38、

39、式中：表示危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故在高速公路路段上發(fā)生時(shí)造成的潛在人口風(fēng)險(xiǎn)；表示高速公路路段的報(bào)警率；表示高速公路路段的緩沖區(qū)內(nèi)的居民點(diǎn)個(gè)數(shù)；表示研究區(qū)域內(nèi)的總?cè)丝跀?shù)；表示獲取的研究區(qū)域內(nèi)居民點(diǎn)的總個(gè)數(shù)；表示居民戶外暴露率；表示建筑物等室內(nèi)環(huán)境對(duì)居民的安全風(fēng)險(xiǎn)減緩效應(yīng)；表示高速公路路段在一定時(shí)間段內(nèi)的交通流量；表示車(chē)輛的平均人員占有因子；表示高速公路路段的長(zhǎng)度；表示高速公路路段內(nèi)所有行駛車(chē)輛的平均速度；表示高速公路路段的風(fēng)險(xiǎn)減緩因子。

40、將研究區(qū)域內(nèi)每條高速公路路段的報(bào)警率、危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)受影響的土地面積以及該路段的風(fēng)險(xiǎn)減緩因子相結(jié)合，按照公式（7）計(jì)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)該高速公路路段的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；

41、

42、式中：表示危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故在高速公路路段上發(fā)生時(shí)造成的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；表示高速公路路段的報(bào)警率；表示第類(lèi)土地類(lèi)型的影響權(quán)重系數(shù)；表示危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故影響范圍內(nèi)第類(lèi)土地的面積；表示高速公路路段的風(fēng)險(xiǎn)減緩因子。

43、按照公式（8）計(jì)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)每條高速公路路段的總風(fēng)險(xiǎn)值。

44、

45、式中：表示危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故在路段上發(fā)生的總風(fēng)險(xiǎn)值；和分別表示人口風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重系數(shù)；表示危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故在高速公路路段上發(fā)生時(shí)造成的潛在人口風(fēng)險(xiǎn)；表示危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故在高速公路路段上發(fā)生時(shí)造成的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；和分別表示所有高速公路路段中潛在人口風(fēng)險(xiǎn)的最大值和所有高速公路路段中潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的最大值。

46、在實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中溫室氣體排放量和大氣污染物排放量，結(jié)合氣體排放量和單位氣體貨幣化價(jià)格，構(gòu)建危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸外部成本評(píng)估模型，包括：

47、按照公式（9）計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中二氧化碳（）的排放量；

48、

49、式中：表示的排放量；表示化石燃料的平均低位發(fā)熱量；表示車(chē)輛的行駛里程；表示車(chē)輛的百公里燃油量；表示化石燃料的密度；表示化石燃料的單位熱值含碳量；表示化石燃料的碳氧化率；表示二氧化碳與碳的分子量之比；表示的全球變暖潛勢(shì)。

50、按照公式（10）計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中甲烷（）的排放量；

51、

52、式中：表示的排放量，以當(dāng)量衡量；表示的排放因子；表示的全球變暖潛勢(shì)。

53、按照公式（11）計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中氧化亞氮（）的排放量；

54、

55、式中：表示的排放量，以當(dāng)量衡量；表示的排放因子；表示的全球變暖潛勢(shì)。

56、按照公式（12）計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)尾氣形式排放的大氣污染物排放量；

57、

58、式中：表示第種大氣污染物的尾氣排放量，其中，表示五種大氣污染物的集合，即；表示車(chē)輛的行駛里程；表示第種大氣污染物的綜合基準(zhǔn)排放系數(shù)，與車(chē)型及燃料類(lèi)型有關(guān)；表示溫度修正因子；表示濕度修正因子；表示車(chē)輛的平均行駛速度修正因子；表示車(chē)輛的負(fù)載系數(shù)修正因子。

59、按照公式（13）計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)蒸發(fā)形式排放的大氣污染物排放量。

60、

61、式中：表示的蒸發(fā)排放量；表示車(chē)輛行駛過(guò)程中的蒸發(fā)排放系數(shù)；表示車(chē)輛的行駛里程；表示車(chē)輛的平均行駛速度。

62、結(jié)合單位溫室氣體的貨幣化價(jià)格，按照公式（14）計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中排放溫室氣體所造成的外部成本；

63、

64、式中：表示排放溫室氣體所造成的外部成本；表示的單位貨幣化價(jià)格；表示第種溫室氣體的排放量；表示三種溫室氣體的集合，即。

65、結(jié)合單位大氣污染物的貨幣化價(jià)格，按照公式（15）計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中排放大氣污染物所造成的外部成本；

66、

67、式中：表示排放大氣污染物所造成的外部成本；表示第種大氣污染物的單位貨幣化價(jià)格；表示第種大氣污染物的尾氣排放量，表示的蒸發(fā)排放量；表示五種大氣污染物的集合。

68、結(jié)合排放溫室氣體和大氣污染物所造成的外部成本，按照公式（16）計(jì)算車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中氣體排放所造成的總外部成本。

69、

70、式中：表示車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中氣體排放所造成的總外部成本；表示排放溫室氣體所造成的外部成本；表示排放大氣污染物所造成的外部成本。

71、在實(shí)現(xiàn)方式中，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和外部成本評(píng)估模型，以運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)最低和外部成本最低為雙目標(biāo)，構(gòu)建危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃模型，包括：

72、目標(biāo)函數(shù)實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)最小化，如公式（17）；

73、

74、目標(biāo)函數(shù)實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中的總外部成本最小化，如公式（18）；

75、

76、

77、約束（19）和約束（20）保證危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛必須從規(guī)定的起點(diǎn)出發(fā)到達(dá)規(guī)定的終點(diǎn);

78、

79、

80、約束（21）和約束（22）保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多被訪問(wèn)一次;

81、

82、

83、決策變量，，表示若危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛經(jīng)過(guò)高速公路路段，則；否則，。

84、在實(shí)現(xiàn)方式中，設(shè)計(jì)蟻群算法和模擬退火算法相結(jié)合的混合算法求解上述危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃模型，包括：

85、s1：初始化：

86、s1.1：初始化算法參數(shù)：

87、蟻群算法參數(shù)：螞蟻數(shù)量、最大迭代次數(shù)、信息素釋放強(qiáng)度、信息素重要程度因子、啟發(fā)函數(shù)重要程度因子、螞蟻?zhàn)畲笏阉鞔螖?shù)和信息素?fù)]發(fā)系數(shù)；

88、模擬退火算法參數(shù)：初始溫度、終止溫度、降溫速率、每種溫度下的迭代次數(shù)。

89、s1.2：初始化蟻群算法的信息素矩陣：

90、構(gòu)建一個(gè)維度為節(jié)點(diǎn)數(shù)量的信息素矩陣，并初始化所有節(jié)點(diǎn)對(duì)(??,??)之間的信息素濃度為0，隨后判斷任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間是否存在連接關(guān)系，如果節(jié)點(diǎn)??和節(jié)點(diǎn)??相連接，則將其對(duì)應(yīng)的信息素濃度設(shè)置為。

91、s1.3：初始化運(yùn)輸起點(diǎn)和運(yùn)輸終點(diǎn)。

92、s2：再分配信息素：

93、s2.1：dijkstra算法求解距離最短的路徑：

94、基于節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系，統(tǒng)計(jì)任意兩相連節(jié)點(diǎn)間的路徑長(zhǎng)度，并將其作為權(quán)重，然后應(yīng)用dijkstra算法求解出車(chē)輛完成運(yùn)輸任務(wù)的最短路徑，對(duì)于此最短路徑上的每一節(jié)點(diǎn)對(duì)(i,j)，增加其上的信息素濃度，增幅為q，即更新后的信息素濃度。

95、s2.1：dijkstra算法求解風(fēng)險(xiǎn)最小的路徑：

96、將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程求得的兩相連節(jié)點(diǎn)間的風(fēng)險(xiǎn)值作為新的權(quán)重，再次使用dijkstra算法求解出車(chē)輛完成運(yùn)輸任務(wù)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)最小的路徑，對(duì)于此風(fēng)險(xiǎn)最小路徑上的每一節(jié)點(diǎn)對(duì)(i,j)，同樣增加其上的信息素濃度，增幅依舊為q，即再次更新后的信息素濃度。

97、s3：生成初始解向量：

98、螞蟻從指定的起點(diǎn)開(kāi)始搜索，按照狀態(tài)轉(zhuǎn)移公式（23），計(jì)算選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的概率，直到螞蟻搜索到指定的終點(diǎn)，然而螞蟻在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)選擇時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“死鎖”現(xiàn)象，即螞蟻在搜索過(guò)程中因無(wú)相鄰節(jié)點(diǎn)可供選擇而無(wú)法繼續(xù)，導(dǎo)致算法陷入停滯狀態(tài)而失效，為此本發(fā)明提出了一種帶搜索步數(shù)限制的混合策略來(lái)解決蟻群算法中的“死鎖”現(xiàn)象，該混合策略如下：在螞蟻迭代尋路之前，設(shè)定每只螞蟻的最大搜索步數(shù)為節(jié)點(diǎn)總數(shù)，螞蟻每尋路一次，其搜索步數(shù)加1，并檢查其是否陷入停滯狀態(tài)：如果未陷入停滯，則流程結(jié)束，開(kāi)始下一只螞蟻的迭代尋路過(guò)程；如果陷入停滯，在算法前期采用標(biāo)記策略，即將該螞蟻標(biāo)記為無(wú)效，并將所有節(jié)點(diǎn)按順序添加到螞蟻的路徑搜索結(jié)果中，這意味著該螞蟻的解向量長(zhǎng)度為節(jié)點(diǎn)總數(shù)；在算法后期，采用召回策略，清空該螞蟻之前搜索的所有節(jié)點(diǎn)，將其召回到起始節(jié)點(diǎn)，并允許其重新開(kāi)始搜索過(guò)程，以尋找可行的路徑，直到所有螞蟻都完成尋路，生成一組初始解向量。

99、

100、式中，表示第只螞蟻在當(dāng)前迭代次數(shù)下從節(jié)點(diǎn)前往節(jié)點(diǎn)的概率；表示當(dāng)前迭代次數(shù)；表示節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間連接路徑上的信息素濃度；表示節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間連接路徑的長(zhǎng)度；為啟發(fā)函數(shù)，，表示螞蟻從節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)的期望程度；表示第只螞蟻的待選擇節(jié)點(diǎn)的集合；為信息素重要程度因子；為啟發(fā)函數(shù)重要程度因子。

101、s4：計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值：

102、根據(jù)解向量的長(zhǎng)度識(shí)別出被標(biāo)記螞蟻的解向量，將這些解向量的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)值賦為inf（無(wú)窮大），以區(qū)分它們和未被標(biāo)記螞蟻的解向量，對(duì)于其他未被標(biāo)記的螞蟻，它們的解向量的目標(biāo)函數(shù)值則根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和進(jìn)行計(jì)算。

103、s5：初始解擾動(dòng)：

104、s5.1：識(shí)別出被標(biāo)記螞蟻的解向量，不對(duì)其進(jìn)行擾動(dòng)。

105、s5.2：在當(dāng)前溫度下，對(duì)其他未被標(biāo)記的螞蟻的解向量進(jìn)行多次擾動(dòng)，具體的擾動(dòng)規(guī)則如下：隨機(jī)選取解向量中除起點(diǎn)和終點(diǎn)外的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為擾動(dòng)節(jié)點(diǎn)，接著判斷該擾動(dòng)節(jié)點(diǎn)的緊前節(jié)點(diǎn)和緊后節(jié)點(diǎn)間是否存在其他節(jié)點(diǎn)：如果不存在，則重新選擇擾動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擾動(dòng)，如果存在這樣的節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)一步判斷這些節(jié)點(diǎn)中是否有從未在當(dāng)前解向量中出現(xiàn)過(guò)的節(jié)點(diǎn)，如果找到這樣的節(jié)點(diǎn)，則隨機(jī)選取其中一個(gè)與擾動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交換，從而生成新的解向量；否則，結(jié)束擾動(dòng)。

106、s6：新解的取舍：

107、s6.1：按照公式（24）對(duì)當(dāng)前解的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行歸一化處理并加和。

108、s6.2：計(jì)算擾動(dòng)后產(chǎn)生的新解的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)值，按照公式（25）對(duì)新解的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行歸一化處理并加和。

109、s6.3：按照公式（26）的metropolis準(zhǔn)則判斷新解是否被接受：若新解的歸一化目標(biāo)函數(shù)值之和（）小于當(dāng)前解的歸一化目標(biāo)函數(shù)值之和（），則直接采用新解替換當(dāng)前解；若大于或等于，則計(jì)算新解的接受概率，該概率為，然后生成一個(gè)(0,1)區(qū)間內(nèi)均勻分布的隨機(jī)數(shù)rand，若計(jì)算出的接受概率大于隨機(jī)數(shù)rand，也接受新解替換當(dāng)前解；否則，放棄新解替換當(dāng)前解。

110、

111、

112、

113、式中，和表示當(dāng)前解的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)值；和表示新解的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)值；和表示當(dāng)前解和新解分別歸一化后的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)值之和；表示當(dāng)前溫度；表示新解取代當(dāng)前解的概率。

114、s7：判斷是否對(duì)所有未被標(biāo)記的螞蟻完成了擾動(dòng)：是，進(jìn)行下一步的降溫操作；否，對(duì)下一只未被標(biāo)記的螞蟻進(jìn)行擾動(dòng)。

115、s8：降溫：

116、按照設(shè)定的降溫策略逐步降低溫度，同時(shí)比較當(dāng)前溫度是否已達(dá)到設(shè)定的終止溫度：如果達(dá)到設(shè)定的最低溫度，結(jié)束模擬退火算法；否則，返回并繼續(xù)執(zhí)行s3；

117、s9：非支配解篩選：

118、蟻群算法生成的一組初始解向量在經(jīng)過(guò)模擬退火算法的擾動(dòng)和新解取舍后，得到一組新的解向量，對(duì)這組新解向量進(jìn)行非支配解篩選，保留pareto最優(yōu)解集。

119、s10：信息素更新：

120、根據(jù)pareto最優(yōu)解集中的路徑選擇，按照公式（27）和（28）更新蟻群算法的信息素矩陣；

121、

122、

123、式中，表示第只螞蟻在節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的連接路徑上釋放的信息素濃度；為pareto最優(yōu)解集中的螞蟻數(shù)量；表示節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)連接路徑上所有螞蟻釋放的信息素濃度之和；表示蟻群算法的當(dāng)前迭代次數(shù)；表示第只螞蟻經(jīng)過(guò)的路線總長(zhǎng)度。

124、s11：蟻群迭代：

125、s3-s10構(gòu)成蟻群算法的一次完整迭代過(guò)程，每次迭代完成后，蟻群算法的迭代次數(shù)加1，即當(dāng)前迭代次數(shù)，檢查當(dāng)前迭代次數(shù)是否已達(dá)到預(yù)設(shè)的蟻群算法最大迭代次數(shù)：如果達(dá)到最大迭代次數(shù)，則退出程序并輸出結(jié)果；否則，繼續(xù)執(zhí)行下一次迭代。

126、在實(shí)現(xiàn)方式中，在混合算法達(dá)到終止條件時(shí)，輸出算法的求解結(jié)果，包括：

127、重復(fù)s3-s10，直到達(dá)到蟻群算法的最大迭代次數(shù)，退出程序并輸出危險(xiǎn)品高速公路運(yùn)輸綠色路徑規(guī)劃結(jié)果，該結(jié)果可為運(yùn)輸企業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供科學(xué)有效的路徑規(guī)劃方案的參考，以權(quán)衡運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)和外部成本。

128、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益成果在于：

129、本發(fā)明首次提出一種基于車(chē)輛報(bào)警數(shù)據(jù)的衡量發(fā)生危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故的可能性的方法，為量化危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故率提供了理論支撐和替代評(píng)估途徑，解決了危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故率數(shù)據(jù)來(lái)源單一且時(shí)效性較差的問(wèn)題。

130、本發(fā)明通過(guò)創(chuàng)新地整合居民點(diǎn)數(shù)據(jù)和收費(fèi)站數(shù)據(jù)，較為準(zhǔn)確地測(cè)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)的人口暴露，創(chuàng)新地利用土地利用數(shù)據(jù)測(cè)算危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生時(shí)受影響的環(huán)境類(lèi)型及面積，豐富了危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法論體系。

131、本發(fā)明在危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑規(guī)劃問(wèn)題中，考慮車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中排放的溫室氣體和大氣污染物所造成的環(huán)境外部成本，并依據(jù)國(guó)家技術(shù)指南提供的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)量化這些成本，極大地深化危險(xiǎn)品路徑規(guī)劃領(lǐng)域?qū)τ谲?chē)輛排放環(huán)境影響的研究。

132、本發(fā)明在危險(xiǎn)品運(yùn)輸框架內(nèi)研究多目標(biāo)車(chē)輛路徑規(guī)劃問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種結(jié)合蟻群算法和模擬退火算法的混合算法求解該類(lèi)問(wèn)題，其中蟻群算法的分布式計(jì)算方式能顯著提高算法的計(jì)算能力和運(yùn)行效率，同時(shí)通過(guò)模擬退火算法賦予搜索過(guò)程一種時(shí)變并且最終趨于零的突跳性概率，跳出局部最優(yōu)并最終趨于全局最優(yōu)，為學(xué)者在危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑優(yōu)化領(lǐng)域的研究提供堅(jiān)實(shí)的算法基礎(chǔ)。

133、本發(fā)明提出了一種帶搜索步數(shù)限制的混合策略來(lái)解決蟻群算法中的“死鎖”現(xiàn)象：通過(guò)設(shè)置最大搜索步數(shù)限制來(lái)規(guī)避螞蟻陷入停滯的情況，同時(shí)在算法前期采用標(biāo)記策略，使算法快速收斂，提高算法運(yùn)行效率；在算法后期采用召回策略，保證解的多樣性，避免算法陷入局部最優(yōu)。