空间优化与选址分析

本书围绕位置覆盖模型展开，系统阐述其历史、应用及进展。书中首先介绍位置科学的背景，引入基于标准的覆盖概念，详细讲解经典的位置集覆盖问题和最大覆盖选址问题等基础模型，然后深入探讨多种扩展形式，包括多服务、概率覆盖、反覆盖等模型。各章节结合大量实际案例，如消防站、医疗设施、零售设施的选址问题，展示模型在不同领域的实际运用情况。全书通过对模型的不断拓展和改进，为解决各类选址和资源分配问题提供了全面的理论与方法支持。本书可为地理信息系统、运筹学、区域科学、管理科学等领域的研究人员提供位置覆盖模型的深入知识，助力相关研究工作，同时也可为从事城市规划、交通规划以及应急管理等领域的专业人士在进行设施选址、资源配置等实际工作中提供科学的决策依据。

译者前言
第1章 选址建模和覆盖指标 1
1.1 位置科学 1
1.2 基于标准的覆盖问题 3
1.3 选址问题的背景和发展历史 4
1.4 监控、传感器和预警系统 7
1.5 应急响应 8
1.6 自然保护区选址 10
1.7 空间分隔 11
1.8 扩展的位置结构 12
1.9 覆盖的一般形式 12
1.10 总结和结论 12
参考文献 14
第2章 经典开篇 19
2.1 引言 19
2.2 理论形成与发展 20
2.3 集合覆盖选址问题 22
2.3.1 公式 22
2.3.2 规划设施部署 23
2.3.3 应用 24
2.4 最大覆盖选址问题 25
2.4.1 公式 26
2.4.2 规划设施部署 28
2.4.3 应用 29
2.5 位置覆盖问题的数学表示 29
2.6 顾及成本的位置覆盖问题 32
2.7 总结和结论 34
参考文献 35
第3章 覆盖的扩展形式 38
3.1 引言 38
3.2 多重服务覆盖模型 38
3.3 顾及已有系统的覆盖模型 40
3.4 顾及服务质量的覆盖模型 42
3.5 多目标覆盖模型 43
3.6 备份覆盖模型 45
3.7 调度系统 48
3.7.1 设施类型 48
3.7.2 辅助设施类型 51
3.7.3 协调访问 52
3.7.4 条件覆盖 54
3.8 分层服务 55
3.8.1 连续包容性服务 55
3.8.2 级别之间的活动 56
3.9 多重最优 58
3.10 总结和结论 58
参考文献 59
第4章 基于概率覆盖模型的空间选址 62
4.1 引言 62
4.2 可靠覆盖 63
4.3 预期覆盖 66
4.4 最大可靠覆盖 69
4.5 排队 71
4.6 设施可用性 73
4.7 扩展 77
4.8 总结和结论 78
参考文献 78
第5章 基于反覆盖模型的空间选址 81
5.1 引言 81
5.2 分离情景 81
5.2.1 避免集中在需求周围的分离 82
5.2.2 选址设施之间的分离 83
5.3 模型构建 83
5.4 数学结构 86
5.4.1 团 87
5.4.2 混合 88
5.4.3 理论定界 89
5.5 松弛和扩展 89
5.5.1 松弛 90
5.5.2 扩展 91
5.6 低效 93
5.7 更多方面 94
5.8 总结和结论 95
参考文献 95
第6章 加权收益、可变半径与渐进覆盖 99
6.1 引言 99
6.2 公平性与服务的隐含价值 99
6.3 广义最大覆盖选址问题 101
6.4 广义覆盖的扩展形式 103
6.5 内生确定的覆盖范围 105
6.6 连续内生覆盖 107
6.7 渐进覆盖 109
6.8 总结和结论 111
参考文献 111
第7章 捕获、容量和阈值 113
7.1 引言 113
7.2 最大捕获 113
7.3 拦截流量 117
7.4 容量 120
7.4.1 系统最优视角 121
7.4.2 用户最优视角 123
7.4.3 等量分配视角 125
7.5 阈值 127
7.6 特许经营区域设计 129
7.7 总结和结论 130
参考文献 131
第8章 连续空间覆盖 134
8.1 引言 134
8.2 难题 137
8.2.1 离散需求 138
8.2.2 离散的潜在设施位置 138
8.2.3 连续的需求和无限的潜在设施位置 138
8.3 公式 139
8.4 简化与放宽约束条件 141
8.4.1 离散需求和离散潜在设施位置 141
8.4.2 离散的潜在设施位置 142
8.4.3 离散需求 146
8.5 转换与求解 146
8.5.1 有限支配集 147
8.5.2 P-中心 148
8.5.3 骨架 149
8.6 总结和结论 150
参考文献 150
第9章 失灵、保护和恢复 153
9.1 引言 153
9.2 r-阻断 153
9.3 设计敏感的设施损失 157
9.4 规划更严重的干扰情况 159
9.5 提供完全覆盖时的问题 162
9.6 失去支持性基础设施时的覆盖损失 163
9.7 防御覆盖 165
9.8 设施加固 166
9.9 应用 168
9.10 总结和结论 169
参考文献 169
第10章 基于网络的结构覆盖：路径、环路和树 172
10.1 引言 172
10.2 最短覆盖路径 172
10.2.1 子环路问题 174
10.2.2 消除子环路的替代方案 178
10.3 推销员和环路覆盖 179
10.4 最大覆盖变量 181
10.5 弧线改进 185
10.6 应用 188
10.7 总结和结论 188
参考文献 189
第11章 重大挑战 192
11.1 引言 192
11.2 大数据 192
11.2.1 针对更大、更细微问题的算法 193
11.2.2 平衡实际数据和聚合数据的使用 194
11.3 开发更好的模型和服务假设 194
11.4 问题转换 195
11.5 灵活可用的位置应用软件系统 196
11.6 GIS开发人员 197
11.7 人工智能与机器学习 198
11.8 总结和结论 198
参考文献 198