我国是一个地质灾害多发的国家,以地震、巨型滑坡为代表的重大地质灾害频繁发生,严重威胁着人民的生命安全。其中,滑坡最为常见,占全国灾害发生次数和影响程度的92%以上。重大滑坡地质灾害事件具有突发性、强大破坏性、时间紧迫性、高度不确定性以及衍生和演化等特点,这些特点也是应急管理领域研究的重点和难点。进行滑坡地质灾害应急管理,既要不断提高滑坡地质灾害隐患点的识别、监测和预警能力;也急需提升对这类灾害的应急响应能力,加强避难所的选址布局和疏散路径优化。为了更有效地应对复杂性突发事件,2018年初我国成立了应急管理部,提升了应急管理的统筹协调水平。2019年,自然资源部部署开展了基于综合遥感技术的地质灾害隐患识别示范工作,效果明显;但我国地质灾害点多且面广,滑坡、崩塌、泥石流等灾害的致灾因素众多,全国每年新发生的地灾70%都在已查明的隐患点范围之外。滑坡地质灾害应急管理工作依然面临一系列挑战,如在灾害隐患点较多的山区进行避难所选址和人员疏散,基于不确定的灾害信息进行避难所选址和人员疏散,考虑疏散时间进行避难所选址和大规模人员疏散,考虑次生灾害的避难所选址和大规模人员疏散等问题。基于此,本文以三峡库区秭归县为研究对象,研究滑坡地质灾害避难所选址和疏散路径优化问题。首先,避难所选址和人员疏散路径优化是两个不同阶段的决策问题,如何在灾害情景确定的情况下,实现“疏散路径越短越好”、“避难所距离灾害隐患点越远越好”、“选址成本越小越好”等目标,在灾前的避难所选址和布局阶段考虑人员疏散决策、进行疏散路径仿真,获得两阶段整体决策优化方案?接着,如何考虑滑坡地质灾害难以准确预测、灾害情景的不确定性因素,进行避难所选址和疏散路径优化,获得具有较强鲁棒性的避难所选址和疏散路径决策方案?然后,如何在考虑滑坡地质灾害不确定性的基础上,量化大规模人群疏散时间（疏散时间的非线性表达）,进行避难所选址和疏散路径优化,获得基于疏散时间非线性表达的避难所选址和疏散路径鲁棒优化方案?再者,在上述模型的基础上,如何加入次生灾害的因素,进行方案求解?最后,针对秭归县大规模滑坡地质灾害隐患点较多、灾害易发性高的特点,如何进行避难所选址和疏散路径实例分析,提出合理的对策建议。针对上述问题,本文主要研究内容如下:（1）灾害情景确定的避难所选址和疏散路径优化。随着科学技术的发展和地质工作者的不断努力,可以对部分滑坡地质灾害的发生进行准确的预测,基于确定的灾害情景,进行避难所选址和疏散路径优化需要考虑选址成本、疏散时间、选址数量、避难所容量、道路流量守恒等现实因素。对此,本文首先建立以选址成本和疏散成本（时间）最小化为目标、以其他现实因素为约束的数学规划模型。然后,进行Gurobi求解器的参数设置和调整,提高求解效率。最后,整理较详细的实例数据,代入模型进行求解和灵敏度分析。结果表明,删减等价的约束、确定合适的变量取值范围约束以及增加有效的割平面都可以缩短模型的求解时间;模型输入参数的改变会影响目标函数值和选址结果,但是对选址布局影响较小,即不同选址方案中的避难所位置不同,但避难所分布基本一致。（2）灾害不确定情景下的避难所选址和疏散路径两阶段鲁棒优化。因为目前大部分已发生的滑坡地质灾害仍没有办法进行准确的灾前预测,且避难所选址和布局是灾前进行的长期决策,所以进行避难所选址和布局无法忽略灾害不确定这一重要因素。因此本文首先构建避难所选址和疏散路径两阶段鲁棒优化（minmaxmin）模型,模型目标是寻找最坏灾害情景下的最优避难所选址和疏散路径方案,其中第一个min是用于进行第一阶段的避难所选址和容量设置决策,max用于生成最坏的灾害情景、min用于寻求最坏灾害情景下的最优疏散路径,即maxmin是寻找最坏情景和最坏灾害情景下的最优疏散路径。然后针对两阶段鲁棒优化模型构建列和约束生成算法,其中主问题为给定灾害情景子集的两阶段优化模型,子问题为给定选址方案的第二阶段maxmin模型,通过主问题和子问题的迭代求得问题的最优解。最后针对实例数据进行求解和灵敏度分析,结果表明,两种不同的子问题构建方法都可以求解获得问题的最优解（Gap小于等于1.53%）;且灾害不确定情景下的鲁棒优化最优解和灾害确定情景下的最优解不同。（3）考虑交通流量的避难所选址和疏散路径两阶段鲁棒优化。因为疏散时间受行进速度、人群数量、道路容量等因素的影响,进而影响疏散路径的选择,所以在避难所选址和疏散路径优化过程中需要考虑道路交通流量的影响。因此本文首先引入全局最优均衡模型（一种高次非线性的交通流量表达式）,即通过道路无障碍通行时间、道路容量和道路流量等变量组成的高次非线性表达式求解道路实际通行时间,代入两阶段鲁棒优化模型。然后,采用基于拆分法的降次公式,将高次非线性表达式转化为二阶锥模型;推导二阶锥问题的对偶模型,代入列和约束生成算法。最后对数学模型进行求解和灵敏度分析,研究结果表明,当道路受环境影响较大时,避难所选址和疏散路径都更倾向于主干道（国道和省道）。（4）考虑次生灾害的避难所选址和疏散路径两阶段鲁棒优化。次生灾害的发生会对避难所提出更高的要求、同时疏散难度也更大。本文首先假设只发生一级次生灾害,构建避难所选址和疏散路径两阶段鲁棒优化模型。然后对原生灾害、次生灾害相关约束条件进行简化,获得与（3）结构相同的数学模型,采用（3）中的算法进行求解和灵敏度分析。最后,对本文中所有情景下滑坡地质灾害避难所选址和疏散路径优化的灵敏度分析结果进行总结和分析,选择44、50、57、65、69、79、80、120、121、123、126和129号避难所候选点作为主要避难所维护并进行物资存储,也提出了疏散路径相关对策建议,为秭归县避难所布局、疏散路径决策提供参考。本文的研究工作主要是关于滑坡地质灾害避难所选址和疏散路径优化模型与算法研究,创新点有:（1）建立了考虑避难所安全性的避难所选址和疏散路径联合优化模型;（2）建立了灾害情景不确定的避难所选址和疏散路径两阶段鲁棒优化模型,构建了基于两步子问题的列和约束生成算法;（3）建立了考虑交通流量的避难所选址和疏散路径两阶段非线性鲁棒优化模型,构建了基于高次非线性求解方法的列和约束生成算法;（4）提出了基于次生灾害的避难所选址和疏散路径两阶段非线性鲁棒优化模型,重构了次生灾害相关约束。