基于應(yīng)急系統(tǒng)特性分析的應(yīng)急物資分配優(yōu)化決策模型研究.pdf

1、我國(guó)作為世界上受自然災(zāi)害影響最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，長(zhǎng)期深受各類自然災(zāi)害的侵?jǐn)_，各種損失讓人觸目驚心，為了降低災(zāi)害損失、恢復(fù)災(zāi)區(qū)正常社會(huì)經(jīng)濟(jì)秩序和保障民眾正常生活，各級(jí)政府和地區(qū)進(jìn)行了各項(xiàng)應(yīng)急系統(tǒng)建設(shè)工作，尤其是應(yīng)急物流系統(tǒng)及應(yīng)急物資儲(chǔ)備與分配管理。從已有的研究成果分析來(lái)看，對(duì)由于受災(zāi)系統(tǒng)的時(shí)間動(dòng)態(tài)變化、出救點(diǎn)運(yùn)力限制、應(yīng)急限制期約束以及系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)成本限制等應(yīng)急系統(tǒng)物資供求特性的物資優(yōu)化分配問(wèn)題尚未進(jìn)行深入研究，反映現(xiàn)有的理論研究與應(yīng)急管

2、理中的實(shí)際需求存在較大差距。事實(shí)上，本研究所重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的物資時(shí)變供求特性--即在災(zāi)情變化的不同階段（主要指隨時(shí)間變化）應(yīng)急物資表現(xiàn)出不同的供求特點(diǎn)，是實(shí)際應(yīng)急物流系統(tǒng)的真實(shí)情況。因此，從應(yīng)急物資供求特性分析入手來(lái)研究其優(yōu)化分配問(wèn)題，其研究更具現(xiàn)實(shí)意義。
　　 在相關(guān)研究成果分析的基礎(chǔ)上，本研究主要研究面向大規(guī)模自然災(zāi)害應(yīng)急物流運(yùn)作的核心：應(yīng)急物資分配模型的構(gòu)建與求解。通過(guò)歸納應(yīng)急物資分配系統(tǒng)的特性，分析其決策目標(biāo)與約束條件，構(gòu)建出

3、符合實(shí)際應(yīng)急運(yùn)作的優(yōu)化決策模型，分析模型可行解和最優(yōu)解條件，并設(shè)計(jì)求解優(yōu)化算法。本論文的研究?jī)?nèi)容主要包括：
　　 （1）總結(jié)了應(yīng)急物流系統(tǒng)的內(nèi)涵和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析了應(yīng)急物資分配系統(tǒng)的系統(tǒng)特性，提出了基于應(yīng)急物資供求特性分析進(jìn)行其優(yōu)化分配的研究思路：以“應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間最早”、“參與出救點(diǎn)最少”為優(yōu)化目標(biāo)，將科學(xué)問(wèn)題分解為非時(shí)變供求約束與帶時(shí)變供求約束兩個(gè)層面，涵蓋系統(tǒng)響應(yīng)成本修正、應(yīng)急限制期與運(yùn)力限制三大約束，涉及簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)兩

4、個(gè)維度。
　　 （2）針對(duì)非時(shí)變供求約束情形，研究了存在成本修正和物資調(diào)運(yùn)運(yùn)力限制約束的多出救點(diǎn)選擇問(wèn)題。分析了應(yīng)急響應(yīng)的成本組成并將應(yīng)急響應(yīng)成本作為方案優(yōu)劣評(píng)價(jià)的修正，構(gòu)建了基于成本修正的應(yīng)急物流物資響應(yīng)決策模型，并設(shè)計(jì)了求解優(yōu)化算法；針對(duì)帶運(yùn)力限制的多出救點(diǎn)選擇決策問(wèn)題，定義了從應(yīng)急響應(yīng)指令下達(dá)初始至最后一批物資送達(dá)需求點(diǎn)的時(shí)間為應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，分析了出救點(diǎn)物資可供應(yīng)量、供應(yīng)量和重復(fù)運(yùn)輸次數(shù)之間的關(guān)系，構(gòu)建了帶運(yùn)力限制約束的多

5、出救點(diǎn)選擇多目標(biāo)決策模型，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的優(yōu)化算法。
　　 （3）針對(duì)帶時(shí)變供給約束情形，研究了的多出救點(diǎn)選擇問(wèn)題。創(chuàng)新地提出了“臨界應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間”概念，分析了實(shí)際臨界應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間與理論臨界應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間之間的關(guān)系，分析了臨界應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間與最大運(yùn)輸時(shí)間的關(guān)系，構(gòu)建了帶時(shí)變供給約束的多出救點(diǎn)選擇模型，設(shè)計(jì)了符合帶時(shí)變供給約束的多出救點(diǎn)選擇多目標(biāo)決策模型的優(yōu)化算法。在此基礎(chǔ)上，研究了非時(shí)變供求約束情形下帶運(yùn)力限制約束多出救點(diǎn)選擇的時(shí)變供

6、給轉(zhuǎn)換模型，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的優(yōu)化算法。
　　 （4）針對(duì)帶時(shí)變供求約束情形，研究了帶時(shí)變供求約束的多出救點(diǎn)選擇與單出救點(diǎn)、多需求點(diǎn)應(yīng)急物資分配問(wèn)題。分析了帶時(shí)變供求約束情形下應(yīng)急系統(tǒng)最小應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間的構(gòu)成，以及實(shí)際臨界應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間與理論臨界應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間之間的關(guān)系，構(gòu)建了帶時(shí)變供求約束的多出救點(diǎn)選擇多目標(biāo)決策模型，并設(shè)計(jì)了求解優(yōu)化算法。在此基礎(chǔ)上，分析了帶時(shí)變供求約束情形下，單出救點(diǎn)、多需求點(diǎn)應(yīng)急物資分配方案的構(gòu)成，創(chuàng)新地提出了“拓

7、撲轉(zhuǎn)換”方法將原問(wèn)題（單出救點(diǎn)、多需求點(diǎn)）變換為多出救點(diǎn)選擇問(wèn)題，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的優(yōu)化算法。
　　 （5）考慮時(shí)變供求與應(yīng)急限制期約束，研究了多需求點(diǎn)應(yīng)急物資分配模型。分析了帶時(shí)變供求與應(yīng)急限制期約束情形下應(yīng)急方案的構(gòu)成，分析了系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間與各需求點(diǎn)應(yīng)急限制期之間的關(guān)系，創(chuàng)新地提出了在不考慮應(yīng)急限制期的可行方案基礎(chǔ)上對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整的解決思路，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的優(yōu)化算法。
　　 （6）在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，研究了帶時(shí)變供求約束的

8、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)（多出救點(diǎn)、多需求點(diǎn)）應(yīng)急物資分配問(wèn)題。分析了帶時(shí)變供求約束復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)情形下應(yīng)急方案的構(gòu)成，分析了系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間與需求點(diǎn)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間、出救點(diǎn)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間之間的關(guān)系，分析了臨界應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間與系統(tǒng)最小應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間之間的關(guān)系，提出了約定分配規(guī)則，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的優(yōu)化算法。
　　 通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的研究，可以幫助應(yīng)急物流運(yùn)作管理決策者更好地理解應(yīng)急物流與應(yīng)急物資分配的內(nèi)涵，為保障應(yīng)急物資供應(yīng)和應(yīng)急物流運(yùn)作提供智力支持和決策參考，實(shí)現(xiàn)