随机需求应急物流多阶段定位-路径鲁棒优化研究

为提高应急物流系统的应急反应能力,论文针对需求随机变化的应急物流定位-路径问题,利用鲁棒优化的思想将灾区物资需求量表示为区间型数据,将应急救援过程划分为多个阶段,以总救援时间和系统总成本最小为目标,构建了多物资多运输车辆应急物流定位-路径优化模型,设计了改进的遗传算法对其进行求解。实例计算结果表明,该模型和算法可以有效地解决应急物流系统中需求随机变化的定位-路径问题,为政府机构应对重大突发事件提供科学的决策参考。     

区际救援物资中转调度的动态决策模型与算法

考虑灾害救援中灾区对应急物资的持续消耗,研究了区际多品种救援物资的动态中转调度问题.综合考虑各阶段调度费用、运输费用和库存费用总和最小化的救援物资中转调度安排和库存规划,建立了一个区际救援物资中转调度动态决策模型,并设计了一种矩阵编码的协进化遗传算法.最后通过一个算例验证了模型和算法的有效性.     

基于优先等级的震后应急物资LRP优化决策模型

针对震后初期应急物资总量有限且不充足情形下的系统优化问题,提出一个基于优先等级的震后LRP优化模型.考虑震后初期应急物资需求主要影响因素,利用可变集理论确定各受灾点应急物资优先级;在此基础上,以整个救援过程总耗时最少为目标构建选址定位-路径优化模型,针对模型特点设计了一种基于两阶段的遗传算法.最后,通过算例验证了模型及算法的可行性和有效性.     

震后应急物流设施不确定失效情景下的LRP研究

针对震后应急物流设施不确定失效情景下的定位-路径问题,综合考虑灾区路网存在部分损毁、应急物资多方式配送与运达时间限制等因素,以应急物流设施最坏失效情景下的需求点覆盖期望最大、应急物资总配送时间最短为目标,采用情景建模方法构建多目标定位-路径问题的数学模型,并根据模型特点设计基于分层序列法的两阶段混合启发式求解算法,第一阶段设计改进贪婪算法进行应急物流设施定位分配,第二阶段采用蚁群算法优化应急物资配送路线。最后,通过算例验证了本文模型和算法的可行性与有效性。     

震后初期应急物资短缺情景下的定位-路径问题研究

基于公平视角研究震后初期灾区应急物资短缺情景下的定位-路径问题(location-routing problem,LRP),综合考虑灾害级别、灾区应急路网不同程度损毁、需求点易损性与车辆随机行驶时间等因素,以单个需求点的最大损失最小作为应急物资分配的公平性衡量指标、以总配送时间最短作为应急物资配送的效率性衡量指标,在此基础上构建双目标LRP模型,并基于分层序列法思想设计一种二阶段混合启发式求解算法。最后,采用汶川地震之后的帐篷配送数据验证本文方法公平性与效率性兼顾。     

应急物流LRP鲁棒双层优化模型研究

考虑到突发事件下受灾点对救灾物资需求的不确定性,针对应急物流设施的定位和车辆运输救灾物资路线进行协同研究,建立了应急物流设施定位-车辆路线选择问题(LRP)鲁棒双层优化模型.运用分散式决策方式下的转化定理,将所建立的含有不确定系数的层次关联协同优化模型进行确定性转化,并设计一种混合遗传算法对转化后的确定性双层规划模型进行求解,最后,通过实例验证了模型的合理性及算法的可行性.     

风险应对视角下不确定需求定位-路径鲁棒优化研究

及时准确地配送应急救援物资是突发公共事件救援过程中的关键环节,综合考虑应急救援过程中出现的需求随机性,路网的连通能力下降和设施点失灵等情况,采用车辆与直升机联合运输方式进行配送,以应急系统中各物资需求点的救援时间满意度之和最大、系统总成本最小及物资到达需求点的救援时间之和最小为目标,对多式联运三级网络应急物流系统定位—路径优化问题进行研究,建立了多目标定位—路径模型,并改进了遗传算法。最后,以汶川地震应急救援相关数据为例,对模型和算法的有效性进行了数据仿真验证,通过实验结果的对比分析,证明了鲁棒优化方法在处理不确定需求和设施失灵风险方面的有效性,进而为抵御突发公共事件发生后出现的风险,为解决突发公共事件发生后救援物资的安全及时准确配送提供了有效的方法。     

基于海空协同的群岛救援方案优化模型及算法

针对边远群岛的物资供给受突发事件影响可能出现中断,需要开展紧急救援的实际情况,以中心岛屿为救援出发地,采用海空协同运输方式,以选择救援路线和分配救援物资批量为优化内容,对中心岛屿周边各岛救援用时最短为目标,建立了考虑海空协同的群岛应急救援模型。根据所建模型的特点,对基于运输点划分的遗传算法(PB-GA)进行进一步的改进,提出一种能够同时考虑两种运输方式、多批次运输的双层搜索遗传算法进行求解。最后,以南海群岛开展紧急救援为算例进行了优化分析。采用不同算法分别进行比较后显示,本文算法在优化结果、运算时间等方面均更优,从而验证了所建模型和算法的合理性与有效性。本文研究为制定群岛海空联合救援的应急预案提供了分析方法。     

突发事件情景下串联式需求系统应急物资协同调度研究

针对突发事件情景下串联式需求系统遭受破坏问题,分析了突发事件情景下串联式需求系统应急物资协同调度的特征。在对系统提供应急物资进行修复的基础上,以串联式需求系统修复的时间最短及成本最小为目标,分别构建了纵向配送的应急物资调度模型和纵向配送与横向转运相结合的应急物资协同调度模型,并设计一种遗传算法对两种模型进行求解。最后通过算例分析,求解得到两种模式下串联式需求系统应急物资调度的最优配送方案,比较解的结果,得出纵向配送与横向转运相结合的应急物资协同调度模式优于一般的应急物资纵向配送模式的结论,验证了该应急物资协同调度模式的有效性和可行性。     

应急物流中库存与运输集成决策模型研究

已有的研究表明,在物流管理中权衡库存与运输成本之间的关系,实现两者的集成决策,可改进系统的运作绩效。在给定的仓库布局条件下,针对应急物流的配送特点,构建了单周期物资的运输与库存集成决策的随机规划模型。考虑到模型求解的复杂性,首先通过对模型的分析,获得了最优解的性质和上界,然后设计了基于BP神经网络和遗传算法的混合智能算法。在算例分析部分,揭示了服务水平、运输、和库存成本在应急物流中之间的复杂关系,说明合理权衡三者之间的关系,可以提升应急物流的管理水平。     

不确定环境下应急救援供应链鲁棒优化模型

鉴于灾害救援运作的紧迫性和重要性,考虑需求、供应、成本等参数的不确定性,构建一个由供应商、救援配送中心和受灾区域构成的三级应急救援供应链,旨在确定救援产品数量及救援配送中心的合适位置,以最小化救援供应链总成本,最大化受灾区域满意水平为目标,采用区间数据鲁棒优化方法处理模型的不确定性,应用情景随机规划降低鲁棒优化的计算难度,最后给出一个地震案例的具体数据来证明所提救援供应链鲁棒优化模型的有效性和可行性。实验结果表明,需求保守度的变化对目标函数值的影响大于供给和成本保守度的变化,可为应急救援决策者调整不确定参数保守度提供理论支持。     

基于区间二型梯形模糊集的应急物资储备动态协同决策模型

重大灾害下应急物资储备决策是阻止突发灾难蔓延的有效手段之一。针对救灾信息具备不确定性与复杂性特点,构建基于区间二型梯形模糊集的应急物资储备动态协同决策模型,并给出应急物资储备策略。利用区间二型模糊集理论的决策方案并结合比例分析法(COPRAS),构建常态环境下应急物资供应商选择的群决策模型,解决不相容群决策属性之间的冲突问题;进而,充分考虑“救灾阶段性动态时间因素”对储备决策的影响,构建动态救灾环境下应急物资储备结构模糊优化模型,实现常态决策与非常态应急决策之间的动态协同;最后,以2012年云南丽江“6.14”突发特大山洪灾害为实例进行数值分析,验证该动态协同决策模型的合理性与可行性,能有效解决动态救灾环境下应急物资储备结构优化问题。     

基于不确定需求的灾后应急救灾网络规划模型与算法

突发事件发生后,快速应急响应的第一步是启动应急救灾网络,合理配置应急救灾资源,以保证救灾过程顺利进行,提高救援效率。本文以台风灾害为背景,建立二阶段应急救灾网络的混合整数规划模型,解决台风灾害的灾后应急救灾网络的规划与设计问题。在求解模型时,考虑需求信息的分布难以确定,并且在一定范围内变动的特点,利用鲁棒优化的方法处理不确定性需求,从而得到合理的临时救灾中心选址以及应急资源配置信息。数值试验表明,建立的模型是实际可行的,而且算法也是有效的。     

救援延迟效应如何影响政府企业救灾合作？基于微分博弈的研究

“政府主导、社会参与”的政企协同救灾成为我国救灾体制改革的方向。通讯中断以及运输路网的破坏经常导致救援的延迟,在救援延迟的应急场景下政企协同合作的救援效率一定高于自发救援吗？针对自发救援和协同合作两种救援模式,考虑救援延迟效应,构建了政企救灾合作的微分博弈模型,分析救援延迟对政企救灾策略的影响,以及政府成本补贴对提高协同救灾的适用条件。最后结合云南鲁甸地震的案例加以验证。结果表明,当延迟时间小于某阈值时,协同救援才更有效率。与自发救援相比,协同救援下政府救灾投入量随延迟时间急剧上升,而企业投入量变化较小。企业单位收益系数可作为衡量灾害严重程度的指标,数值越大,政府承担企业的救灾成本补贴比例越大。     

Robust optimization for relief logistics planning under uncertainties in demand and transportation time

Emergency logistics is an essential component of post-disaster relief campaigns. However, there are always various uncertainties when making decisions related to planning and implementing post-disaster relief logistics. Considering the particular environmental conditions during post-disaster relief after a catastrophic earthquake in a mountainous area, this paper proposes a stochastic model for post-disaster relief logistics to guide the tactical design for mobilizing relief supply levels, planning initial helicopter deployments, and creating transportation plans within the disaster region, given the uncertainties in demand and transportation time. We then introduce a robust optimization approach to cope with these uncertainties and deduce the robust counterpart of the proposed stochastic model. A numerical example based on disaster logistics during the Great Sichuan Earthquake demonstrates that the model can help post-disaster managers to determine the initial deployments of emergency resources. Sensitivity analyses explore the trade-off between optimization and robustness by varying the robust optimization parameter values.     

基于应急救援物资单向转运的受灾点库存策略研究

了研究应急救援物流中存在物资单向转运条件下的受灾点库存策略,考虑由多个受灾点组成的单阶段系统,
各个受灾点之间存在单向转运.首先在各个受灾点物资进货点一定条件下,建立模型确定各个受灾点救援物资
需求依靠从其它受灾点转运得到满足的比例和直接从本身库存中得到满足的比例;其次,建立各个受灾点
救援物资进货水平优化的整数非线性规划模型,并考虑基于时间窗的救援效率水平约束,设计基于隐含
枚举法的模型求解算法;最后,运用算例对模型及其求解算法进行了模拟运算,从而验证了模型的有效性和实用性.     

应急物资联合配送决策研究

救援物资的高效投放是应急物流的关键活动之一。考虑到灾后救援车辆短缺,分配时受灾群众产生非理性心理,以及灾后道路状况对军、地救灾车辆速度产生影响等因素,本文从军民融合的角度出发,根据军地运输车辆特点,设计科学合理的车辆分配方案与运输路线。论文研究构建了基于车辆分配公平性和应急配送及时性的“分配-运输”集成决策模型,设计改进后的NSGA-Ⅱ算法进行求解,最后通过算例验证本算法的有效性和合理性,并通过调节军民运输车辆数,找到应急救援过程中的最佳军、地车辆比例,从而为灾后各灾备中心的车辆调度决策提供参考。     

应急救援物资紧缺的配送车辆路径选择研究

针对应急救援物资总量紧缺不能全部满足各点需求量的实际情形,以单个需求点最大缺货量最小为目标,建立基于单个配送中心、车辆数目有限和带时间窗的应急救援物资配送车辆路径选择模型,并讨论了三种不同缺货情形下模型的求解。对于车辆按最短路径行驶也无法在救援时间内到达导致需求点缺货的情形,删除这些需求点的需求量后,如果剩余需求点的需求量不大于物资总量且车辆足够多,可转化为车辆最短路径问题求解;对于物资紧缺无法满足所有需求且车辆足够多的情形,设计时间复杂性为O(mn²)的精确算法A^*求解,其中m和n分别为车辆数和需求点数;对于物资紧缺且车辆数目不足无法把全部物资送达需求点的情形,设计时间复杂性为O(n²)的近似算法GA^*求解,并分析了算法GA^*的近似比。最后结合云南彝良县地震灾区局部路网进行实例分析,验证模型和算法的有效性。     

基于社会网络视角的突发灾害应急响应合作者关系网络分析——以“6·24”叠溪滑坡灾害为例

突发灾害应急管理实践表明,响应主体间的合作关系网络可靠性将影响应急响应的效率。本文以“6.24”新磨滑坡作为研究案例,采用文献分析、访谈、关系挖掘等研究方法构建灾害响应过程中主体间的合作者关系网络,重点从社会网络视角对该合作者关系的网络韧性进行量化分析,并对比随机生成的合作网络以及国外类似案例。研究发现,应急响应网络中的关键行动主体履行了救灾响应所要求的责任角色;在应急救援的效率方面,我国的应急救援体制具有制度优越性;指挥部等关键行动者会影响整个合作网络的效率和韧性。因此,在灾后应急救援时需进一步提升整体网络成员中协同救灾的水平,以在救援效率和效果上取得实效。