考虑设施中断情景的震后救援初期应急物流网络优化设计

在震后救援初期,构建合理的应急物流网络,对于快速有效供应应急物资、减轻灾情具有重大价值。在传统可靠性选址问题与应急设施选址-分配问题的基础上,考虑震后救援初期的阶段性特征、设施中断情景、多品种模糊需求、设施能力限制等因素,建立了一个适用于震后救援初期的应急设施选址-分配模型。通过三角模糊数的期望值公式将模糊需求去模糊化。在此基础上,考虑模型特点,设计了一种整数编码的混合遗传算法。最后,以5·12汶川地震为背景,构造算例进行数值仿真。验证了所提模型和算法。结果表明:考虑设施中断情景后,即使系统中的部分设施失效,整个网络仍能较好运行,且优化结果更具可靠性和稳健性。     

考虑应急设施中断风险与防御的可靠性选址模型研究

为提高应急设施运行的可靠性和抵御中断风险的能力, 研究中断情境下的应急设施选址-分配决策问题。扩展传统无容量限制的固定费用选址模型, 从抵御设施中断的视角和提高服务质量的视角建立选址布局网络的双目标优化模型, 以应急设施的建立成本和抵御设施中断的加固成本最小为目标, 以最大化覆盖服务质量水平为目标, 在加固预算有限及最大最小容量限制约束下, 构建中断情境下应急设施的可靠性选址决策优化模型。针对所构建模型的特性利用非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解该模型, 得到多目标的Pareto前沿解集。以不同的算例分析和验证模型和算法的可行性。在获得Pareto前沿的同时对不同中断概率进行灵敏度分析, 给出Pareto最优解集的分布及应急设施选址布局网络的拓扑结构。     

铁路应急设施非概率可靠性选址优化研究

为解决小样本、贫信息下铁路应急资源储备点的可靠性选址问题,创新性地将选址-路径问题与区间非概率可靠性方法结合起来,考虑灾情发生后应急设施点在可接受的时间范围内响应受灾点的需求能力及其稳定程度,采用区间值度量路段阻抗,基于区间非概率可靠性理论及区间运算规则,提出路径的非概率可靠性度量及可靠最短路径选择方法;建立基于区间时间阻抗下可靠最短路径的无容量设施选址模型,提出约束条件限制的Monte Carlo改进算法,确定了铁路资源储备点选址的最优方案。实例表明,本文的优化方案能更好地保证救援的时间可靠性,改进的求解算法具有更小的时间复杂度,有效地缩短了运算时间,改善了解的质量。本文的方法与模型体系对于实现铁路应急设施可靠性选址,为决策者提供决策支持,提高铁路应急响应能力具有重要的指导意义。     

基于失效情景的应急设施选址问题

非常规突发事件巨大的破坏力以及发生时间、地点和规模的不确定性,使应急系统内设施有可能被破坏而失效,因此选址时必须考虑设施失效情景的发生.给出以最大限度覆盖用户需求为目标,基于失效设施数目具有不确定性情景的设施选址双层随机规划模型;通过计算模型上下界,给出减小规模的等价模型,降低了双层规划求解难度;最后实验验证了模型的合理性,并给出新增选址方案.     

考虑共享不确定因素的应急设施最大覆盖选址模型

为提升应急设施的服务质量和抵御中断风险的能力,研究应急设施最大覆盖选址-分配决策问题。扩展无容量限制的固定费用的可靠性选址决策模型,建立考虑共享不确定因素的应急设施最大覆盖选址优化模型,通过在目标和约束中引入budget不确定集刻画共享不确定因素,基于Bertsimas和Sim鲁棒优化方法建立混合整数规划模型,并将非线性问题转化为易于求解的鲁棒等价模型,利用带混沌搜索策略的改进灰狼优化算法求解模型,并对不确定鲁棒水平和中断概率进行敏感性分析。最后通过案例及数据仿真结果的对比分析,验证了模型的合理性和有效性,并给出最优的选址分配布局。     

道路修复条件下灾后应急资源配送LRP研究

灾后道路中断、道路通行可靠性减弱从根本上影响着救援工作的效率,文章通过在应急资源配送定位路径问题的基础上考虑对障碍道路进行修复。通过构建应急设施定位、障碍道路修复以及配送路径选择的综合优化模型,以应急救援的时间总成本最小为目标。集中考虑应急设施定位选址、修复障碍道路和选择配送路径的基础上,以时间总成本最小为目标函数,通过结合相关案例仿真与数据分析的基础上运用多吸引粒子群优化算法对模型进行求解,以期为灾后道路选择、提升道路通行可靠性和应急物资配送效率提供借鉴于理论指导。     

多阶响应下军事物流配送中心可靠选址模型

为了提高战时物资配送的敏捷性和可靠性,结合军事物资配送的多阶响应过程,以部队用户对配送响应的时间约束为限制条件,以设施固定成本与期望配送成本之和为目标函数,并考虑设施未来失效的可能,建立了混合整数规划形式的军事物流配送中心可靠选址模型.结合模型的特点,采用基于时间约束的启发式算法将模型转化为可行子问题进行求解,使用仿真算例说明模型的优越性和算法的有效性.与不考虑设施失效的选址模型相比,考虑设施失效的选址方案在出现设施失效时,其应急配送成本平均增加量基本不超过设施固定成本的20％,平均最大增加量不超过25％;同一种失效情景下,考虑设施失效的选址方案的应急配送总成本也明显小于不考虑设施失效的选址方案的总成本.     

基于改进NSGA-II算法的多级服务设施备用覆盖选址决策模型

为了应对跨区域突发事件过程中受灾点服务差异化需求的问题,建立了应急储备设施点的多级备用覆盖选址决策模型,即一个需求点由多个应急设施提供不同质量水平的服务,并考虑设施繁忙状态下由其他设施点提供服务的状况,使模型更加符合实际应用。首次通过设计分段的染色体编码方式改进NSGA-II算法提升运算效率以更好地解决多目标选址决策问题,将改进方法下得到的Pareto解分布与NSGA-II算法下的仿真结果进行对比分析,结合设施点的部署策略得到不同的空间布局方案。证明了模型的可行性及改进NSGA-II算法在解决设施点多目标选址决策问题时的有效性。     

求解应急医疗设施分层递进式选址问题的改进免疫算法

针对应急医疗设施的特点,提出分层递进式选址方法,对应急医疗设施进行合理选址。首先,通过熵权法对选址所需要考虑的因素进行权重计算,并进行初步选址;其次,考虑设施点的服务容量、重大公共卫生事件下轻重症患者的治疗与转移的实际情况,建立双层级整数规划模型;再次,根据模型的具体特点,设计改进的免疫优化算法对其进行求解;最后,以湖北省孝感市针对突发公共卫生事件的应急医疗设施选址问题为案例进行分析,给出相应的合理选址方案,验证了模型与算法的可行性。     

化工园区应急设施区间规划选址模型研究

应急设施选址受应急物资需求量的影响。为优化应急设施选址布局,提高突发事件应急处置能力,以化工园区突发事件为研究背景,对化工园区突发事故下应急设施选址进行研究。考虑到化工园区突发事件的随机性和复杂性、突发事件应急物资需求的不确定性等特点,以应急设施选址安全性最大、经济性和服务效益最好为目标,基于传统确定性应急设施选址模型,构建了不确定需求条件下化工园区应急设施选址区间规划数学模型。模型中应急物资需求量是一个区间值,通过引入区间规划理论和模糊理论对模型进行求解,不仅避免了不确定参数随机概率分布的波动率,而且也降低了模型求解过程中的不确定性。最后,以园区各企业潜在事故为工程背景进行实例分析,得到园区应急设施的布局方案。结果表明,模型的求解效果较好,可为园区应急设施选址决策提供参考依据。     

考虑居民选择行为的应急避难场所选址问题研究

突发事件发生后,应急管理部门将面临选择启用哪些应急避难场所供居民避难的决策。与其它设施选址不同,处于有限理性状态下的居民可选择是否去避难以及去哪个避难所避难。为使未被服务的居民数量最小化,考虑居民的有限理性选择行为至关重要。为此,考虑居民避难距离及避难所吸引力等因素,基于竞争选址理论构建避难所对居民的效用函数。在此基础上,运用多项logit模型刻画居民的有限理性选择行为,建立基于有限理性选择行为的选址模型,并与基于效用最优选择行为和基于系统最优原则的选址模型进行对比以验证模型的合理性。为了高效地求解模型,设计了模拟退火算法和遗传算法两种启发式算法。算例分析结果验证了模型和算法的可行性和有效性,并揭示了居民理性程度、选址个数及财政预算均对选址结果有重要影响。     

应急联动区域下选址分配协同优化模型研究

针对我国现有应急储备库按照属地管理布局的不足,例如当受灾点发生重大灾害时,各应急储备库实行均匀配置,导致应急系统救援效率低以及资源的浪费,文章引入集合覆盖选址模型和"覆盖满意度"思想,将应急联动区域内的服务需求分为第一时间救援服务需求和后续救援服务需求,以应急服务成本最小和覆盖满意度最大为目标,建立应急联动下区域储备库选址分配协同优化模型.对四川省地震灾害下的应急储备库选址分配问题进行案例分析,考虑到各区县抗灾能力的不同,采用TOPSIS方法对模型中受灾点的脆弱性进行评价,并利用NSGA-Ⅱ算法对模型求解.研究表明,模型能降低应急联动区域内的应急服务成本,提升应急服务水平,同时模型可以为决策者提供多种优化方案.     

考虑中断风险与库存成本的分销网络设计模型

分销网络可能面临各种中断风险,而分销网络设计属于战略决策问题,短期内难以改变,因而有必要在选址设计阶段就考虑中断风险。考虑中断风险,对传统的分销网络设计问题进行扩展,基于非线性0－1整数规划方法建立了一个有容量约束的设施定位-库存模型。采用遗传算法予以求解。算例分析证明了遗传算法的有效性。结果表明：在网络设计阶段就考虑中断风险可以显著降低将来可能发生的应急成本;系统对中断风险、惩罚成本因子等因素的反应敏感。     

树形供应链中断风险应急模型研究

基于战略应急库存与实物期权组合策略,设计了树形供应链中断风险应急模型,并通过求解模型得到系统最优策略.应急模型既考虑了风险防范与应急供应所引发的成本,同时考虑了供应链系统中断导致的损失收益.最后进行了仿真分析,结果表明应急模型能够显著降低树形供应链系统的中断风险成本与系统中断时间.     

基于Benders分解算法的反恐应急设施选址-定容-分配问题

反恐应急设施的合理布局和资源配置可缩短救援到达时间并提高应急效率。对已有反恐应急设施选址研究拓展，进一步考虑设施容量有限的情形，并将袭击前后关于应急设施的选址、定容和救援物资分配问题进行集成考虑。将该问题构造为三层规划模型，上中下各层规划分别对应袭击前的选址定容问题、袭击时的袭击点选择问题和袭击后的救援物资分配问题。利用下层规划的对偶变换转化为双层规划，并设计Benders分解算法求解。最后，结合南疆交通网络进行仿真分析，验证了模型和算法的有效性。     

有容量限制的可靠性固定费用选址问题

设施网络可能面临各种失灵风险,而设施选址属于战略决策问题,短期内难以改变,因而在选址设计时需要充分考虑设施的非完全可靠性。本文针对无容量限制的可靠性固定费用选址问题进行扩展,进一步考虑设施的容量约束,基于非线性混合整数规划方法建立了一个有容量限制的可靠性固定费用选址问题优化模型。针对该模型的特点,应用线性化技术进行模型转化,并设计了一种拉格朗日松弛算法予以求解。通过多组算例分析,验证了算法的性能。算例分析结果表明设施失灵风险和设施容量对于选址决策有显著影响,因而在实际的选址决策过程中有必要充分考虑设施的失灵风险及容量约束。     

基于现存设施布局的设施选址:应对恐怖袭击

本文研究了恐怖袭击事件下,政府和极端组织作为参与者的博弈选址问题。在这一博弈过程中,恐怖分子袭击城市以最大化其破坏效用,政府作为斯塔克博弈中的领导者预见恐怖组织的策略选择进行选址决策,以最小化损失程度。针对其中政府选址决策的对象,我们考虑了一种更接近现实的情形—基于现存设施布局的考量。面对这类在恐怖事件发生前就已经存在的反恐设施,本文重点探讨了政府何种情况下需要考虑设施的改建,以及如何进行应急设施的策略选择和选址定位。此外,考虑了固定设施数目与变量设施数目的情景,当设施数目固定时,把博弈问题看作一个设施的数学规划问题,构建基于现存设施的选址决策模型;讨论了设施数目为变量时政府的均衡效用。通过对20个城市的案例仿真,结果表明,对于政府而言,考虑设施改建的策略始终优于不考虑设施改建的策略。在考虑设施改建的选址策略下,当设施数量固定时,已建设施数量与改建设施数量相互制约,并与改建设施、新建设施成本一同影响着政府的均衡效用。政府的策略选择主要取决于改建设施成本的分布,在某些阈值区间范围内策略相同。当设施数量为变量时,政府的均衡效用不是K的单调函数,此时,可以建设少于K个数量的设施达到建立K所得到的效用。     

考虑需求不确定的多级应急物流设施选址研究

为了对急物流设施选址问题进行合理的研究,建立了包含配送中心、配送点和需求点的多级应急物流网络。基于应急物资需求特点,使用三角模糊数表示应急物资需求的不确定性,同时考虑应急救援成本和应急救援时间两个目标,建立了应急物流设施选址模型。采用去模糊化方法将三角模糊数转化为确定数,利用成本和时间的单目标的最优结果将多目标转化为相对值,再对时间和成本目标进行加权处理,既消除了不同目标之间的单位及数量级差异,还可以进行动态调整。设计了遗传算法对模型进行求解,通过实际算例表明了模型和算法可以有效地解决应急物流设施选址问题。     

基于期权契约的救灾物资供应链协调机制研究

对于政府和各类非营利性组织而言,通过合同形式储备应急救灾物资不是为了获利,而是为了应对未来可能发生的自然灾害,自然灾害的发生具有较大的不确定性,导致其对应急救灾物资的需求量具有较大的随机性.在前人研究的基础上,运用供应链协调理论中的期权思想,构建期权契约数理模型,研究表明期权契约能够实现应急救灾物资供应链的协调,为了提高应急救灾物资供应链的可靠性,减少买方的缺货的概率,在商务谈判中,可以适当提高期权费用,以期实现生产厂商所生产准备的救灾物资数量大于买方的订货数量的目标.     

井位不确定环境下的油田仓库选址问题

油田工作中,合理的仓库选址决策不仅能节约物流成本,而且能提高油田作业效率。现有研究通常基于当前的油井位置(简称井位),没有考虑未来井位变化对仓库选址的影响。同时井位受到地下储层条件及油气公司远景规划等因素影响,未来的井位具有很强的不确定性。此外,仓库选址决策属中长期决策,将长期影响油田的物流费用、管理工作甚至开发工作,而且油田生产要求仓库能持续供应物资,所以油田仓库选址应考虑井位的不确定性和仓库服务中断等因素。本文首先根据油田井位分布和钻井规划采用随机模拟方法模拟未来井位,建立并求解考虑设施中断的离散选址模型。然后以鄂南油区物资仓库选址问题为例,模拟井位并求解仓库选址问题,从8个候选点中选出3个建库/租库。最后,分析井位和需求量变化对仓库选址结果的影响。井位不确定环境下油田物资仓库选址问题的研究,不仅对油田物流系统管理的研究具有一定的理论意义,也对油田的物流决策有重要的现实意义。