城市突发事件中基于事故演变的救援需求决策模型及其优化求解

针对城市突发事件中待救点对应急救援物资的需求状态随着事故的演变而发生变化的情况,将待救点对应急救援物质的需求设计成马尔可夫决策过程,并提出一种动态的物资调配策略,构建救援物资需求决策模型,然后通过花朵授粉算法进行优化求解。某市突发地震应急物资调配实例证明,本文方法能够给出合理的救援需求满足策略,使得待救点对物资的需求更低,需求变化更加平稳。花朵授粉算法对模型求解的效果相比粒子群算法和萤火虫算法有更快的收敛速度和更优的求解结果。     

基于不完全偏好信息的多阶段应急群决策方法

针对灾害事件的多阶段演化特征,研究多阶段应急群决策方法。在复杂的决策环境下,为了解决决策专家难以对应急方案进行准确评价的问题,允许专家以残缺精确数与残缺模糊数判断矩阵给出偏好信息;而且,多阶段应急群决策模型通过构建目标规划模型对决策专家进行分阶段赋权,并解得各决策阶段下群体的方案偏好,最后通过求解决策阶段权重,获取全局群体偏好最优解。应用于危险化学品液态苯泄漏的应急处置案例验证了该方法的可行性与有效性。     

基于区间数的应急物资调度决策模型及算法研究

应急物资调度决策是应急物流管理的重要研究问题之一,是影响应急救援效果的关键环节,加强应急物资调度方法研究,对提升我国应急物流管理水平,提高突发事件的应急保障能力和应对效果具有重要现实意义和理论研究价值.为了提高应急物资调度决策的有效性,基于应急物资调度问题的特点,引入区间数来描述应急物资调度决策中的不确定因素,建立了区间数信息环境下应急物资调度问题的时间最小化决策模型,提出了基于满意度水平的应急物资调度问题有效解的具体算法,最后通过算例分析验证了该方法的有效性.     

基于两阶段混合整数规划模型的洪涝灾害应急管理研究

本文以洪涝自然灾害为现实背景, 考虑多种应急物资、灾情的不确定性和应急救灾的多目标性, 集成优化灾前准备和灾后响应两阶段, 建立了一定最大救援时间下的两阶段多目标混合整数规划模型。模型的目标一是使得不同灾害情景下灾后响应阶段总物资不足惩罚和延误损失的期望最小, 目标二是使得灾前准备阶段应急物资存储点建造成本、物资存储成本及灾后响应阶段物资分配成本之和最小。该模型保证了应急救灾的及时有效以及物资的公平分配。本文设计了一种多目标遗传算法用于模型求解, 结合具体算例, 得到了模型在最大救援时间为4到9区间内任意数值下的pareto最优解, 很好地适应了决策者不同的决策需求, 并根据pareto应急方案的数目, 灾后响应阶段成本期望和两阶段总成本等模型的三个关键产出随最大救援时间的变化趋势, 得出最优的最大救援时间为5.7。     

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。     

考虑突发事件状态转移的政府应急物资采购定价模型

突发事件发生后,应急物资需求量呈现爆发式增长,政府首先将常规物资调拨至受灾区,并根据阶段性救灾成果作出应急物资采购决策。突发事件状态总是不断发生转移,使得政府已采购的物资在状态好转时容易造成浪费,在状态持续恶化时又不足以满足突发需求,因此考虑突发事件状态转移情形的应急物资采购定价策略对提升政府应急物资保障能力尤为关键。为此,本研究引入数量柔性契约到政府与应急物资供应商组成的两级应急物资采购供应链,构建了基于突发事件状态转移的应急物资采购定价模型,推导得出政企达成合作的条件与双方最优决策策略,并对比分析了契约合作与分散非合作下的供应商利润与政府成本。进一步采用数值计算与敏感性分析验证该模型的有效性,讨论了若干外生变量对政企最优决策与双方成本收益的影响,提出重要的管理启示。研究表明,考虑突发事件状态转移的基于数量柔性契约的政府应急物资采购定价模型既可以有效提高应急物资储备水平,又能保障供应商的合理收益以及控制政府成本,实现了政企双赢。     

基于灰信息的多目标灰靶决策模型

针对广泛存在的多目标、多层次的不确定性决策问题,提出一种基于灰信息的正负靶心多目标决策方法.通过定义区间灰数的距离测度,构建了多目标灰靶决策模型,以综合靶心距最小为目标求解非线性多目标优化问题得到最优的目标权重.最后,将方法应用于黄河防汛物资的分类管理中,根据社会储备防汛物资的特点,选择出了可由社会储备的一类防汛物资,与实际相符合,说明了方法的可行性和有效性.     

基于期权契约的应急药品储备模型研究

突发灾害发生后,应急药品需求数量呈现爆发式增长,充足的应急药品对减少和控制人员伤亡、保障救灾效果及减少经济损失具有重要作用。由于应急药品的需求特性和自然属性,我国现行的应急药品储备模式很容易造成应急药品短缺或过期,也无法保证政府与医药企业长久的合作关系,因此如何科学合理地储备应急药品成为政府亟待解决的关键难题。为此,本文引入期权契约到政府与医药企业组成的两级供应链系统,构建了期权契约机制下应急药品储备模型,得出政企最优决策策略及双方成本收益,给出了实现供应链协调与政企双赢的条件。研究表明,应急药品储备模型提高了应急药品储备水平,降低了政府库存风险,有利于保障供应商合理收益及控制政府成本,为政企建立长久的合作关系提供了依据,为应急药品储备提供了可行的操作策略。     

基于稳定性分析的应急物资储备策略研究

应急物资实物代储方式是有效降低应急物流成本和实现应急物资快速筹集的重要举措。针对政府直接储备应急物资所带来的采购和管理成本过高、巨额资金占用、物资性能降低以及因管理不善造成的应急物资浪费等问题,本文本着互利合作的原则,借助种群共生理论构建政府与应急物资代储企业之间的合作共生关系,并通过构建数学模型分析了政府与实物代储企业满足共生平衡点的稳定性条件,以解决政府在限制支付条件下如何选择应急物资代储企业的问题,为政府制定应急物资储备策略提供决策依据。     

一种基于直觉模糊集的群决策方法

利用直觉模糊集理论研究专家意见为{满意,不满意,弃权}三种形式的群决策问题.在构建群决策模型的过程中,分如下两种情形分别将专家意见综合为直觉模糊集:一是首先综合单个专家根据各准则给出的方案评估值;二是首先对单个准则综合所有专家给出的方案评估值.由此建立两个群决策模型.对由直觉模糊集表示的群决策结果,利用推广的TOPSIS方法对它们进行排序选优.最后给出一个应用实例.     

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。     

震后应急物流系统中带时间窗的模糊动态LRP

针对震后应急物流系统中多层次设施定位－运输路线安排问题(LRP),考虑系统中的动态性、时效性、路网连通性、需求不确定性等特点,建立了一个带时间窗的模糊动态LRP优化模型,据此进行救援过程中不同周期灾区外围应急物资集散点和灾区应急配送中心的定位以及应急物资运输路线安排的联合决策。针对该模型的特点,提出了一种基于动态规划的改进遗传算法,为防遗传算法过早收敛问题,使用了随机遍历抽样法、重组策略和变化变异率法,并通过特定实值编码、罚函数法和物资需求量分割策略处理模型中的约束条件。最后,通过算例分析验证了该模型和算法的有效性。     

我国“政府主导-社会参与”救灾体制改革的演化路径分析

《关于推进防灾减灾救灾机制体制改革的意见》提出我国救灾工作要“坚持党委领导、政府主导、社会力量和市场机制广泛参与”,但推动改革的具体实施路径尚在探索中。通过归纳中西方两种典型救灾体制的优缺点,构建政府救援部门和社会力量协同救灾的演化博弈分析框架,论证了“政府主导-社会参与”救灾体制改革的多重演化路径、均衡条件和关键影响因素。研究表明,政府与社会力量的协同救援效应和救援工作的阶段特征,是决定救灾体制演化的两个关键性因素。在推进传统救灾模式到理想救灾模式的体制演化过程中,存在“双轨制”协调博弈或“一抓就死、一放就活”周期解等过渡状态的多条演化路径。救灾模式需要随救灾工作的阶段转换进行调整。     

基于改进VIKOR方法的地震应急物资运输决策问题研究

地震灾害应急救援物资方案的合理选择对与减少人员伤亡,降低灾民的财产损失具有重要影响。本文针对属性权重未知情形下的地震应急物资运输方案决策问题,提出了一种Pythagorean模糊不确定语言与前景理论相结合的改进VIKOR决策方法,即PFUL-PT-VIKOR法。首先,采用Pythagorean模糊不确定语言用于描述和融合专家对地震应急物资运输方案在考虑多种属性影响下的感知信息;其次,利用主客观融合法对属性权重进行求解;然后,提出基于前景理论的改进VIKOR法并得出方案排序;最后,通过算例分析,对所提出方法的有效性和实践性给予验证。结果表明,PFUL-PT-VIKOR模型有助于增强决策专家对不确定突发情景信息感知的知识表示能力,解决属性赋权过于主观或过分依赖样本的困难,并突围了应急决策者隐性心理行为较难定量应用的思维定势,增强了模型的现实适用性,为地震应急物资是否合理运输提供决策支持。     

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。     

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。     

应急不完全信息环境下的混合多属性协同决策方法

科学的应急救援协同决策理论方法,不但能使应急管理系统更好地发挥作用,而且能使政府及公众的应急救援行为更加规范和有序.为此,针对应急环境下决策信息不完全的背景,研究构建了一类综合集成网络层次分析法(ANP)、证据理论(D-SEvidence Theory)以及改进的理想点法(TOPSIS)的混合多属性应急协同决策方法.其中ANP用于处理应急救援方案非独立和相互联系的评价指标权重的确立,D-S Theory用于处理不完全信息条件下多个部门对应急救援候选方案的不同评价信息融合,改进的理想点法(TOPSIS)则用于最终候选应急救援方案的排序.研究结果表明,所提出的混合多属性协同决策方法不仅在理论上有所集成创新,而且在实际应用中可以有效解决应急环境下多部门或多环节协同决策问题.     

基于概率语言术语集改进TODIM法的应急物流供应商评价研究

为了科学合理地评价应急物流供应商,提出了一种基于概论语言术语集改进TODIM法的评价方法。针对应急物流的特点,从快速响应时间、物资质量、成本控制、企业服务和企业内外部条件五个维度,构建应急物流供应商评价指标体系;在此基础上,为充分反映专家的偏好和评价信息,将概率语言术语集与TODIM方法相结合,构建基于改进TODIM方法的评价模型,对应急物流供应商进行评价;最后,通过实例分析验证该方法的可行性与有效性。     

基于后悔理论的灰色应急决策方案动态调整方法

突发事件发展具有可变性、动态性、随机性等特点,这要求决策者能根据实际情况及时调整应急方案,在此过程中决策者往往表现出“有限理性”的心理特征。针对以上情形,提出一种基于后悔理论的决策方法,以解决不确定环境下考虑决策者心理因素的应急方案动态调整问题。该方法首先描述分析了基于灰数信息的应急调整方案的生成过程;然后从后悔规避的视角构造了调整方案集关于处置效果、调整成本、应对损失三方面的灰色感知效用矩阵;进一步,用转移概率矩阵预测突发事件的演化概率,计算各调整方案的灰色综合感知效用值以选出最佳调整方案;最后,通过实例验证了该方法的可行性和有效性。结果表明,该方法贴近决策实际、具有较强的实用性;能够为应急决策的方案调整问题提供方法指导和理论支持。     

考虑双方感知满意度的应急资源再配置方法

突发事件常诱发次生灾害,在外界大规模应急资源配送前,发挥区域互救优势,共享原生灾害点应急资源进行资源再配置是及时响应次生灾害的重要手段之一。本文尝试将灾民心理因素融入到应急资源的再配置问题中,基于前景理论提出了原生灾害点灾民的感知满意度模型,结合生存概率曲线对次生灾害点灾民感知满意度进行刻画,构建了考虑双方灾民感知满意度的多目标优化模型。此外,引入缩放系数和违反约束检查函数,改进多目标粒子群算法以加快算法初始化,进而提升模型求解效率。最后,本文通过算例验证了模型和算法的可行性和科学性,并与传统资源配置问题进行了对比,为具有连锁反应的突发事件应急管理提供决策支持。