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。     

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。     

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。     

基于AHP-FCE模型的高速公路应急物资保障能力评价分析

应急物资是高速公路突发事件救援处置的保障基础.针对高速公路应急物资配置的实际情况,结合实地调研和专家建议,从物资储备分类的角度构建了模型的评价指标体系,将层次分析法与模糊综合评价法相结合,建立了高速公路应急物资保障能力的评价模型.在此基础上,以河南省交通运输发展集团某分公司作为实例,根据实际调查结果,对其应急物资保障能力进行了评价分析,并针对该公司目前存在的不足提出了相应的改进建议,为进一步优化高速公路应急物资储备管理提供了一定的技术依据.     

考虑道路可靠性的突发事件资源配送路线优化模型与算法

针对突发事件后道路网络的不确定性,定义了物资配送路线的风险度量值,然后建立考虑道路风险性的物资配送的优化模型以给出最优的路线安排方案,设计了基于禁忌搜索的模型求解算法,以某城市地震灾难后应急资源配送案例进行模型仿真.模型与算法的研究对于突发事件不确定道路网络下应急资源的配送决策具有很好的指导意义和实际意义.     

军队应急物资储备品种选择研究

军队应急物资的储备品种是否合理,直接影响到军队处置突发事件的整体效能.针对军队应急物资储备品种选择问题,从储备效果的角度出发,构建了军队应急物资储备效果的评价指标体系,建立了基于AHP-熵权法组合赋权的军队应急物资储备效果模糊综合评判模型,并通过评判结果来确定军队应急物资的储备品种.实例分析表明,方法能够客观合理的评价军队应急物资的储备效果,为军队应急物资储备品种选择提供决策支持.     

基于时间满意度的应急物资储备库选址问题

基于应急物资配送过程中时间因素的重要性,将时间满意度引人应急物资储备库选址问题中.针对时间满意度为线性分段函数,建立了以时间满意度最小的需求点的时间满意度尽量大以及系统总费用最小为目标的双目标混合整数规划模型,对目标函数的最小最大值问题进行转化,在此基础上构造新的优化模型,并设计了相应的启发式算法求解.最后通过算例说明算法的可行性和有效性.     

多储备点多品种应急物资配送的多目标优化模型

应急救援的社会化、应急物资需求的多样性、应急物资需求和补给的时变性,对应急物流的配送调度提出了挑战.应急物流的紧急性要求最大程度保障受灾点的物资供应;在经济上则要求应急物流的成本最小化.通过将时间离散化为阶段序列,在应急物资需求和补给是可预测的情况下,建立一个多储备点、多物资品种、单受灾点的应急物资配送的多目标优化模型,来最小化应急物资短缺次数和运输成本.仿真实例表明,该模型可以通过优化引擎快速求解,能够发现导致短缺的应急物资品种和加强供应补给的时间区间.     

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。     

考虑路径风险的需求不确定应急物流定位-路径问题

针对自然灾害对路网造成的破坏性和受灾点物资需求量的不确定性,综合考虑应急物流路径风险和物资分配的时间公平性,将路径风险定量化为路径通行能力风险、路径损毁风险和路径复杂性,基于鲁棒优化理论,以最小化车辆最长配送时间和应急物流系统总成本为目标,建立了双目标多物资定位-路径优化模型,采用遗传算法对其求解,以汶川地震应急救援相关数据为例进行了数据仿真实验。实验结果的对比分析表明:在考虑路径风险下,随着控制系数的增加,系统总成本和最长配送时间目标值均呈现增大的趋势;受灾点的物资需求扰动越大,构建应急物流系统的总成本越高。算例结果也验证了鲁棒优化方法在处理不确定需求方面的有效性,为解决自然灾害后应急设施点的开设和救援物资的安全及时准确配送提供了有效的方法。     

复杂物流网络下的应急物资分配模型

在大规模紧急救援的背景下,研究面向复杂网络的应急物流系统中多出救点、多受灾点的物资分配问题具有重要意义.针对一次性消耗系统,以应急时间、出救点数量、应急运输成本为优化目标,在车辆运载能力等限制条件下提出多目标优化模型,并采用"矢量投影-理想点法"对模型进行求解;最后,通过算例验证了模型的合理性和有效性.     

应急物资预置问题的可信性优化模型

基于可信性理论,研究了多受灾点、多出救点、多物资的应急设备选址和物资预置问题.考虑到运输费用、出救点的供应量、受灾点的需求量和道路容量的不确定性,用模糊变量来刻画,建立了模糊环境下应急物资预置的可信性优化模型以最小化期望总费用.当模型中的模糊变量相互独立且服从三角分布时,推导了总费用目标及服务质量和弧容量约束的解析表达式,从而将原模型转化为等价的确定模型.鉴于等价模型是一个混合整数规划,可采用Lingo软件编程求解.最后,数值算例演示所提建模思想.实验结果说明了所建模型的有效性.     

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。     

中转点变化的应急医疗物资联合运送干扰管理研究

应急响应中常常出现供应节点与需求节点距离太远、关键道路损毁等情境,此时直升机和车辆逐渐被联合使用以运送关键应急物资。由于原生及次生衍生灾害的发生发展,可能导致已有应急中转点不能使用,或者由于救援工作的开展,产生新的应急中转点等,这就可能导致事先已经制定的联合运送方案不能按照原计划进行。针对直升机和车辆联合运送中出现的中转点变化干扰事件,从物资到达时间、联合运送路线和使用运力三方面进行扰动度量,进而建立一个中转点变化的应急医疗物资联合运送干扰恢复模型,并通过改进基于客户的编码方法和提出基于简化策略的种群初始化方法等,设计了模型求解的遗传算法。数值实验验证了模型与算法的有效性,并通过与重优化方法对比,检验了干扰管理方法在处理中转点变化干扰事件中的优势。     

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。     

多目标应急物流中心选址的鲁棒优化模型

针对重大突发事件的应急物资救援,研究了应急物流中心的选址及应急物资的调运问题。利用离散的情景集合描述受灾点应急物资需求的不确定性以及应急物资运输成本和运输时间的不确定性,同时考虑应急救援成本和应急救援时间两个目标,建立了多目标应急物流中心选址的确定型模型和鲁棒优化模型。为将多目标问题转化为单目标问题,利用成本单目标和时间单目标的最优结果将多目标转化为相对值再加权处理,该方法既可消除多个目标之间的单位及数量级差异,还可以根据问题的数据变化进行动态调整。以提供应急物资救援服务的设施作为编码,设计了一种通用的混合蛙跳算法。为检验模型和算法的有效性,设计了一个多情景的算例,结果表明两个模型和算法具备良好的可行性和有效性,且鲁棒优化模型能较好地保持对各种不确定性的抗干扰能力;最后,讨论分析了成本偏好权重和鲁棒约束系数的影响,结果表明可根据成本偏好权重的取值范围来区分各种应急救援阶段,体现不同救援阶段的救援要求及特征,并给出了成本偏好权重和鲁棒约束系数的取值建议。     

考虑油膜动态过程的海上溢油应急物资调度优化

针对溢油应急响应中海上油膜所具有的动态特性,综合考虑需求点的时变物资需求、运输网络的不确定性以及物资调度决策与外部决策环境之间的相互作用关系之后,构建了效率目标与成本目标相结合的多目标海上溢油应急物资调度优化模型。根据模型的特点,提出了一种基于鲸鱼算法的求解方法。该算法利用非线性收敛因子克服了算法后期易陷入局部最优的不足,同时还引入小生境共享机制以确保解的多样性。最后,通过仿真案例对模型与算法的有效性与可行性进行了验证。结果表明,该方法可以为决策者提供高质量的决策支持。     

采购方主导的基于能力期权契约的应急物资采购模型

设计了一个基于能力期权契约的应急物资采购模型,政府作为唯一的采购方期初向一个合约供应商采购实物储备量,并向供应商购买一定量的生产能力期权,一旦在期权执行期内有应急物资需求发生,可立即将供应商储备的生产能力转化为实物产品.通过推导和算例模拟证明,这样的采购机制在大量减少政府应急物资实物储备量的同时,降低了政府的缺货风险.同时,也合理补偿了灾后供应商被安排突击生产应急物资发生的成本,应急物资供应链实现了协调,供和需双方实现了双赢.     

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。