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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

线状需求下的长江航道危险品应急中心选址优化

本文分析了长江航道危险品船舶对应急中心救援服务的线状需求特征,基于点状需求的设施选址模型,构建了全覆盖下的最小成本选址模型,实现了线状需求特性与最小成本的最优结合。将点状需求的设施选址研究延伸到线状需求的设施选址研究领域。并且针对模型设计了确定性规划算法和遗传算法。最后以长江航道为具体算例,对比了确定性规划算法和遗传算法对模型进行求解的效率及精度。实例表明,本文建立的基于线状需求的应急中心选址模型是符合实际的,确定性规划算法相对于遗传算法可以在更短时间内求得较稳定的最优解;遗传算法运行时间相对较长,且结果稳定性较差。     

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.     

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。     

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.     

基于网格化管理视角下灾后应急物流决策模型与算法研究

灾害发生后,应急资源的需求预测与应急配送中心的合理选址是实现高效救援的关键。本文通过在网格化管理视角下的信息更新将应急救援过程划分为多个阶段,在开展救援的过程中实现救援信息收集和救援预测的同步开展,建立一种多阶段带时间约束的应急救援物资配送响应-时效性的选址模型。借助遗传算法(NSGA-II),实现了基于编码结构独立、路径相互关联基础上的多目标规划求解。本研究的决策模型及算法有着较好的搜索与寻优能力,对实际救援开展具有指导意义。     

改进的蝗虫优化算法在双目标应急物资中心选址问题中的应用

近年来世界各地频发灾情疫情等紧急事件,严重影响人民的生活物资保障。在这种情况下,急需建立应急物资中心来缓解燃眉之急。该类问题通常面临资源稀缺并且时间相对紧迫的处境,因此需要在短时间内获得合理的应急设施选址方案来提升服务的质量和效率。本文对应急物资中心选址问题展开研究,提出一种考虑后续运输成本以及有概率发生紧急事件而导致无法正常运送物资的双目标离散选址模型,并为此设计一种二进制多目标蝗虫优化算法。该算法采用模糊关联熵系数来引导迭代更新,同时为其添加外部档案,最优解选择机制和竞争决策机制来提升算法性能。多次数值实验表明该算法的计算效率和求解质量较高,可作为应急物资中心选址问题的一种可行且有效的算法。     

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。     

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...     

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。     

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.     

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。     

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。