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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

通行受限下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径优化

研究通行受限情景下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径优化问题,综合考虑灾区路网状况、卡车可途中发射/接受无人机、无人机单次起飞可配送多个需求点、需求可拆分等因素,以应急物资配送任务完成时间最短为目标,构建卡车-多无人机协同配送路径优化模型.根据问题与模型特征设计一种改进蚁群算法求解.实验结果表明:文章方法能合理分配卡车与无人机的配送任务,科学规划通行受限情景下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径;卡车途中发射/接收无人机方式能有效缩短无人机飞行距离,减少卡车与无人机的协同时间,缩短通行受限情景下的应急物资配送时间,具有可行性、合理性与有效性.     

时变路网条件下联合配送的开放式车辆路径问题

针对城市物流系统中的多物流中心联合配送问题,设计一种多物流中心处理方法共享物流资源;分析城市路网的时变特性,设计路段行驶时间计算方法;综合考虑客户需求、时间窗、车辆不同出发时间、油耗、碳排放与联合配送模式等因素,以总成本最小为目标构建联合配送的开放式时变车辆路径规划模型,设计改进蚁群算法求解;实验结果表明以上方法具有可行性与有效性。     

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。     

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.     

基于成本效益分析的救护车多时段布局优化研究

院前急救服务水平和救护资源之间存在悖反效益,本文综合考虑急救服务效果与急救网络成本,应用延误成本刻画急救效果,运营成本刻画急救资源使用,同时考虑需求规模、需求空间分布、救护车行驶速度以及救护车不可获得率随时间变化的影响,建立以最小化社会总成本为目标的救护车多时段布局优化模型,应用上海市松江区的实际数据,系统研究多时段救护车布局优化问题。计算结果表明优化后的系统在保证80%的高标准覆盖水平下,社会总成本比原系统下降32.23%。相比静态的情况,考虑时变因素可以使社会总成本下降15.8%,双覆盖率提高12.84%,各时段车辆繁忙率方差下降91.67%。     

基于不确定需求的鲁棒应急物流系统

近年来各类突发事件和灾难频发,严重威胁到人们的生命安全,给人们经济生活带来了巨大的影响.灾难发生后,应急物流系统的效率是救援展开的保证.分析了应急物流系统的特点,采用鲁棒规划建立数学模型解决了应急物资需求不确定下如何进行应急配送中心选址和配送计划的安排,使得我们的决策能够体现最优性与鲁棒性的均衡.数值实验表明,建立的模型是符合实际的,数值结果具有较好的鲁棒性.     

应急物流网络优化决策模型研究

应急物流环境的动态性与复杂性决定了应急物流网络应具有高度敏捷性与柔性.将应急物流系统的运行划分为四个不同阶段,分析了不同阶段应急物流所追求的目标重要性的变化趋势,引入罚函数系数来均衡不同阶段应急物流的时效性、经济性、风险性三个目标,将多目标优化问题转化为单目标优化,以网络总成本最小为优化目标,建立网络优化决策模型,为应急物流网络优化提供辅助决策方案.