突發(fā)公共事件下應(yīng)急物流中的優(yōu)化運(yùn)輸問題的研究.pdf

1、近些年來大規(guī)模突發(fā)性公共事件頻發(fā),SARS危機(jī)、印度洋海嘯、南亞大地震、卡特里娜颶風(fēng)等突發(fā)事件造成的巨大損失,給事發(fā)地民眾留下了難以忘懷的慘痛記憶?，F(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展,使人口、資源、環(huán)境、公共衛(wèi)生等方面的社會(huì)問題日益尖銳,導(dǎo)致各類突發(fā)性公共事件爆發(fā)的頻率加快,危害程度加劇,影響范圍擴(kuò)大。根據(jù)國(guó)際自然災(zāi)害組織統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分析,二十世紀(jì)九十年代全球所遭受的自然災(zāi)害次數(shù)與二十世紀(jì)六十年代相比,增加了4倍多。而從我國(guó)的具體情況分析,目前我國(guó)正進(jìn)入

2、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的關(guān)鍵階段,這既是關(guān)鍵發(fā)展期,同時(shí)又是矛盾凸顯期,我國(guó)正處于突發(fā)性公共事件高發(fā)時(shí)期,隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,這種形勢(shì)還在加劇。而且由于特有的地質(zhì)構(gòu)造條件和自然地理環(huán)境,我國(guó)也是世界上遭受自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。根據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2005年全年我國(guó)共發(fā)生31次各類重大自然災(zāi)害,是全世界發(fā)生重大自然災(zāi)害次數(shù)最多的國(guó)家。在突發(fā)事件處置過程中,必須建立應(yīng)急物流系統(tǒng),保障災(zāi)害處置中所需的應(yīng)急救援物資供應(yīng),以資解決或處理居民基

3、本生活、死者安葬、傷者救助、衛(wèi)生防疫、災(zāi)后重建、恢復(fù)生產(chǎn)、恢復(fù)秩序等事項(xiàng),否則受災(zāi)面積、人員、損失將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大,災(zāi)害有可能會(huì)演化為災(zāi)難。因此在突發(fā)事件爆發(fā)時(shí)建立應(yīng)急物流系統(tǒng),迅速地將救援物資送達(dá)物資需求點(diǎn),直接影響到整個(gè)突發(fā)性公共事件救援行動(dòng)的成效。 本文研究了在大規(guī)模突發(fā)性公共事件爆發(fā)的情況下,應(yīng)急物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及應(yīng)急物流領(lǐng)域關(guān)鍵問題之一：救援物資運(yùn)輸與車輛調(diào)度模型的構(gòu)建與求解。通過分析應(yīng)急物流的目標(biāo)、區(qū)別與約束條件,設(shè)計(jì)出

4、適應(yīng)于突發(fā)事件特殊環(huán)境運(yùn)行的應(yīng)急物流系統(tǒng)?？偨Y(jié)了突發(fā)事件環(huán)境下救援物資運(yùn)輸問題的限制條件,據(jù)此設(shè)計(jì)并解決了救援物資運(yùn)輸與車輛調(diào)度模型與可靠路徑選擇模型。本文的研究可以為突發(fā)事件爆發(fā)時(shí)應(yīng)急管理人員建立應(yīng)急物流系統(tǒng),在復(fù)雜的環(huán)境中制定快速、高效、可靠性好的救援物資運(yùn)輸與車輛調(diào)度計(jì)劃提供指導(dǎo)。本文主要研究?jī)?nèi)容具體包括： (1)從突發(fā)事件的屬性與應(yīng)急管理的機(jī)理出發(fā),總結(jié)了應(yīng)急物流的屬性與作業(yè)目標(biāo),詳細(xì)對(duì)比分析了應(yīng)急物流與一般商業(yè)物流在目

5、標(biāo)、驅(qū)動(dòng)力、物資供應(yīng)者、物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、外部影響環(huán)境等方面的差異。根據(jù)應(yīng)急管理狀態(tài)劃分,以及應(yīng)急物流與一般商業(yè)物流差異的演變過程,將應(yīng)急物流的運(yùn)行歸納為日常管理、啟動(dòng)階段、平穩(wěn)運(yùn)作、善后處置四個(gè)階段,并劃分了不同階段的過渡條件。由于在平穩(wěn)運(yùn)作階段后,應(yīng)急物流與商業(yè)物流的主要差異已經(jīng)消除,可以將物流系統(tǒng)的執(zhí)行主體向第三方物流公司過渡。按照越庫(kù)作業(yè)的思想,采用扁平化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了專用于啟動(dòng)階段的應(yīng)急物流供應(yīng)網(wǎng)絡(luò),它由應(yīng)急物流中心、物資中轉(zhuǎn)站與需

6、求中心三類設(shè)施組成,通過該網(wǎng)絡(luò)配送應(yīng)急物資可以在盡量減少貨物流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)同時(shí)降低無(wú)用物資進(jìn)入應(yīng)急物流系統(tǒng)的機(jī)率,達(dá)到應(yīng)急物流快速響應(yīng)、滿足需要等作業(yè)目標(biāo)的要求。 (2)對(duì)于救援物資運(yùn)輸調(diào)度子問題,分析救援物資運(yùn)輸與車輛調(diào)度問題與車輛路徑選擇問題的區(qū)別,歸納該問題的約束條件包括運(yùn)輸多種物資、每種物資都可能有多個(gè)供應(yīng)點(diǎn)與需求點(diǎn)、物資的供應(yīng)量、需求量、供需地點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化,車輛可出現(xiàn)在供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中任意一點(diǎn),數(shù)量有限并隨時(shí)間發(fā)生變化等等。為了描

7、述這個(gè)復(fù)雜問題,設(shè)計(jì)了多模式分層網(wǎng)絡(luò),以形式化表示物資從源點(diǎn)到終點(diǎn)流動(dòng)以及車輛循環(huán)使用的行為,并以此為基礎(chǔ),在網(wǎng)絡(luò)流模型的基礎(chǔ)上建立救援物資運(yùn)輸與車輛調(diào)度的混合整數(shù)規(guī)劃模型?；诶窭嗜账沙诜ㄔO(shè)計(jì)了拉式運(yùn)輸調(diào)度算法,以求解該模型的近似最優(yōu)解,最后使用上述算法求解了一個(gè)包括三種運(yùn)輸模式、七個(gè)頂點(diǎn)、兩種物資的實(shí)驗(yàn)算例,驗(yàn)證了算法的收斂性,并且通過調(diào)整輸入?yún)?shù)的值,證明了該算法在輸入?yún)?shù)波動(dòng)情況下的具有良好地魯棒性。 (3)對(duì)應(yīng)急物流

8、中的關(guān)鍵決策問題救援物資運(yùn)輸進(jìn)行了研究,它包括救援物資運(yùn)輸調(diào)度與可靠路徑搜索兩個(gè)子問題。由于突發(fā)事件經(jīng)常會(huì)毀壞當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)交通設(shè)施,造成部分路段的旅行時(shí)間延長(zhǎng),甚至完全中斷,為了減少突發(fā)事件對(duì)當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)的影響,保證救援物資可以按計(jì)劃運(yùn)達(dá)目的地。本文對(duì)突發(fā)事件下的可靠路徑搜索問題進(jìn)行了研究,由于在突發(fā)事件爆發(fā)時(shí),無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)通過抽樣實(shí)驗(yàn)等方法,得到路段旅行時(shí)間的概率分布函數(shù),所以提出了一種不依賴于道路旅行時(shí)間概率分布的可靠路徑搜索模型。它通

9、過使用模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)估影響因子對(duì)道路通行狀態(tài)的影響,建立場(chǎng)景集以描述交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)旅行時(shí)間的不確定性,最后使用Minimax理論設(shè)計(jì)絕對(duì)與相對(duì)可靠路徑搜索模型,選擇源點(diǎn)到終點(diǎn)的高可靠性路徑,并通過基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的算法計(jì)算該模型的最優(yōu)解。它可以在突發(fā)事件環(huán)境下,搜索出目標(biāo)可靠路徑,同時(shí)還可以降低救援物資運(yùn)輸調(diào)度問題求解的復(fù)雜性。 通過對(duì)以上問題的研究,可以幫助應(yīng)急物資保障人員構(gòu)建出一個(gè)可以在突發(fā)事件爆發(fā)后快速、高效地保障救援物資供