突發(fā)性災害事件下應急物資分配決策優(yōu)化過程研究.pdf

1、突發(fā)性災害事件在中國及全球范圍內(nèi)頻發(fā),對社會經(jīng)濟造成了極大破壞,應急管理及相關(guān)決策支持系統(tǒng)的研究和開發(fā)已經(jīng)成為應對日益嚴峻的突發(fā)性災害事件的迫切需要。由于應急物資分配是突發(fā)性災害事件救災的關(guān)鍵,作為應急管理和應急物流管理的重要分支,應急物資分配決策的研究已經(jīng)成為國內(nèi)外學術(shù)界研究的熱點問題。
　　 首先,在分析當前國內(nèi)外關(guān)于應急決策和應急物資管理的研究現(xiàn)狀的基礎上,提出了能有效保障突發(fā)事件應急救援的應急物資需求的基于全過程的優(yōu)化分

2、配決策思路;然后深入研究應急物資管理及應急物資分配決策的科學內(nèi)涵,剖析應急物資分配決策的特點和決策過程;最后對需求預測、分配決策和方案評價整個決策過程進行系統(tǒng)研究,為應急決策機構(gòu)和人員提供了應急物資分配的預測模型、分配決策模型、評價模型以及相關(guān)算法。論文的研究內(nèi)容與創(chuàng)新點主要包括:
　　 (1)應急物資分配決策特性分析。研究應急物資分配決策系統(tǒng)的內(nèi)涵以及構(gòu)成要素,從系統(tǒng)構(gòu)成要素的角度研究應急物資分配決策的特點,設計了應急物資分配

3、決策過程。認為應急物資分配決策是一個動態(tài)的決策過程,應急物資分配決策系統(tǒng)是一個由多個階段組成的循環(huán)系統(tǒng)。在每一個決策周期內(nèi),應該包含完整的信息收集、分配決策、方案評價、方案實施四個階段。
　　 (2)應急物資需求預測模型研究?？偨Y(jié)應急物流情景下與一般物流情景下的物資需求預測方法的不同之處,提出在突發(fā)性災害事件發(fā)生后的黃金救援時間內(nèi),對應急物資需求預測應該采用間接預測的方法,即先預測傷亡人口數(shù)量再預測應急物資需求量。設計了需求預測

4、的四個步驟,包括定性分析傷亡人口相關(guān)因素、定量分析傷亡人口相關(guān)因素、BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測傷亡人口數(shù)量和應急物資需求預測。針對預測過程中的四個步驟提出系列模型,并以大型地震中應急物資需求預測為例對各個步驟進行了闡述。
　　 (3)應急物資最優(yōu)分配模型研究。分兩個階段進行。第一階段是擁有二級節(jié)點網(wǎng)絡的分配模型的構(gòu)建。針對救援物資在短時間內(nèi)不能全部滿足災害事件產(chǎn)生的應急需求,提出不完全撲滅災情的策略,構(gòu)建了以受災點為局中人,以分配方案

5、為策略集的完全信息非合作博弈模型。為了解決節(jié)點和分配量過多導致策略集過大的問題,采用分步規(guī)劃法,即第一步以響應時間最短為目標對受災點獨立進行初始分配,第二步針對發(fā)生沖突的受災點建立博弈模型。通過構(gòu)建適應度函數(shù),提出用粒子群優(yōu)化算法求模型的納什均衡解。用一個數(shù)值算例來驗證模型的有效性,結(jié)果表明該模型在解決供需不平衡的應急物資分配問題時,可以兼顧救援中的效率與公平,反映出較好的救災效果;第二階段是擁有三級節(jié)點網(wǎng)絡的分配模型構(gòu)建。綜合考慮我國

6、應急管理實踐、應急響應時間限制,以及應急物資分配中的公平要求,在三級應急物資運輸網(wǎng)絡的基礎上,建立了以系統(tǒng)損失最小為目標的應急物資分配決策模型。針對模型的整數(shù)非線性規(guī)劃的特點提出了改進粒子群(PSO)算法,通過在不同維度上確定不同學習對象,加強了粒子的空間搜索能力。數(shù)值算例驗證了模型和算法的有效性。
　　 (4)應急物資分配方案評價模型研究。首先分析了對應急物資分配方案評價應遵循的原則,分析公平與效率之間的辯證關(guān)系,認為對應急物

7、資分配方案的評價應強調(diào)公平原則;然后分析公平、公平分配的含義,以及應急物資公平分配的內(nèi)涵;最后建立了計算簡便、容易理解且性能較好的應急物資分配決策方案公平測度模型,該模型考慮了受災點的不同需求量要求以及對物資的不同需求緊迫程度,并應用模型對三級節(jié)點算例的分配方案進行評價。
　　 對上述問題的研究,可以為突發(fā)性災害事件下的應急物資分配決策提供科學依據(jù),從而提高應急物流及應急物資保障系統(tǒng)的運作效率,減少由于災害造成的人員傷亡和財產(chǎn)損