震災應急物資籌集的優(yōu)化決策模型研究.pdf

1、近年來頻繁發(fā)生的地震災害表明，震災的發(fā)生通常都引發(fā)了災區(qū)對應急物資需求的急劇膨脹，這給應急物資籌集活動帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。低效率、高成本的應急物資籌集活動可能會加重災區(qū)人員傷亡和財產損失程度，并誘發(fā)次生災害發(fā)生。因此，震災發(fā)生后，如何高效率、低成本地開展應急物資籌集活動已成為應急物流領域持續(xù)研究的熱點問題。
　　然而，現(xiàn)有的應急物資籌集研究主要圍繞應急物資籌集系統(tǒng)中部分環(huán)節(jié)或單一的應急物資籌集網(wǎng)絡結構展開了研究，缺乏對應急物資籌集相關

2、理論和決策方法的系統(tǒng)研究，導致大多數(shù)研究成果難以應用和推廣，而且在研究方法上，描述性和宏觀性的研究偏多，定量、可操作性的研究偏少。為提高震災應急物資籌集的效率和效益，保障應急物資的快速和穩(wěn)定供給，有必要對應急物資籌集系統(tǒng)中的關鍵管理環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)的研究，尤其是研究應急物資隨時間和空間變動時的籌集過程和優(yōu)化方法，但目前所涉及的相關研究文獻甚少。
　　本文以應急物資動員理論、震災應急階段劃分理論、應急狀態(tài)終止理論及軸幅式網(wǎng)絡理論為基礎，

3、采用約束問題的多目標優(yōu)化方法、最優(yōu)停止決策、隨機過程、智能優(yōu)化技術以及定性與定量相結合等多種研究方法，深入研究了應急物資需求預測、軸幅式應急物資籌集網(wǎng)絡的動態(tài)優(yōu)化與籌集決策、應急物資籌集的隨機終止模型及其網(wǎng)絡的適應性評價等前沿性課題。
　　首先，提出了震災軸幅式應急物資籌集網(wǎng)絡的構建思想，分析了軸幅式應急物資籌集網(wǎng)絡站點的選擇方法，提出了適應不同階段應急物資籌集任務的軸幅式網(wǎng)絡的結構特征和拓撲結構。
　　其次，在震災應急初期

4、階段，以震災應急期間的任務轉換和應急管理目標為依據(jù)，分別探討了三類與應急物資籌集聯(lián)系緊密的關鍵性優(yōu)化決策問題：一是在軸幅式應急物資籌集網(wǎng)絡運行環(huán)境下，為解決信息不完全情況下的應急物資需求預測問題，分析了震災應急初期與人口數(shù)量呈正相關的應急物資需求指標，并提出了能夠有效解決小樣本性、非線性和高維數(shù)特征的魯棒小波v?SVM的應急物資需求預測模型；二是建立了無限制期約束下需求為模糊區(qū)間、樞紐節(jié)點為 Single-hub情形的應急物資籌集模型以

5、及無限制期約束下需求為模糊數(shù)、樞紐節(jié)點帶容量限制的Multi-hub應急物資籌集模型。
　　再次，在震災應急中期階段，在有需求限制期約束下，以實現(xiàn)籌集成本最優(yōu)化為重要優(yōu)化目標，重點探討了應急物資籌集系統(tǒng)受籌集數(shù)量、籌集成本約束下的應急物資籌集策略和有限制期模糊籌集時間下的Multi-hub應急物資籌集決策問題，建立了兩類不同籌集開始時間t0=0和t0≠0時的應急物資籌集量和籌集成本優(yōu)化決策模型及有限制期約束下應急物資籌集時間為模糊

6、區(qū)間數(shù)的雙層Multi-hub應急物資籌集優(yōu)化決策模型。在震災應急后期，根據(jù)應急物資籌集狀態(tài)變化的隨機特點，采用 Markov隨機決策方法和最優(yōu)停止準則對震災應急物資籌集終止的最大時間及最優(yōu)停止時間進行了探討，構建了基于 Markov和最優(yōu)停止決策方法的應急物資籌集隨機終止模型。
　　最后，針對應急物資籌集網(wǎng)絡運行的適應性評價問題，建立了基于改進的補償模糊神經(jīng)網(wǎng)絡（CFNN）的適應性評價系統(tǒng)。通過指標提取和模型構建，有效地解決了應

7、急物資籌集網(wǎng)絡評價中籌集時間、籌集成本和網(wǎng)絡穩(wěn)定性指標的模糊性和非線性問題；通過動態(tài)全局優(yōu)化算法改進，使補償模糊神經(jīng)網(wǎng)絡能從初始正確定義的模糊規(guī)則或初始錯誤定義的模糊規(guī)則進行訓練，有效地彌補了常規(guī)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡容易陷入局部優(yōu)化的不足，提高了模型的容錯性和魯棒性。
　　本文將軸幅式網(wǎng)絡引入到應急物資籌集網(wǎng)絡構建之中，建立了系統(tǒng)的應急物資籌集理論與決策方法，旨在解決目前應急物資籌集管理決策中的薄弱問題，有望對發(fā)展應急物流管理理論、實現(xiàn)震