突發(fā)公共事件下應急物流中的優(yōu)化運輸問題的研究.pdf

1、近些年來大規(guī)模突發(fā)性公共事件頻發(fā),SARS危機、印度洋海嘯、南亞大地震、卡特里娜颶風等突發(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)生等方面的社會問題日益尖銳,導致各類突發(fā)性公共事件爆發(fā)的頻率加快,危害程度加劇,影響范圍擴大。根據(jù)國際自然災害組織統(tǒng)計的數(shù)據(jù)分析,二十世紀九十年代全球所遭受的自然災害次數(shù)與二十世紀六十年代相比,增加了4倍多。而從我國的具體情況分析,目前我國正進入

2、社會、經濟高速發(fā)展的關鍵階段,這既是關鍵發(fā)展期,同時又是矛盾凸顯期,我國正處于突發(fā)性公共事件高發(fā)時期,隨著城鎮(zhèn)化進程加快,這種形勢還在加劇。而且由于特有的地質構造條件和自然地理環(huán)境,我國也是世界上遭受自然災害最嚴重的國家之一。根據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2005年全年我國共發(fā)生31次各類重大自然災害,是全世界發(fā)生重大自然災害次數(shù)最多的國家。在突發(fā)事件處置過程中,必須建立應急物流系統(tǒng),保障災害處置中所需的應急救援物資供應,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、災后重建、恢復生產、恢復秩序等事項,否則受災面積、人員、損失將會持續(xù)擴大,災害有可能會演化為災難。因此在突發(fā)事件爆發(fā)時建立應急物流系統(tǒng),迅速地將救援物資送達物資需求點,直接影響到整個突發(fā)性公共事件救援行動的成效。 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,應急物流系統(tǒng)的設計以及應急物流領域關鍵問題之一：救援物資運輸與車輛調度模型的構建與求解。通過分析應急物流的目標、區(qū)別與約束條件,設計出

4、適應于突發(fā)事件特殊環(huán)境運行的應急物流系統(tǒng)?？偨Y了突發(fā)事件環(huán)境下救援物資運輸問題的限制條件,據(jù)此設計并解決了救援物資運輸與車輛調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)時應急管理人員建立應急物流系統(tǒng),在復雜的環(huán)境中制定快速、高效、可靠性好的救援物資運輸與車輛調度計劃提供指導。本文主要研究內容具體包括： (1)從突發(fā)事件的屬性與應急管理的機理出發(fā),總結了應急物流的屬性與作業(yè)目標,詳細對比分析了應急物流與一般商業(yè)物流在目

5、標、驅動力、物資供應者、物流網(wǎng)絡設計、外部影響環(huán)境等方面的差異。根據(jù)應急管理狀態(tài)劃分,以及應急物流與一般商業(yè)物流差異的演變過程,將應急物流的運行歸納為日常管理、啟動階段、平穩(wěn)運作、善后處置四個階段,并劃分了不同階段的過渡條件。由于在平穩(wěn)運作階段后,應急物流與商業(yè)物流的主要差異已經消除,可以將物流系統(tǒng)的執(zhí)行主體向第三方物流公司過渡。按照越庫作業(yè)的思想,采用扁平化的結構設計了專用于啟動階段的應急物流供應網(wǎng)絡,它由應急物流中心、物資中轉站與需

6、求中心三類設施組成,通過該網(wǎng)絡配送應急物資可以在盡量減少貨物流轉環(huán)節(jié)同時降低無用物資進入應急物流系統(tǒng)的機率,達到應急物流快速響應、滿足需要等作業(yè)目標的要求。 (2)對于救援物資運輸調度子問題,分析救援物資運輸與車輛調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輸多種物資、每種物資都可能有多個供應點與需求點、物資的供應量、需求量、供需地點會發(fā)生變化,車輛可出現(xiàn)在供應網(wǎng)絡中任意一點,數(shù)量有限并隨時間發(fā)生變化等等。為了描

7、述這個復雜問題,設計了多模式分層網(wǎng)絡,以形式化表示物資從源點到終點流動以及車輛循環(huán)使用的行為,并以此為基礎,在網(wǎng)絡流模型的基礎上建立救援物資運輸與車輛調度的混合整數(shù)規(guī)劃模型?；诶窭嗜账沙诜ㄔO計了拉式運輸調度算法,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包括三種運輸模式、七個頂點、兩種物資的實驗算例,驗證了算法的收斂性,并且通過調整輸入?yún)?shù)的值,證明了該算法在輸入?yún)?shù)波動情況下的具有良好地魯棒性。 (3)對應急物流

8、中的關鍵決策問題救援物資運輸進行了研究,它包括救援物資運輸調度與可靠路徑搜索兩個子問題。由于突發(fā)事件經常會毀壞當?shù)氐幕A交通設施,造成部分路段的旅行時間延長,甚至完全中斷,為了減少突發(fā)事件對當?shù)芈肪W(wǎng)的影響,保證救援物資可以按計劃運達目的地。本文對突發(fā)事件下的可靠路徑搜索問題進行了研究,由于在突發(fā)事件爆發(fā)時,無法在短時間內通過抽樣實驗等方法,得到路段旅行時間的概率分布函數(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、過使用模糊綜合評價法評估影響因子對道路通行狀態(tài)的影響,建立場景集以描述交通運輸網(wǎng)絡旅行時間的不確定性,最后使用Minimax理論設計絕對與相對可靠路徑搜索模型,選擇源點到終點的高可靠性路徑,并通過基于動態(tài)規(guī)劃法的算法計算該模型的最優(yōu)解。它可以在突發(fā)事件環(huán)境下,搜索出目標可靠路徑,同時還可以降低救援物資運輸調度問題求解的復雜性。 通過對以上問題的研究,可以幫助應急物資保障人員構建出一個可以在突發(fā)事件爆發(fā)后快速、高效地保障救援物資供