突發(fā)性災(zāi)害事件下應(yīng)急物資分配決策優(yōu)化過程研究.pdf

1、突發(fā)性災(zāi)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(yīng)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(yīng)對日益嚴(yán)峻的突發(fā)性災(zāi)害事件的迫切需要。由于應(yīng)急物資分配是突發(fā)性災(zāi)害事件救災(zāi)的關(guān)鍵,作為應(yīng)急管理和應(yīng)急物流管理的重要分支,應(yīng)急物資分配決策的研究已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點問題。
　　 首先,在分析當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于應(yīng)急決策和應(yīng)急物資管理的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了能有效保障突發(fā)事件應(yīng)急救援的應(yīng)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(yīng)急物資管理及應(yīng)急物資分配決策的科學(xué)內(nèi)涵,剖析應(yīng)急物資分配決策的特點和決策過程;最后對需求預(yù)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(yīng)急決策機構(gòu)和人員提供了應(yīng)急物資分配的預(yù)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(yīng)急物資分配決策特性分析。研究應(yīng)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(yīng)急物資分配決策的特點,設(shè)計了應(yīng)急物資分配

3、決策過程。認(rèn)為應(yīng)急物資分配決策是一個動態(tài)的決策過程,應(yīng)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(yīng)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(yīng)急物資需求預(yù)測模型研究。總結(jié)應(yīng)急物流情景下與一般物流情景下的物資需求預(yù)測方法的不同之處,提出在突發(fā)性災(zāi)害事件發(fā)生后的黃金救援時間內(nèi),對應(yīng)急物資需求預(yù)測應(yīng)該采用間接預(yù)測的方法,即先預(yù)測傷亡人口數(shù)量再預(yù)測應(yīng)急物資需求量。設(shè)計了需求預(yù)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(luò)模型預(yù)測傷亡人口數(shù)量和應(yīng)急物資需求預(yù)測。針對預(yù)測過程中的四個步驟提出系列模型,并以大型地震中應(yīng)急物資需求預(yù)測為例對各個步驟進行了闡述。
　　 (3)應(yīng)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(luò)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(zāi)害事件產(chǎn)生的應(yīng)急需求,提出不完全撲滅災(zāi)情的策略,構(gòu)建了以受災(zāi)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(dǎo)致策略集過大的問題,采用分步規(guī)劃法,即第一步以響應(yīng)時間最短為目標(biāo)對受災(zāi)點獨立進行初始分配,第二步針對發(fā)生沖突的受災(zāi)點建立博弈模型。通過構(gòu)建適應(yīng)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(yīng)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(zāi)效果;第二階段是擁有三級節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的分配模型構(gòu)建。綜合考慮我國

6、應(yīng)急管理實踐、應(yīng)急響應(yīng)時間限制,以及應(yīng)急物資分配中的公平要求,在三級應(yīng)急物資運輸網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,建立了以系統(tǒng)損失最小為目標(biāo)的應(yīng)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(xué)習(xí)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(yīng)急物資分配方案評價模型研究。首先分析了對應(yīng)急物資分配方案評價應(yīng)遵循的原則,分析公平與效率之間的辯證關(guān)系,認(rèn)為對應(yīng)急物

7、資分配方案的評價應(yīng)強調(diào)公平原則;然后分析公平、公平分配的含義,以及應(yīng)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(yīng)急物資分配決策方案公平測度模型,該模型考慮了受災(zāi)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(yīng)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(zāi)害事件下的應(yīng)急物資分配決策提供科學(xué)依據(jù),從而提高應(yīng)急物流及應(yīng)急物資保障系統(tǒng)的運作效率,減少由于災(zāi)害造成的人員傷亡和財產(chǎn)損