考虑紧迫度的应急物资调度及粒子群算法求解

重大公共卫生事件爆发初期,医疗物资消耗迅速,供给严重不足,为了合理高效地分配医疗物资,开展应急医疗物资配送问题研究。引入熵权法确定需求点的需求紧迫度,优先配送紧迫度高的需求点,在此基础上尽可能地使配送路径最短,实现构建基于物资需求点紧迫度不同前提下的需求可拆分的多目标应急医疗物资调度模型;并使用动态惯性权重和增加粒子扰动项等策略对粒子群算法进行改进用于求解模型。结果表明：该方法可高效解决资源紧缺情况下应急物资调配及车辆路径方案生成问题。     

需求不确定下防汛物资储备成本效率优化

防汛物资储备是应对洪涝灾害应急工作的物质保障和工作基础.为了有效应对洪涝灾害发生的不确定性,需要设计一套高效节约的防汛物资储备方案,以实现物资储备选址和分配策略的最优化.文章通过设定受灾地区物资匮乏可能造成的直接经济损失与该地区对防汛物资等待时间之间的函数关系,建立了一个以成本效率最大化为目标的防汛物资储备选址-分配鲁棒随机优化模型.以江苏省的洪涝灾害历史数据为基础,运用所构建的成本效率优化模型,对江苏省防汛物资储备方案进行研究.研究结果显示,该模型可以给出相较于现实储备情况更为节约高效的选址和分配储备方案,实现成本和效果的平衡,大大减少方案制定时所面临的两难情况.     

基于对象元模型的LVC实验资源服务化方法研究

真实-虚拟-构造仿真(live-virtual-constructive，LVC)实验中存在大量异构的仿真资源对象。针对传统对象模型已无法满足信息化战争对武器装备体系快速响应的实验任务需求问题，开展基于对象元模型的LVC实验资源服务化方法研究。给出基于对象元模型的资源描述方法，在对象交互、消息传递、远程方法调用3类资源服务化基本形式基础上，设计虚拟化状态对象(virtualization infrastructure object，VIO)远程方法调用模块，虚拟化状态对象-虚拟化对象模型(virtualization infrastructure object - virtualization object model，VIO-VOM)组件发布/订阅模块，VIO-VOM聚合、组合、继承、回调机制，以及本地类虚拟化对象模型，消息类虚拟化对象模型。该方法可为实现LVC实验复杂资源的快速调度、监控、分发、部署、运行控制、数据采集等运行管理服务提供方法支撑。     

非线性连续消耗应急物资调度问题研究

构建了多应急点、多出救点和多阶段的应急物资调度模型,以最小化调度总费用和最大化应急点满意度为优化目标.以物资缺失损失系数和应急点满意度系数引入需求紧迫度到模型中,在优先供给需求紧迫度较高的应急点的同时,确保其他应急点的物资缺失损失是可接受的.设计一种结合改进粒子群算法和非梯度侧步爬山搜索机制的混合多目标粒子群算法(IMPSO HCS).实现多目标优化问题求解.通过仿真对比实验验证了上述模型的合理性与算法的有效性.仿真结果表明,该模型与算法在实现应急点满意度与应急物资调度费用两个目标协同的同时,获得了较高的满意度与较低的应急物资调度费用.     

考虑原材料保障的灾后应急物资动员生产问题研究

灾害发生后,若应急储备无法满足灾区的需求,应急生产将成为保障应急物资需求的重要手段.本文关注政府实施的动员政策和应急物资原材料供给变化对应急物资生产能力的影响,以最小化应急物资到达灾区的时间、生产和运输成本为目标,构建了涵盖多类供应商、多制造商以及单个灾区的灾后应急物资生产和运输多目标规划模型.采用带精英策略的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)对该模型进行求解,得到了多目标Pareto最优解集,为决策者提供了多样化的应急物资动员生产辅助决策方案.通过仿真案例分析表明,政府需要配套实施制造商和供应商动员方案,才能最大化地发挥出制造商的生产能力优势.     

基于多智能体的网购生鲜无人车配送调度仿真

无人车配送可有效缓解目前末端配送效率低、人力成本高、安全隐患多等问题。以城市社区网购生鲜无人车配送为研究对象，搭建了网购生鲜时空需求数据驱动的多智能体仿真平台，构建了基于实际路网的仿真环境及无人车、客户、配送站3类智能体，以运营成本最小及客户满意度最大为优化目标，设计并测试了动静态订单分配策略及距离最近或时间最紧配送路径规划策略。基于上海某生鲜电商实际订单数据，对不同策略展开情景模拟及敏感度分析，实现了运力资源的优化配置。     

面向兵棋系统的卫星导航对抗行动推演模型研究

随着信息化作战体系对天基时空基准的依赖逐渐增强，卫星导航对抗快速发展为夺取天基定位、导航和授时信息优势的主要作战行动。以构建卫星导航对抗行动推演模型为目标，在分析相关研究现状的基础上，设计了导航信息环境计算模型和导航对抗行动仿真模型，探索了兵棋系统导航信息环境可视化和高分辨率仿真计算模型代替低分辨率概率效果模型的实现途径，支撑了在天基导航信息支援下的战前筹划和战时评估，实现了导航对抗行动的兵棋推演。     

基于能力期权契约的双源应急物资采购模型

针对应急物资的采购和生产能力储备问题, 本文设计了一个基于能力期权契约的双源应急物资采购模型. 在存在一个能力有限的现货市场的前提下, 政府作为唯一的采购方, 期初向一个合约供应商采购实物储备量, 并向供应商购买一定量的生产能力期权, 一旦在期权执行期内有应急物资需求发生, 可立即将储备的生产能力转化为实物产量. 通过推导和算例模拟证明, 这样的采购机制可以在有效减少政府实物储备量的同时, 大大降低了缺货风险, 同时也合理补偿了灾后供应商因被安排突击生产而增加的成本, 有效实现了应急物资供应链的采购协调, 政府和供应商企业双方达到了双赢的效果.     

基于模拟植物生长算法的异速并行机调度 ——以汽车4S店维修车间瓶颈环节调度为例

汽车4S店维修车间的钣喷设备是整个维修服务系统的瓶颈, 通过对瓶颈的合理调度可以有效地提升系统效率. 首先, 用三元组α/β/γ方法, 将该问题描述为受准备时间和机器适用约束限制的, 以最小化加权滞后时间和为目标的异速并行机调度问题, 建立了对应的数学模型. 接着, 采用模拟植物生长算法求解此类调度问题, 提出了与问题相适应的生长点表示方法和迭代方法. 最后, 通过实例仿真简要分析了模型及算法的可行性和有效性.     

考虑凸形障碍的应急设施选址与资源分配决策研究

应急设施是应急救援的依托载体,其科学合理的选址事关应急救援的紧迫性和应急资源分配的及时性,障碍约束下的应急设施选址与应急资源分配决策研究具有重要的战略意义.从需求区域的视角和应急设施应急服务质量的视角构建基于障碍约束、容量及安全库存约束的应急设施选址与资源分配优化模型,引入安全库存机制,综合考虑时间性、经济性及地理阻断等多重约束限制,剖析选址和应急物资分配的决策过程,进行应急设施的选址决策和应急物资分配预案的制定.设计灰狼优化算法(GWO)与可视凸点绕障路径耦合算法求解模型,结果表明:所设计算法能有效实现绕障路径的优化,且在需求区域的不同时间满意度偏好下,获得最优的选址-分配方案,研究成果将为应急设施选址与资源分配提供模型和方法设计.     

面向非常规突发事件的应急资源合作博弈调度

当非常规突发事件发生后,根据灾区灾情的严重情况,往往需要同时联合使用多种运输方式将应急资源快速高效地调度到灾区,由此设计了应急资源调度的多模式分层网络.在此基础上,以博弈论为分析工具,提出了基于合作博弈的应急资源调度模型与求解算法.在该调度模型中,把不同的运输方式映射为博弈模型的局中人,可能的资源调度方式组合方案映射为策略集,不同的运输方式调度应急资源所造成的损失映射为效用函数,将应急资源的合理调度问题转化为对合作博弈调度模型的核心求解问题.接着介绍了一种求解核心的Shapley 值法.通过应急资源调度的算例对比分析,验证了所建模型的可行性和求解结果作为调度策略的优越性.     

数量柔性契约中的应急物资采购定价策略研究

突发灾害情景下的应急物资需求面临爆发式增长的巨大不确定性,数量柔性契约可以为这类不确定性采购和供应提供保护性方案.本文构建了一个以政府主导的Stackelberg模型,通过常规采购和柔性采购相结合的方式,建立政企联合储备应急物资的合作关系.在推导获得政企双方的最优决策后,采用数值计算和敏感度分析方法,研究政府单位物资缺货成本和常规采购量等重要参数对政府采购成本和供应商收益的影响,获得以最大限度满足需求条件下的最优定价机制,以及相应的管理策略.结果显示,数量柔性契约可以有效地提高系统应急物资供应数量,并在实现政府成本控制的同时合理保护了供应商的收益.     

政府主导的基于实物期权契约的应急物资采购模型

应急物资的采购和储备是应急管理的一项基础工作, 但是由于面临不确定的需求, 决策可能带来的供应不足和资源浪费风险非常大, 探索提高决策质量效果的科学 方法和机制, 势在必行. 本文将实物期权契约引入到由政府和供应商组成的非营利性供应链中, 通过建立协调机制, 提出了基于实物期权契约的应急物资采购模型, 为 政府确定合理的期权价格策略提供决策依据. 通过实验仿真, 对比分析了期权合约带来的政府成本和供应商收益变化, 进一步分析了不同价格策略对供需双方的作用效果, 以及应急条件下现货市场供应能力和突发灾害发生时间点对供应双方决策的影响. 结果显示, 通过参与期权合约, 政府可以大幅度减小实物储备量, 有效降低库存成本, 供应商也可以获得更大的收益, 带来整体效益增加1.43%的实际效果.     

政企联合储备应急物资的激励决策

政企联合储备应急物资能有效缓解应急物资储备不足的困境，而代储供应商间的优势互补有助于提升应急物资储备水平。为激励企业积极参与储备应急物资，在政企委托代理关系的基础上，引入了供应商间的合作关系，构建了应急物资储备激励模型。进一步，推导分析了供应商分散合作及柔性合作下的政企决策策略，开展了参数灵敏性分析及数值分析，讨论了若干重要变量对政企最优决策及储备量的影响，并由此得到管理启示。研究结果表明：基于单纯储备收益分成的代储供应商间难以实现最优协作，确立合理的柔性合作可同时增强政企、供应商间合作关系，更好地激励供应商的参与积极性，提升储备库存和储备效率。     

复杂灾害情景下应急资源配置的随机规划模型

提出基于区域灾害系统理论来构建复杂灾害情景, 用于描述突发事件的复杂性和高度不确定性. 基于复杂灾害情景建立了一个两阶段随机规划模型, 进行应急设施的定位决策、应急物资的库存决策和不同灾害情景下应急物资分配预案的制定. 使用新的编码方式, 将第一阶段的选址-库存模型转化为一个无约束非线性优化模型, 使用自适应免疫克隆选择文化算法进行求解. 对于第二阶段的应急物资分配模型, 则提出了"势能抵消算法". 最后基于四川地震带的相关数据给出了算例, 验证了模型及算法的有效性与可行性.     

应急物资配送动态调度的粒子群算法

应急条件下的物资配送与调度面临着需求信息不准确、需求紧急程度差异和运输路网动态变化的复杂环境,借助模糊数学中的三角模糊数描述应急物资需求量,利用连续速度时间依赖函数模拟真实的动态路网交通状况,并考虑不同需求点的需求紧急程度差异,建立了针对性的应急物资配送动态调度的多目标数学模型;通过设计粒子群优化算法,采用“离散-连续向量混合编码”方案和加权整合的适应值函数导向机制,结合连续更新的位置和速度操作策略,建立了针对这类含有离散和连续变量组合的优化模型的快速高效求解算法;最后,结合两个实际的算例进行了数值实验与分析,通过与用Matlab求得的解析解的比较,证明算法收敛速度快、鲁棒性强,从而为应急条件下的物资配送动态调度提供了有效和可靠的方法.     

考虑中断的制造型供应链协调调度模型

供应链协调调度能有效提高企业应对供应链中断的能力。以两阶段制造供应链为研究对象，研究了中断情境下具有交付时间约束的多产品类型制造供应链协调调度问题。制造商接到包含多产品类型的工件加工订单，各工件需经供应商处理为原材料工件后，交付给制造商处理为完成品，各工件均有一个独立的交付期。如果供应商单方面调整工件加工顺序，会导致制造商冲突成本的增加，需双方协商处理。以最小化供应商总拖期交付成本和最小化制造商总冲突成本为目标，基于收益共享契约协调机制，构建了考虑中断的制造型供应链协调调度模型。设计了一个融合自适应邻域搜索算子的混合自适应遗传算法。通过算例仿真，验证了所提模型与算法的有效性。     

应急物资运输的两阶段车辆调度模型

针对大规模突发事件爆发后,应急物资运输车辆不足,需要多次、分阶段将应急物资运送到需求点的情况,本文将传统车辆调度模型中车辆在完成阶段运输任务后返回原始出发点的假设条件予以放松,以应急物资运输的全局完成时间最早为目标,建立了基于车辆紧缺假设的两阶段车辆调度模型,并根据问题的特点设计了相应的启发式算法并给出了算例,在可接受的时间内得到了较为满意的优化结果,有效提升了应急物资运输车辆的使用效率。