考虑时效与公平性的震后应急物资动态配送优化研究

大规模地震后应急物资的高效保障是应急救援有效开展的必要前提。震后应急物资运输与配送包括从区域储备仓库和外围物资集散地运输到区域应急配送中心、由区域应急配送中心配送到各个受灾点两个阶段。应急物资保障具有持续时间长、需求紧迫性强和物资相对短缺等特点。本文以应急物资保障时效性与分配公平性为目标，建立了考虑多种运输方式、多时段动态的应急物资配送中心选址与运输配送路径优化的多目标规划模型，并基于此模型设计了一种带精英策略的非支配排序的遗传算法，以九寨沟地区地震灾难情景对模型进行实证研究，验证了模型和算法的有效性，以期为震后应急物资保障提供理论指导与决策支持。     

不确定环境下两阶段应急供应链网络建模与优化求解

为制订有效的应急供应链网络规划方案,提升应急组织救援效率、实现资源物质合理配置,考虑供应和需求的不确定性,采用多运输方式联合的配送模式,以最小化网络响应时间、成本和碳排为优化目标,构建两阶段应急供应链混合整数规划模型,同时,基于鲁棒优化理论构建可调节鲁棒优化模型,增强网络应对不确定因素的能力,通过线性对偶理论对含不确定参数的约束进行转化;为提升模型的求解效果,提出一种优化布谷鸟搜索（optimize cuckoo search,OCS）算法,引入基准实例,以验证OCS算法求解多目标函数的优越性和适用性;最后,利用武汉新冠疫期期间应急物资配送数据,研究带有不确定参数的应急供应链网络决策问题,并通过敏感性分析证明鲁棒控制系数对不确定扰动的有效抑制作用。     

灾后模糊需求情境下考虑救援公平性的应急物资调度问题模型与算法研究

在重大灾害发生初期,由于受灾地区对应急物资的需求激增,合理的应急物资分配有助于提高救援效率。本文考虑受灾点应急物资需求具有模糊属性,将需求物资用三角模糊数表示,以受灾群众损失最小、体现救援公平性的受灾点应急物资满意度方差最小及应急救援成本最小为目标,构建了灾后初期应急物资调度的多目标模糊优化模型,并采用改进的粒子群算法对模型进行求解。该算法在粒子群算法的基础上采取天牛寻找食物的策略,将单一粒子分为左、中、右三个粒子,并结合单纯形算子和模拟退火策略,使算法不易陷入局部收敛。本文通过算例进行模拟实验表明,所提出的模型和算法可以有效解决重大灾害事件下应急物资的合理分配问题,且改进算法的性能更优。     

震后伤员救援车辆两阶段规划模型及算法研究

不确定情景下的应急物资配送和车辆路径优化问题是目前国内研究的一大热点，其中 震后伤员运送车辆调度及路径优化问题随着近几年地震等自然灾害的频繁发生也逐渐引起人 们的重视． 本文采用聚合优化算法对灾区进行应急救援区域划分，建立了以总救援时间最短和 相对综合救援权重值最大为目标的救援车辆两阶段数学规划模型，设计了带三角函数变异的 离散型萤火虫优化算法进行求解，并与常规算法求解结果做了对比分析． 通过算例进行模拟实 验表明，所提出的模型和算法可以有效解决地震情景下的伤员救援车辆调度问题，且改进算法 的全局搜索性能更优．     

考虑异质性行为的灾后应急物资动态调度优化

在以人道主义为本的应急救援活动中，不可忽视被救灾民和施救决策者们异质性行为的影响。一方面，将各灾民因救援物资需求未被及时满足而呈现的差异化心理痛苦度量成经济损失，并纳入应急救援调度的社会成本这一决策目标中；另一方面，在灾后物资调度决策中，关注具有异质性偏好的各应急决策者所展现出的不同救援态度。结合面向联合机会约束规划的动态供需平衡限制，最终构建一个考虑灾民和决策者们异质性行为的多阶段灾后救援物资分配和应急路径优化模型。采用2008年汶川地震为案例背景，应用遗传算法对模型求解和参数分析，将仿真结果与不考虑异质性行为的传统救援调度方案进行比较，得出一些结论为构建高效的应急救援体系提供有益参考。     

大规模灾害中基于聚类的医疗物资联合运送优化

应急响应中,往往出现救援物资供应节点与需求节点距离太远、关键道路损毁导致难以及时通过车辆运送物资到灾区等情景,此时直升飞机逐渐被用来运送关键应急资源（如医疗物资及医护人员）。然而,大规模灾害中难以使用直升飞机运送医疗物资到每个医疗救助点,通常考虑灾民的聚集性选择一定数量的应急中转点,以接收直升飞机运送的医疗物资,之后采用车辆运送物资到其覆盖的医疗救助点。针对该问题,提出一种基于聚类的两阶段医疗物资联合运输方法：第一阶段根据医疗救助点分布,采用模糊C-均值算法（FCM）进行应急中转点选择和医疗救助点划分,并针对FCM划分中存在的剩余容量不均衡问题,考虑容量约束提出一种改进划分方法（FCMwCC）,构建“直升飞机-车辆”医疗物资联合运输网络结构;第二阶段建立基于聚类的运送路线优化模型,确定从应急中转点到医疗救助点的具体运送路线。数值实验验证了提出方法和算法的有效性。     

震后应急物资多方式供应的模糊动态LRP

研究震后应急物资多方式供应中的多层次设施定位-路线规划问题(LRP),综合考虑应急物流网络中的多周期应急物资模糊需求、时间窗限制、部分路网损毁与动态恢复、车辆随机行驶时间、大需求点采用需求分割策略同时进行运输与配送等特性,以应急物资总供应时间最短为目标,构建了一个震后应急物资多方式供应的多周期模糊LRP优化模型,并根据模型特点设计了一种贪婪算法结合蚁群算法的混合启发式算法予以求解.最后,通过算例验证了本文模型和算法的可行性与有效性.     

模糊信息下多种类应急物资多周期分配优化模型

考虑灾害的突发性、信息获取的不完全性以及应急救援的紧迫性，引入区间数描述应急物资供给与需求的模糊不确定性，引入三角模糊数刻画路网容量受限情况下每周期的最大物资运输总量，综合考虑灾害、灾区、灾民以及物资等多重因素，引入延迟系数，以应急物资分配的总延迟时间最小化和总系统损失最小化为目标，构建模糊信息条件下考虑多需求点、多配送中心、多物资、多周期、多目标的应急物资动态分配优化决策模型，分析了区间目标函数、区间模糊与三角模糊约束条件的清晰化方法，采用基于二维欧式距离客观赋权模糊算法求解模型，并以青海玉树地震为例对所提出模型的有效性和可行性进行验证。结果表明：所提出的模型能够最大程度地权衡延迟时间与系统损失，形成多周期最优的物资分配方案；现实多周期应急物资分配，时间并不是唯一考虑的因素，需要综合考虑不同应急周期的灾情、灾区、灾民和物资等多种因素对系统总损失造成的影响；重视时间偏好系数，可能使系统总损失增大，表明单一考虑时间偏好系数和损失偏好系数均具有片面性，应该把握选择"度"，发挥二者结合的相互促进作用；物资分配方案基于决策者偏好，并考虑每周期不同需求点的易损性、重要性、需求紧急性以及各类应急物资的重要性与时效性差异参数，有利于提高多周期决策的柔性和现实适用性。     

震后应急物资配送的模糊动态定位—路径问题

进行震后应急物资配送系统优化是提高其配送绩效的重要手段.从系统集成优化的角度,研究应急物资配送中心定位与配送车辆路径安排的联合决策问题.综合考虑应急物资需求的模糊性、动态性和限制期,震后受损路网的动态恢复状况,不同类型有容量限制的配送车辆,以及物资需求分割配送等特点,以各物资需求点的应急物资运达时间之和最小为目标,采用机会约束规划方法建立了一个模糊动态定位—路径问题优化模型,并设计了一种两阶段启发式算法予以求解.最后,通过算例验证了该模型和算法的可行性及有效性.     

震后应急物资配送的模糊定位-路径问题研究

从系统集成优化的角度研究震后应急物资配送的一种新模糊定位-路径问题(LRP),综合考虑救灾点所在地理位置和地形导致的应急车辆行驶时间的随机性、救灾点应急物资需求量的不确定性与应急物资配送的时间紧迫性,以应急物资总运达时间最短与总配送成本最小为目标,构建一个基于机会约束规划的多目标模糊LRP优化模型,并根据模型的特点设计了一种混合免疫遗传算法予以求解。最后,通过算例验证了本文方法能有效解决震后应急物资配送的模糊多目标LRP,实现了震后应急物流中心定位和应急车辆路径规划的联合决策。     

考虑灾民痛苦感知的应急避难所选址与物资分配优化

大规模灾害发生初期，应急物资往往不能及时供应，受灾群众因缺乏物资和服务产生痛苦感知。针对该问题，设计数值评定量表（NRS）构建痛苦函数，刻画灾民痛苦感知成本，将灾民感知因素纳入应急总成本的决策考量。提出以总社会成本（物流成本和痛苦心理成本之和）最小为应急救援目标，构建了一个考虑灾民疏散与重新安置、临时避难所选址和物资分配的集成优化模型。设计经典混合整数规划方法和改进的遗传算法对所构模型进行求解，并应用于海南威马逊台风案例。案例分析表明，模型和算法能有效解决考虑灾民痛苦的避难所选址与物资分配问题，揭示了随着受灾规模的增加和疏散时间的减少，遗传算法的求解结果优于经典求解方法。     

基于手机定位数据的突发事件下道路修复和物资配送集成优化研究

应急道路的修复是突发事件发生后有效开展物资配送的前提,而道路修复和物资配送二者集成研究极大地提高整个应急救援效率。但是由于灾害的突发性和不确定性,决策者很难立即获取充分的灾情信息,尤其是灾民分布情况、位置、灾害影响和物资需求等信息。传统的获取灾情信息的方法通常是通过救援人员的现场报导和调查,卫星图像等,阻碍了救援活动的迅速开展,效率低下。手机等移动设备的普及和广泛应用,使得手机定位数据为灾害情况下的应急救援提供了更加快捷的信息获取手段,大大提高了应急救援的效率。本文基于手机定位数据,同时结合道路修复和物资配送二者的相互关系,建立了混合整数线性规划模型,通过手机定位数据获取灾民分布情况、位置、灾害影响和物资需求等信息,实现精准道路修复和物资配送的决策,并设计了相应的启发式求解算法。最后通过算例仿真验证了模型和算法的有效性,同时将手机定位数据下的救援结果与缺少手机定位数据的常规救援结果进行比较分析,验证了文章所提出的手机定位数据的应用在应急救援方面的优势。     

基于信息更新的两阶段鲁棒-随机优化调配模型研究

在突发事件的应对中,应急决策过程的灾情信息具有动态性、不确定性等特征,从而使得整个应急救援过程中的决策都必须随信息更新而不断调整,本文在调研国内外相关研究的基础上,以地震为背景提出了基于信息更新的资源调配决策问题。文章结合灾情信息更新的特征,给出了应急救援响应的阶段划分;以此为基础建立了两阶段鲁棒-随机优化模型,通过虚拟储备库点及虚拟临时分发中心点的设计,实现了第一阶段调配结果对第二阶段调配决策的后效性调整决策;根据鲁棒优化及随机优化的特点,设计了相应的原始-对偶及L-Shaped Method算法对模型进行求解;最后,通过CPLEX软件编程求解,并进行情景生成下的算例分析,与其他方法比较分析,证明了文章所设计的模型在灾情信息更新下的优势。     

基于GERT网络的应急抢险过程资源优化配置模型研究

针对应急抢险过程中资源需求与供应不匹配的问题,通过定义应急抢险过程GERT网络的基本单元,建立了一种综合考虑灾害自身演化过程及外界作用相互关系的应急抢险过程GERT网络,设计了求解不同资源配置情况下突发事件状态转移概率的极大熵模型;研究了应急抢险过程GERT网络的简化性质,给出了基于GERT网络的应急抢险过程资源最优配置的求解算法。为应急资源配置提供了定性与定量结合的分析框架与工具,为灾害发展态势的预测及其资源配置提供了新的研究方法和研究思路。     

不确定需求下考虑供应商参与机制的应急资源配置鲁棒优化研究

突发事件应急资源优化配置是突发事件发生后救援工作有效开展的前提和基本保障。本文在调研国内外相关研究的基础上，以应对地震灾难为背景研究考虑供应商参与机制的应急资源保障策略，在灾前选择供应商建立政府与供应商的合作机制完成政府储备仓库的选址与资源配置，突发事件发生后依托政府储备仓库和供应商生产能力共同满足应急救援对应急资源的分时段需求，以期协调供应商与政府储备、灾前实物采购与灾后生产能力采购的比例，在保障救援效率的同时降低应急资源保障体系的成本。同时由于地震灾难发生具有需求不确定性的特点，本文引入L1范数描述需求的不确定性，建立了备灾与灾害救援两阶段决策的鲁棒优化模型，并给出了鲁棒模型对应问题的转化方法。最后通过算例仿真验证了模型和对应问题转换方法的有效性，为地震的应对提供理论指导和决策支持。     

基于随机p-鲁棒优化的国家血液战略储备库选址-库存模型

以往的救灾实践对建立国家血液战略储备体系提出了迫切要求。国家血液战略储备库的建设问题亟待解决。由于血液产品特性以及应急血液保障特性的存在，使得国家血液战略储备库的选址决策具有一定的复杂性。本文将问题定位为选址-库存问题。首先，以应急条件下血液保障及时度最高为目标，构建了一个不确定环境下考虑多情景、多血型、多阶段、带提前期、有容量限制、日常随机需求、有预算约束及协同定位的国家血液战略储备库选址-库存模型。同时，为了规避应急条件下的不确定风险，进一步构建了国家血液战略储备库选址-库存问题的随机p-鲁棒优化模型。该模型为离散非线性混合整数规划模型，难以快速精确求解。故基于模型性质，设计了相应的遗传算法。最后，设计了两组算例验证模型与算法的有效性。其中，第1组算例基于我国大陆地区31个省级血液中心与省级行政区的数据，并根据不同预算值给出6个算例，得到了国家血液战略储备库的选址-库存决策方案。第2组算例为6个不同规模的模拟算例，用来测试不同规模下的算法性能。算例结果表明：遗传算法的性能更好；鲁棒解与确定性模型最优值相差不大（最大差距≤1.08%），可降低不确定性导致的风险。实践中，可对本文所建模型稍作改进，应用于具有类似特征的易腐品（药品、粮食等）应急物资储备库选址-库存决策。     

多受灾点应急物资动态多阶段分配模型研究

针对传统的单阶段物资分配模型可能导致应急物资分配的局部冗余或短缺、高成本、系统无法达到全局最优等现实情况，通过在指数效用函数中引入灾民物资需求的比例短缺测度公平，以物资短缺的延迟损失最小化与物资分配的总成本最小化为目标构建考虑多集散点、多配送中心和多受灾点的三级配送网络的应急物资动态多阶段分配模型，设计了目标转化与线性近似相结合的模型求解方法，并通过算例对所提出模型的有效性和可行性进行了验证。结果表明：所提出的多阶段模型能够兼顾物资分配的效率与公平，最大程度地降低物资短缺的延迟损失以及物资分配的总成本；运用灾民物资需求的比例短缺量化公平，避免了由于各受灾点的需求量差异而对公平分配产生的影响，可以使各受灾点即使在应急救援初期物资有限、中期物资持续供不应求等情况下，仍然能够在每阶段获得一定比率的所需物资，进而避免较大的物资短缺损失，确保多受灾点之间多阶段应急物资分配的公平性，更符合灾害救援实际，可为现实大规模灾害应急救援物资多阶段分配提供决策支持。