應(yīng)急資源配置與調(diào)度文獻綜述與思考

摘 要：應(yīng)急資源是各類事故發(fā)生后的支撐要素，其配置與調(diào)度效率的大小是應(yīng)急能力的主要體現(xiàn)之一。本文在界定應(yīng)急資源和應(yīng)急物資、應(yīng)急保障基礎(chǔ)上，從靜態(tài)應(yīng)急資源配置、動態(tài)應(yīng)急資源配置和應(yīng)急資源的聯(lián)動配置與管理對已有的研究進行了分類，分析了研究的特色與缺陷，提出了基于生產(chǎn)-配置-調(diào)運一體化的應(yīng)急資源配置與調(diào)度研究思路。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急資源;應(yīng)急資源配置與調(diào)度；聯(lián)動;一體化

中圖分類號：F253.4 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5192(2011)03-0076-05

Review and Perspective of Emergency Resources Allocation and Scheduling

ZHOU Guang-liang

(College of Public Administration， Huazhong University of Science Technology， Wuhan 430074， China)

Abstract:Emergency resource is the supporting element after the accident， the efficiency of its allocation and scheduling is one of the primary embodiments of emergency response capacity. On the basis of defining emergency resource， emergency supplies and emergency safeguard， the thesis categorises the informed research according as static emergency resource， dynamic emergency resource and the linked allocation and management of emergency resources， and analyzes the characteristic and lack of the informed research. The thesis also proposes the study minds of emergency allocation and scheduling based on the integration of production-allocation-transportation.

Key words:emergency resource; emergency resource allocation and scheduling; linked; integration

1 引言

隨著各種突發(fā)事件在全球各地的頻繁爆發(fā)，應(yīng)急管理也吸引了政府、專家學(xué)者和全社會的眼球。而應(yīng)急管理成敗的關(guān)鍵在于支撐要素——應(yīng)急資源，它也是應(yīng)急能力的主要體現(xiàn)之一。應(yīng)急資源的配置不是一朝一夕的問題，需要在應(yīng)急管理的四個階段即應(yīng)急準備、監(jiān)測與預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)、恢復(fù)與重建對應(yīng)急資源進行全程管理，構(gòu)成一個循環(huán)開放系統(tǒng)，確保資源有序生產(chǎn)、合理存儲、優(yōu)化調(diào)運、有效使用、節(jié)約環(huán)保。

應(yīng)急資源的配置應(yīng)包括“大”配置、“小”配置和“細”配置?！按蟆迸渲檬且苑轿粊斫缍ǖ模饕笐?yīng)急點的選取與建設(shè)；“小”配置主要指對應(yīng)急點的內(nèi)部配置；“細”配置指應(yīng)急資源通過調(diào)度到達現(xiàn)場后的二次配置問題。從應(yīng)急管理的過程來看，可以分為靜態(tài)應(yīng)急資源配置、動態(tài)應(yīng)急資源配置、聯(lián)動管理與配置、一體化應(yīng)急資源配置四個方面。

2 應(yīng)急物資、應(yīng)急保障與應(yīng)急資源

長期以來，對應(yīng)急資源的概念沒有形成一個統(tǒng)一的共識，政府、研究人員從實際和自己的研究出發(fā)對其內(nèi)涵和外延進行伸縮，甚至和應(yīng)急物資等概念進行長期混用。如田依林［1］認為，突發(fā)事件應(yīng)急資源主要分為物資資源及信息資源兩大類。曾敏剛［2］、王蘇生［3］、許建國［4］等雖然在文中提到的均為應(yīng)急資源，但在實際的模型假設(shè)、處理中用到的都是應(yīng)急物資的概念和內(nèi)容。在政府的文件中二者亦未進行嚴格區(qū)分，如《民政部關(guān)于進一步加強救災(zāi)應(yīng)急物資儲備工作的通知》（民函［2008］118號）使用的是應(yīng)急物資的概念；廣西壯族自治區(qū)人民政府《關(guān)于切實做好突發(fā)公共事件風(fēng)險隱患和應(yīng)急資源管理工作的通知》（桂政辦發(fā)［2007］18）中使用的是應(yīng)急資源的概念。同濟大學(xué)陳桂香［5］等認為廣義的應(yīng)急資源包括防災(zāi)、救災(zāi)、恢復(fù)等環(huán)節(jié)所需要的各種應(yīng)急保障。

通過對眾多關(guān)于此三者概念的表述，可以發(fā)現(xiàn)三者在不同的地方交互出現(xiàn)，為對概念的辨析設(shè)置了障礙。有些研究者對三者的表述或許體現(xiàn)了其區(qū)別。葛春景［6］等將應(yīng)急資源界定為有效開展應(yīng)急活動，保障體系正常運行所需的人力、物資、資金、設(shè)施、信息、技術(shù)等各類資源的綜合，包括所擁有的與公共安全應(yīng)急活動有關(guān)的所有資源。方磊［7］認為廣義的應(yīng)急資源包括應(yīng)急信息、應(yīng)急物資、應(yīng)急隊伍以及應(yīng)急科學(xué)技術(shù)等。這兩個表述與《中華人民共和國突發(fā)事件應(yīng)對法》中要求的應(yīng)急資源應(yīng)當(dāng)包括各種保護居民免受災(zāi)害與風(fēng)險危害的防護工程、風(fēng)險監(jiān)測與預(yù)警信息生成、應(yīng)急救災(zāi)裝備與技術(shù)的提供、為災(zāi)害狀態(tài)下災(zāi)民基本生活需要的滿足、災(zāi)后重建提供必要的物資條件支撐等的論述在內(nèi)涵上是吻合的。姜玉宏［8］等認為在應(yīng)急物流的實施和保障中所采用的物資是應(yīng)急物資，它是應(yīng)急物流管理的重要內(nèi)容。劉霞［9］等認為應(yīng)急保障作為一種應(yīng)急資源管理活動，既包括物資、資金、信息技術(shù)等硬件資源保障，又包括法律法規(guī)、預(yù)案、人力、政策制度等軟性質(zhì)資源保障，是軟硬配套相結(jié)合的綜合性應(yīng)急資源管理。

從上述的文獻中能發(fā)現(xiàn)，應(yīng)急物資是應(yīng)急資源的子集，應(yīng)急資源又是應(yīng)急保障的子集。即應(yīng)急物資只是一種實體的物質(zhì)形態(tài)，在應(yīng)急管理中有易消耗的特點；應(yīng)急資源囊括了人、財、物、信息、技術(shù)；應(yīng)急保障在應(yīng)急資源的基礎(chǔ)上加上管理、軟支撐要素等，是一個大的系統(tǒng)概念。

3 靜態(tài)應(yīng)急資源配置

這是平時資源配置的一種狀態(tài)。其考慮的出發(fā)點有三：該區(qū)域發(fā)生過災(zāi)情，根據(jù)以往的需求數(shù)據(jù)預(yù)置相應(yīng)的資源；二是未來某個時期發(fā)生災(zāi)情的幾率較大，通過對需求的預(yù)測而在選定的儲備點配置一定種類和數(shù)量的資源；三是該區(qū)域適合資源儲備點的建設(shè)，政府部門通過行政手段進行適量的資源配置。

在應(yīng)急點即資源的方向性確定上，分為隨機和確定兩種情況。確定性模型研究方面主要有兩類：一是Sylvester［10］提出的P-center問題，確定的模型目標是最小化需求點與其最近設(shè)施點之間距離的最大值。Hakini［11］提出的P-median，主要思想是使確定的設(shè)施建造地點滿足需求點與資源供給點之間平均距離或時間之和最小的要求。ReVelle和Swain［12］建立線性整數(shù)規(guī)劃模型，并用分支界定法來求解P-median問題；Rahman and Smith［13］、Zografos［14］和Berlin and Liebman［15］從不同的角度對P-median問題進行了論述。二是覆蓋選址問題。主要由Toregas［16］等發(fā)表的集覆蓋選址模型（LSCP），使在覆蓋所有需求點的前提下所投入的車輛數(shù)最少；ReVelle［17］發(fā)表的最大覆蓋選址模型（MCLP），在車輛數(shù)量一定時，使需求點的覆蓋率達到最大；Hogan和ReVelle［18］提出的兩個備份覆蓋模型，分別是在所有需求點都被一次覆蓋的條件下，使需求點被二次覆蓋的需求量最大；最大化需求點被一次覆蓋和二次覆蓋的需求量加權(quán)值。隨機性模型研究方面，也主要存在兩種情況：一是排隊問題。Larson［19］以及Benveniste［20］應(yīng)用超立方排隊模型解決了緊急醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)的選址問題；D’Amico［21］用超立方排隊模型來解決警察的巡邏區(qū)域設(shè)計問題并對主要要素進行了分析。二是隨機覆蓋問題。主要有Daskin［22］的最大期望覆蓋模型（MEXCLP）；ReVelle和Hogan［23］的最大可利用選址模型（MALP）和隨機集覆蓋選址模型（PLSCP）等。

在應(yīng)急點的資源配置是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，亦是研究比較深入的環(huán)節(jié)。如許建國［4］等以滿足受災(zāi)點的周期性需求變化為目標，選取合適的應(yīng)急點并配置相應(yīng)的資源，在所有需求點一定比例需求量均被滿足的前提下，使一個周期內(nèi)需求點被滿足的總需求量最大化。需要注意的是該模型的周期性需求造成的時間段變化是模擬出的，不是真實的災(zāi)情需求變化，否則沒有時間進行這樣的規(guī)劃。方磊［7］等研究了在應(yīng)急資源總量受控的條件下，通過應(yīng)急資源的優(yōu)化重組，提高其整體素質(zhì)和利用效率，建立DEA模型，解決了應(yīng)急資源的合理配置問題。

在應(yīng)急資源的配置模式和優(yōu)化策略方面，朱慶林［24］從經(jīng)濟區(qū)位指向和國家安全區(qū)位指向提出了我國的區(qū)域應(yīng)急資源配置有重心前置型、重心居中型、重心后置型和啞鈴型四種區(qū)域應(yīng)急資源配置模式。張志勇［25］等根據(jù)美軍物流資源配置的有效方式，論述了戰(zhàn)略預(yù)置資源的可行性和重要性。王芳［26］等提出在保障安全經(jīng)濟效益不變和安全投入量已知情況下，設(shè)計了“資源共享”的城市重大危險源安全應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)策略。王晶［27］等利用空間聚類方法來解決一體化區(qū)域的應(yīng)急物資儲備問題，通過算例研究達到了救援效率高、儲備成本低的雙重效果。

4 動態(tài)應(yīng)急資源配置與調(diào)運

在災(zāi)情發(fā)生時，靜態(tài)情境上升為動態(tài)情境，現(xiàn)場對應(yīng)急資源的需求由潛在、預(yù)測變成了現(xiàn)實和評估，并隨著災(zāi)情的不斷變化產(chǎn)生對資源的變化需求，形成了動態(tài)的供給-需求關(guān)系，其中調(diào)運方案和過程受供給和需求的影響又主動影響兩端的節(jié)點，形成了一個較為復(fù)雜的為滿足應(yīng)急目標的資源配置與調(diào)運系統(tǒng)。需要說明的是，這里的配置包含從應(yīng)急點中選取需要的資源組合運往受災(zāi)點和對消耗的應(yīng)急點資源進行連續(xù)重新配置。其中對前者的研究比較成熟，后者重視不夠。

在現(xiàn)有的應(yīng)急點提取資源組合以滿足災(zāi)情需要方面，一般將配置方案、調(diào)運進行整體考慮。存在多供應(yīng)點-單需求點和多供應(yīng)點-多需求點的情形。前者如Fiorucci［28］通過建立動態(tài)模型，針對火災(zāi)發(fā)生前后的應(yīng)急資源配置和調(diào)度進行了研究；劉北林［29］等針對真實災(zāi)害發(fā)生的情況進行了模擬，建立了以時間最短、成本最小的多目標數(shù)學(xué)模型，利用理想點法對多供應(yīng)點-單需求點的應(yīng)急資源配置進行了模擬。后者如Fiedrich［30］等針對不同救災(zāi)任務(wù)同時進行資源配置時，建立了動態(tài)規(guī)劃模型進行資源的分配和調(diào)度。周曉猛［31］等針對災(zāi)害應(yīng)急管理的特點，運用動態(tài)規(guī)劃方法，依據(jù)應(yīng)急點的數(shù)目，將應(yīng)急資源配置過程劃分為相應(yīng)的階段，構(gòu)造模型，對不同階段的需求進行配置和調(diào)運。王蘇生［3］等通過采用雙層決策方法建立了多受災(zāi)點應(yīng)急資源配置模型，選取動態(tài)優(yōu)選策略的全局優(yōu)化方法，解決了多出救點-多受災(zāi)點的全局最優(yōu)資源配置方案。劉向東［32］等考慮了路徑、運輸費用、物品完好率、道路擁堵率等多目標條件下，采用APH（層次分析法）、PCA（主成分分析法）和經(jīng)典的Dijkstra算法求解應(yīng)急資源調(diào)度的最優(yōu)路徑。王煒［33］提出了基于馬爾科夫決策過程的應(yīng)急資源調(diào)度方案的動態(tài)優(yōu)化。王波［34］在非合作博弈的基礎(chǔ)上，建立了多階段應(yīng)急物資調(diào)度動態(tài)決策模型，并引入懲罰系數(shù)解決前決策階段對下階段決策產(chǎn)生的影響。

對消耗的資源進行再配置的研究相對比較薄弱，設(shè)定的限制條件也比較多。如于瑛瑛［35］等考慮了在不同級別的事件發(fā)生后，通過評估對目前已經(jīng)存在的應(yīng)急點的數(shù)量進行增加和減少，或?qū)蝹€應(yīng)急點的儲備資源進行變動以最小的損失和成本滿足現(xiàn)場需要。建立資源調(diào)整模型，用禁忌搜索算法求解。周慶忠［36］描述了應(yīng)急狀態(tài)下，油料的供應(yīng)和配置問題。從高保障能力來看，需要將應(yīng)急點或應(yīng)急點的油料儲備量進行調(diào)整，建立OECD并用改進的微粒群優(yōu)化算法一次性求解模型的離散優(yōu)化問題。

特殊情境下的應(yīng)急資源配置與調(diào)度。對于消防和衛(wèi)生防疫方面的應(yīng)急資源配置與調(diào)度研究比較早，成果多，是研究的主要方向之一。而對于水上和森林防火救援方面的研究則較少。崔國山［37］等以Agent理論為基礎(chǔ)，以時間最短、出救點充足為條件，建立了基于MAS的資源動態(tài)調(diào)配組織結(jié)構(gòu)模型。姜麗珍［38］等對森林火災(zāi)應(yīng)急資源的需求進行預(yù)測，提出了以過火面積最小為目標函數(shù)的森林火災(zāi)滅火物資優(yōu)化配置模型。

5 應(yīng)急資源的聯(lián)動管理與配置

在資源的聯(lián)動供給與配置方面，葛春景［6］等針對城市應(yīng)急管理的需要，提出了基于MultiHub的都市圈應(yīng)急資源聯(lián)動網(wǎng)絡(luò)方式，從供給、運輸、資源儲備、調(diào)用、資源需求等節(jié)點對應(yīng)急管理的每一個環(huán)節(jié)都配置了相應(yīng)的縱向與橫向資源保障，實現(xiàn)了分散資源的有效整合。田依林［1］將網(wǎng)格技術(shù)引入到應(yīng)急資源管理中，利用網(wǎng)格化管理實現(xiàn)資源共享、信息開放、運作效率高等優(yōu)勢，打造了一個全方位、立體化、多層次和綜合性的應(yīng)急資源管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。王青［39］針對自然災(zāi)害設(shè)計了基于網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)急資源管理平臺，積極協(xié)調(diào)各類資源的有效調(diào)度。滕五曉［40］等提出了依托現(xiàn)有區(qū)域合作資源，構(gòu)建多層次、網(wǎng)絡(luò)狀區(qū)域應(yīng)急聯(lián)動模式和運行機制。

6 對目前應(yīng)急資源配置與調(diào)度評析

現(xiàn)有的應(yīng)急資源配置與調(diào)度文獻體現(xiàn)了下列研究特色：

（1）對單種應(yīng)急資源的配置研究較多。這是應(yīng)急資源配置研究的必經(jīng)階段，國內(nèi)外的研究都不易跨越的一個過程。如救護車、運輸車輛、帳篷等資源的儲備體現(xiàn)在較早的很多文獻中。

（2）對某一特定狀態(tài)的應(yīng)急資源配置研究比較成熟。應(yīng)急管理一般有四個不同的階段，每一階段都要有相應(yīng)的資源做保證。現(xiàn)有文獻對應(yīng)急資源的方向或區(qū)域性配置——選址；應(yīng)急點的資源配置；現(xiàn)場或模擬的應(yīng)急資源調(diào)運；應(yīng)急資源的回收均做了大量研究。

（3）多供給點-單需求點的應(yīng)急資源配置關(guān)注度高。在某一區(qū)域，由某一特定事件引起的單需求點在現(xiàn)實中是比較多的，對于大的災(zāi)情而言，一個應(yīng)急點的資源儲備和調(diào)運量是不能滿足救援需要的，需要相關(guān)應(yīng)急點的支援，從不同的庫存中調(diào)取相關(guān)的資源組合滿足現(xiàn)場需要?，F(xiàn)有文獻對從不同應(yīng)急點的資源調(diào)取種類、數(shù)量，配送方案和路線均進行了探討。

（4）多供給點-多需求點的研究少見或?qū)崿F(xiàn)難度大。該研究是資源供給的高級狀態(tài)，亦是情境最為復(fù)雜的狀態(tài)。多種需求表現(xiàn)為同一時期可能存在不同的災(zāi)情，或同一災(zāi)情分布在不同的區(qū)域，或原先由單一的災(zāi)情引發(fā)了多個次生需求等。王蘇生等在“基于公平優(yōu)先原則的多災(zāi)點應(yīng)急資源配置算法”中用動態(tài)優(yōu)選策略建立模型較好地解決了此類問題。

（5）應(yīng)急資源配置的模型、算法多，求解難?？v觀上述文獻涉及的應(yīng)急資源配置與調(diào)度問題，幾乎所有的定量分析中都建立了相關(guān)模型。由于變量設(shè)置、目標、決策策略不同，采用的解決方案、算法差異很大。絕大部分都利用了計算軟件或計算機仿真，過程復(fù)雜，計算量大，有的在實際中的可應(yīng)用性差。

（6）將涉及的應(yīng)急資源各節(jié)點進行一體化設(shè)計是研究的短缺。應(yīng)急管理是一個復(fù)雜的時間性很強的過程，需要不同的節(jié)點和諧運作、統(tǒng)一協(xié)調(diào)才能達到預(yù)案設(shè)定的效果。在現(xiàn)有的文獻中，能將所有的核心環(huán)節(jié)均考慮在內(nèi)的太少或只有理念而沒有可操作性，只能達到局部最優(yōu)而非整體最優(yōu)。

7 研究新思考——基于生產(chǎn)-配置-調(diào)運一體化的應(yīng)急資源配置與調(diào)度

在以往的文獻中，將生產(chǎn)與配置調(diào)度聯(lián)系起來進行考慮的研究很少，將配置和調(diào)度綜合進行考慮的相對較多，是模型研究的主要焦點；該類研究存在一個非常遺憾的前提是往往假定應(yīng)急點配置的資源種類和數(shù)量是充足的，或從供給地運送的資源均為充分的，不考慮過程和銜接問題。而將生產(chǎn)、配置與調(diào)運進行一體化考慮的研究幾乎沒有，只有個別文獻中提到了這種思想，如同濟大學(xué)的葛春景等在“應(yīng)對城市重大安全事件的應(yīng)急資源聯(lián)動研究”中提到應(yīng)將供給（生產(chǎn)）-配置-調(diào)度-使用聯(lián)動起來進行思考，形成一個動態(tài)循環(huán)。但該研究在定性方面進行了探討，缺少定量模型研究。對三者進行一體化研究的思路是：

（1）對應(yīng)急資源的需求進行預(yù)測或評估。需求預(yù)測是在事件發(fā)生以前，針對特定的目標區(qū)域，依據(jù)風(fēng)險分析的結(jié)果，明確目標區(qū)域的災(zāi)害程度，并利用多米諾效應(yīng)分析過程，構(gòu)建基于分析結(jié)果的動態(tài)資源需求預(yù)測模型［41］。需求評估是災(zāi)情發(fā)生后，根據(jù)災(zāi)種、環(huán)境、地面人員和設(shè)施及災(zāi)情的進一步發(fā)展帶來的次生災(zāi)害情況產(chǎn)生損失的期望極值。評估的方法可以利用模糊綜合評價法、動態(tài)規(guī)劃法、線性規(guī)劃法和多指標綜合評價法等。

（2）基于生產(chǎn)和需求的應(yīng)急點資源配置。該環(huán)節(jié)將終點的需求與起點的生產(chǎn)一并考慮到應(yīng)急點的資源配置中去，保證了配置的有效性和經(jīng)濟性。建立靜態(tài)和動態(tài)相結(jié)合的規(guī)劃模型進行求解，確定符合要求的配置水平。

（3）基于需求、調(diào)運與生產(chǎn)的動態(tài)應(yīng)急資源調(diào)度。該步驟涉及到幾個節(jié)點需要處理好：目標是為確定的需求極值m1配置供給極值m2，考慮到在途損耗、現(xiàn)場損耗和匹配問題，m2>m1。節(jié)點1是應(yīng)急資源的起點即生產(chǎn)點的供應(yīng)；節(jié)點2是應(yīng)急點的資源配置；節(jié)點3是需求點的資源接受；節(jié)點4是回收點的資源處理。在節(jié)點1、節(jié)點2、節(jié)點3兩兩之間均存在運輸?shù)膯栴}，需要將路權(quán)情況考慮在內(nèi)，即路線選擇和車輛選擇是重要內(nèi)容。核心是資源在現(xiàn)場的消耗速率、應(yīng)急點的調(diào)運速率、資源的入庫速率、資源的生產(chǎn)速率協(xié)調(diào)一致，實現(xiàn)動態(tài)的綜合平衡。建立多供應(yīng)點-單需求點、單供應(yīng)點-多需求點、多供應(yīng)點-多需求點的規(guī)劃模型，確定優(yōu)化方案。

（4）有效性評價。確定的一體化資源配置能否達到救援的效果，需要對其效果進行綜合評價，可以通過模糊評價法、層次分析法等來解決。

（5）應(yīng)急資源優(yōu)化配置的數(shù)值仿真模擬。針對特定區(qū)域的災(zāi)害需求，在充分考慮生產(chǎn)點的位置、應(yīng)急點的選址、可獲得的應(yīng)急資源種類與數(shù)量、道路與車輛情況、現(xiàn)場需求等眾多數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過業(yè)已建立的模型，借助計算機等計算工具確定應(yīng)對需求的資源種類與數(shù)量。

基于災(zāi)害環(huán)境下的應(yīng)急資源配置和調(diào)運是一個復(fù)雜的過程，涉及生產(chǎn)、庫存、調(diào)運和需求的平衡；配置速率、調(diào)運速率和消耗速率的動態(tài)平衡；資源、路權(quán)、車輛的協(xié)調(diào)等諸多問題。通過模型的確立來選擇優(yōu)化的配置與調(diào)運方案不能設(shè)立過多、苛刻的假設(shè)條件，否則可實施性會打折扣。通過對生產(chǎn)點、應(yīng)急點與需求點的一體化考慮確立的優(yōu)化方案能在災(zāi)情發(fā)生前最大限度實現(xiàn)應(yīng)急資源的經(jīng)濟性，災(zāi)情發(fā)生后，高效實現(xiàn)應(yīng)急資源的應(yīng)急性。

參 考 文 獻：

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