基于蟻群算法的應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)的研究與開發(fā)

符志強(qiáng)++羅丹丹

摘要：近年來，隨著工業(yè)化及城市化進(jìn)程的加劇，各種大規(guī)模自然災(zāi)害、公共衛(wèi)生事件正越來越頻繁地侵襲著我們生存的世界。該文以蟻群算法（Ant Colony Optimization，ACO）和應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合，創(chuàng)造一個高效的緊急救援系統(tǒng)。系統(tǒng)主要有物資模塊管理，城市信息管理，配送車輛管理，緊急呼救等功能。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，采用輕量級企業(yè)框架（struts2+spring3+hibernate3）開發(fā)，具有結(jié)構(gòu)清晰，易于擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急物資調(diào)度；蟻群算法；救援系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）18-4255-03

The Logistics Distribution Route research of Ant Colony Algorithm

FU Zhi-qiang， LUO Dan-dan

（Information Science And Technology Department Zhongkai University of Agricultural and Technology， Guangzhou 510225， China）

Abstract： In recent years， large-scale natural disasters and public health events are becoming more frequent invasion of the world with the industrialization and city urbanization intensifies. In this paper， ant colony algorithm （Ant Colony Optimization， ACO） is used in emergency supplies scheduling system to create an efficient emergency rescue system. System mainly supplies module management， city information management， vehicle management and call emergency function. The system adopts modular design and has the advantage of clear structure and easy extension.

Key words： emergency supplies scheduling； ant colony algorithm； rescue system

近年來，隨著工業(yè)化及城市化進(jìn)程的加劇，各種大規(guī)模自然災(zāi)害、公共衛(wèi)生事件正越來越頻繁地侵襲著我們生存的世界，影響、威脅著我們的生活甚至生命。這些大規(guī)模突發(fā)性公共事件具有受影響面積大、范圍廣、持續(xù)時間長、受災(zāi)人群多、應(yīng)急需求點(diǎn)多、應(yīng)急物資需求量大、應(yīng)急物資供應(yīng)不足等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)決定了突發(fā)事件應(yīng)急物資的調(diào)度的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出通常物資調(diào)度的調(diào)度。為適應(yīng)大規(guī)模突發(fā)事件越來越頻繁的現(xiàn)狀，研究大規(guī)模突發(fā)事件應(yīng)急物資的調(diào)度，為大規(guī)模突發(fā)事件的應(yīng)急決策提供依據(jù)也就成為一項急迫的課題。

大規(guī)模突發(fā)事件應(yīng)急物資需求量過大，因此在應(yīng)急初期的物資調(diào)度任務(wù)是如何籌集并盡快地把應(yīng)急物資運(yùn)送到各應(yīng)急需求點(diǎn)，調(diào)度方式是根據(jù)供應(yīng)量的多少采取推動式的物資調(diào)度模式；而隨著物資供應(yīng)渠道的拓寬，在應(yīng)急中期應(yīng)急物資供需能基本匹配，這時應(yīng)急調(diào)度的任務(wù)是每個出救點(diǎn)應(yīng)調(diào)度多少應(yīng)急物資到相應(yīng)的應(yīng)急需求點(diǎn)；到了應(yīng)急后期，隨著籌集渠道的進(jìn)一步加寬，應(yīng)急物資的供應(yīng)點(diǎn)和供應(yīng)量更為充分，因此應(yīng)急物資調(diào)度的任務(wù)就轉(zhuǎn)化為應(yīng)急供應(yīng)點(diǎn)和相應(yīng)供應(yīng)量的選擇，應(yīng)急調(diào)度的方式也轉(zhuǎn)化為根據(jù)應(yīng)急需求點(diǎn)的需求采取拉動式的物資調(diào)度模式。本系統(tǒng)就是采用蟻群算法，將其應(yīng)用到應(yīng)急物資的調(diào)度上，為物資調(diào)度系統(tǒng)提供物資運(yùn)輸及救援的最優(yōu)路徑。

1 蟻群算法優(yōu)化

蟻群算法模擬螞蟻群體覓食行為的蟻群，是群智能算法的一種。設(shè)有n個被救援點(diǎn)，在一次迭代中有m只螞蟻，用dij表示當(dāng)前所在被救援點(diǎn)和下一個目標(biāo)網(wǎng)點(diǎn)之間的距離，τij（t）表示在時刻t當(dāng)前所在網(wǎng)點(diǎn)和下一目標(biāo)網(wǎng)點(diǎn)之間的信息素濃度。螞蟻k在選擇下一網(wǎng)點(diǎn)時，在各條可行的路徑上的信息素的濃度以及網(wǎng)點(diǎn)間的距離長度基礎(chǔ)上得出每條路徑的轉(zhuǎn)移概率，并由隨機(jī)數(shù)來決定螞蟻k所到達(dá)的下一個網(wǎng)點(diǎn)，同時用禁忌表來記錄螞蟻k當(dāng)前所走過的網(wǎng)點(diǎn)，用pijk （t）表示在t時刻螞蟻k由當(dāng)前所在網(wǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到下一目標(biāo)網(wǎng)點(diǎn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，其表達(dá)式為：

ρ為信息素?fù)]發(fā)速度系數(shù)，其計算方法也可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行調(diào)整[4-7]。

參數(shù)螞蟻的數(shù)目m：在蟻群算法中每一只螞蟻的運(yùn)動都是相互獨(dú)立的，只是通過每一只螞蟻?zhàn)哌^后留下的信息素濃度來相互影響。螞蟻的數(shù)量越多，算法的可參考性越強(qiáng)，但是螞蟻過多帶來的問題是其計算量相應(yīng)的加大，所以螞蟻的數(shù)量要控制在一定的范圍之內(nèi)。仿真試驗結(jié)果表明，當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模大致是螞蟻數(shù)目的1.5倍時，蟻群算法的全局收斂性和收斂速度都比較好。

信息素?fù)]發(fā)速度ρ表示在螞蟻搜索過程中的經(jīng)驗與探索對路徑影響的比重，表1是α=1，β=5時，各種ρ值計算出的30個城市最優(yōu)值和平均值。

從表1中的數(shù)據(jù)可以得知，ρ值總體來說在0.1到0.2之間達(dá)到最優(yōu)。為了實(shí)現(xiàn)盡快收斂并保證不陷入局部最優(yōu)，對ρ值在計算中進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。在算法開始時為了避免螞蟻很快陷入局部最優(yōu)，調(diào)整ρ=0.2，減少歷史因素對螞蟻探索路徑的影響，避免局部最優(yōu)解；在算法后期調(diào)整ρ=0.1，使算法能夠快速收斂，達(dá)到即時給出最優(yōu)解的要求。endprint

在CPU為i3 530的計算系統(tǒng)上，當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)目少于30個規(guī)模時，算法均在5秒內(nèi)給出計算結(jié)果。

2 系統(tǒng)設(shè)計

災(zāi)害發(fā)生時需要大量的應(yīng)急物資救助傷員、安置災(zāi)民，在賑災(zāi)時人們面對的一個重要問題便是如何有效地利用有限的運(yùn)輸工具向受災(zāi)區(qū)域及時運(yùn)輸大量賑災(zāi)物品，如藥品、醫(yī)療器械、救生設(shè)備、食品、衣物、帳篷等，以最大程度的緩解災(zāi)情，降低群眾的損失。為此，將系統(tǒng)分為以下四個模塊。

1）路徑優(yōu)化模塊，將蟻群其封裝成代碼以便調(diào)用，測試該代碼的效率，將代碼進(jìn)行優(yōu)化，此部分主要要是測試和優(yōu)化蟻群算法的收斂性。

2）物資管理模塊的設(shè)計：包括物資分類的管理，物資信息的管理及物資進(jìn)出倉的管理。一個物資分類下有多個物資信息，一張物資進(jìn)出倉單中有多份進(jìn)出倉明細(xì)單，每張明細(xì)單都有一類物資信息。每類物資都有規(guī)定最小庫存量，當(dāng)某物資庫存量小于最低庫存量時，系統(tǒng)應(yīng)該自動提示警告，通知物資管理員盡快添加該物資。

3）城市管理模塊：主要包括了城市信息管理，城市間距離管理（即時調(diào)整受災(zāi)不能通行道路的距離和恢復(fù)通行的道路）。城市信息設(shè)置最核心的內(nèi)容便是標(biāo)記受災(zāi)城市以及受災(zāi)城市的優(yōu)先級，標(biāo)記受災(zāi)城市是通過改變城市的狀態(tài)屬性來實(shí)現(xiàn)的，被標(biāo)記為受災(zāi)城市將參與獲取最優(yōu)路徑的計算。城市的優(yōu)先級主要是用來確定哪個城市優(yōu)先進(jìn)行物資配送救援的。優(yōu)先級越高的表示災(zāi)情越嚴(yán)重，救援越優(yōu)先。

4）車輛管理模塊：主要包括車輛信息管理和車隊信息管理，車輛管理最主要的功能是對其狀態(tài)的管理。使用車輛時一般是先構(gòu)建一個車隊，一個車隊有一到若干輛車，車隊的構(gòu)建必須填寫車隊任務(wù)，并且在任務(wù)結(jié)束后自動將車輛狀態(tài)改回原來的“空閑”以便下次使用。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)前臺頁面主要為普通用戶提供服務(wù)，主要實(shí)時救災(zāi)信息和一鍵呼救功能，包括即時消息，災(zāi)區(qū)新聞，滾動新聞，一鍵呼救，自救知識，救援知識，物資調(diào)度情況等。如圖1所示。

后臺主要為救災(zāi)調(diào)度中心服務(wù)，主要有以下功能

1）物資分類管理

衣/食/住/行—根據(jù)物資類型判斷物資優(yōu)先級，即是物資所需的緊急程度。物資優(yōu)先級高的在運(yùn)送時應(yīng)較快安排調(diào)度，在庫存緊張時應(yīng)優(yōu)先補(bǔ)充。一種物資分類下有一到若干種物資。

2）物資基本資料管理

物資的名稱、單價、庫存量等管理。每個物資都有自己所屬的物資分類，該物資的優(yōu)先等級等于其物資分類的優(yōu)先等級，其最主要的管理便是物資庫存量和最低庫存量的管理。國家規(guī)定緊急救援物資的儲存數(shù)量必須不小于該物資最大需求量的1.3倍，否則若因物資不足導(dǎo)致無法進(jìn)行及時救援，那么將依法追究管理人員的責(zé)任。

3）物資進(jìn)出倉管理

物資每一次進(jìn)/出倉都有一個進(jìn)出倉記錄（稱進(jìn)/出倉單），每張進(jìn)/出倉單下有包括一張或多張進(jìn)/出倉明細(xì)單，記錄此次進(jìn)/出倉的物資量。

物資進(jìn)倉：只有系統(tǒng)中存在的物資類別才能進(jìn)行進(jìn)倉設(shè)置，若是新物資種類進(jìn)倉，必須先在物資信息管理模塊中添加該物資信息；物資出倉：出倉的物資數(shù)量不能高于該物資的庫存量，若是該物資出倉數(shù)量巨大，導(dǎo)致物資庫存量小于最低庫存量時，應(yīng)該提醒系統(tǒng)管理員及時補(bǔ)充該物資。

系統(tǒng)的功能有物資分類管理，城市管理，車輛管理，最優(yōu)路徑管理，如圖2所示。

根據(jù)受災(zāi)情況的信息，先取出所有受災(zāi)城市及所有斷開的路徑。對道路受到災(zāi)情影響的城市，根據(jù)其道路的受損程度，實(shí)時更改其網(wǎng)點(diǎn)間的距離。距離改變后，即刻調(diào)用蟻群算法進(jìn)行新的路徑計算，給出最優(yōu)路徑，如圖3所示。實(shí)驗表明，受災(zāi)網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模在30個以下時，取蟻群算法迭代次數(shù)為80次，系統(tǒng)可在5秒鐘內(nèi)得到最優(yōu)值。

4 結(jié)論

應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)以蟻群算法為核心，基于struts2+Spring+Hibernate框架開發(fā)，創(chuàng)造一個高效的緊急救援系統(tǒng)。系統(tǒng)主要有

物資模塊管理，城市信息管理，配送車輛管理，緊急呼救等功能。在實(shí)際的應(yīng)急物資調(diào)度過程中，由于時間與車輛的受限，同時也受限于交通狀況和通訊狀況的影響，所以還要考慮各種受限參數(shù)，這就需要對路況和車輛擁擠情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，合理調(diào)整參數(shù)，這些工作有待進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] Groves G，Roux J le，van Vuuren JH.Network service scheduling and routing[J]. International Transactions in Operational，2004（11）：613-643.

[2] Dorigo M，Stützle T.Ant Colony Optimization[M].Cambridge MA： MIT Prcss，2004.

[3] Wang Yuting，Sun Jian，Li Junqing.Hybrid Heuristics Based on Harmony Search and Simulated Annealing Algorithm for Traveling Salesman Problem[J].Computer Applications and Software， 2009（10）.

[4] Zhao Jidong， Hu Xiaobing， Liu Haobin.Improved ant colony algorithm and its application in TSP[J].Computer Engineering and Applications，2010，46（24）：51-52.

[5] Merkle D，Middendorf M.Modeling the dynamics of ant colony optimization[J]. Evolutionary Computation. 2002，10（3）：235-262.

[6] Fu Zhiqiang，Liu Leian.Improved Ant Colony Optimization and Application on Tsp[J]. American Journal of Engineering and Technology Research， 2011（11）.

[7] 符志強(qiáng)，劉磊安.基于蟻群算法的物流配送優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代計算機(jī)，2014（2）.endprint

在CPU為i3 530的計算系統(tǒng)上，當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)目少于30個規(guī)模時，算法均在5秒內(nèi)給出計算結(jié)果。

2 系統(tǒng)設(shè)計

災(zāi)害發(fā)生時需要大量的應(yīng)急物資救助傷員、安置災(zāi)民，在賑災(zāi)時人們面對的一個重要問題便是如何有效地利用有限的運(yùn)輸工具向受災(zāi)區(qū)域及時運(yùn)輸大量賑災(zāi)物品，如藥品、醫(yī)療器械、救生設(shè)備、食品、衣物、帳篷等，以最大程度的緩解災(zāi)情，降低群眾的損失。為此，將系統(tǒng)分為以下四個模塊。

1）路徑優(yōu)化模塊，將蟻群其封裝成代碼以便調(diào)用，測試該代碼的效率，將代碼進(jìn)行優(yōu)化，此部分主要要是測試和優(yōu)化蟻群算法的收斂性。

2）物資管理模塊的設(shè)計：包括物資分類的管理，物資信息的管理及物資進(jìn)出倉的管理。一個物資分類下有多個物資信息，一張物資進(jìn)出倉單中有多份進(jìn)出倉明細(xì)單，每張明細(xì)單都有一類物資信息。每類物資都有規(guī)定最小庫存量，當(dāng)某物資庫存量小于最低庫存量時，系統(tǒng)應(yīng)該自動提示警告，通知物資管理員盡快添加該物資。

3）城市管理模塊：主要包括了城市信息管理，城市間距離管理（即時調(diào)整受災(zāi)不能通行道路的距離和恢復(fù)通行的道路）。城市信息設(shè)置最核心的內(nèi)容便是標(biāo)記受災(zāi)城市以及受災(zāi)城市的優(yōu)先級，標(biāo)記受災(zāi)城市是通過改變城市的狀態(tài)屬性來實(shí)現(xiàn)的，被標(biāo)記為受災(zāi)城市將參與獲取最優(yōu)路徑的計算。城市的優(yōu)先級主要是用來確定哪個城市優(yōu)先進(jìn)行物資配送救援的。優(yōu)先級越高的表示災(zāi)情越嚴(yán)重，救援越優(yōu)先。

4）車輛管理模塊：主要包括車輛信息管理和車隊信息管理，車輛管理最主要的功能是對其狀態(tài)的管理。使用車輛時一般是先構(gòu)建一個車隊，一個車隊有一到若干輛車，車隊的構(gòu)建必須填寫車隊任務(wù)，并且在任務(wù)結(jié)束后自動將車輛狀態(tài)改回原來的“空閑”以便下次使用。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)前臺頁面主要為普通用戶提供服務(wù)，主要實(shí)時救災(zāi)信息和一鍵呼救功能，包括即時消息，災(zāi)區(qū)新聞，滾動新聞，一鍵呼救，自救知識，救援知識，物資調(diào)度情況等。如圖1所示。

后臺主要為救災(zāi)調(diào)度中心服務(wù)，主要有以下功能

1）物資分類管理

衣/食/住/行—根據(jù)物資類型判斷物資優(yōu)先級，即是物資所需的緊急程度。物資優(yōu)先級高的在運(yùn)送時應(yīng)較快安排調(diào)度，在庫存緊張時應(yīng)優(yōu)先補(bǔ)充。一種物資分類下有一到若干種物資。

2）物資基本資料管理

物資的名稱、單價、庫存量等管理。每個物資都有自己所屬的物資分類，該物資的優(yōu)先等級等于其物資分類的優(yōu)先等級，其最主要的管理便是物資庫存量和最低庫存量的管理。國家規(guī)定緊急救援物資的儲存數(shù)量必須不小于該物資最大需求量的1.3倍，否則若因物資不足導(dǎo)致無法進(jìn)行及時救援，那么將依法追究管理人員的責(zé)任。

3）物資進(jìn)出倉管理

物資每一次進(jìn)/出倉都有一個進(jìn)出倉記錄（稱進(jìn)/出倉單），每張進(jìn)/出倉單下有包括一張或多張進(jìn)/出倉明細(xì)單，記錄此次進(jìn)/出倉的物資量。

物資進(jìn)倉：只有系統(tǒng)中存在的物資類別才能進(jìn)行進(jìn)倉設(shè)置，若是新物資種類進(jìn)倉，必須先在物資信息管理模塊中添加該物資信息；物資出倉：出倉的物資數(shù)量不能高于該物資的庫存量，若是該物資出倉數(shù)量巨大，導(dǎo)致物資庫存量小于最低庫存量時，應(yīng)該提醒系統(tǒng)管理員及時補(bǔ)充該物資。

系統(tǒng)的功能有物資分類管理，城市管理，車輛管理，最優(yōu)路徑管理，如圖2所示。

根據(jù)受災(zāi)情況的信息，先取出所有受災(zāi)城市及所有斷開的路徑。對道路受到災(zāi)情影響的城市，根據(jù)其道路的受損程度，實(shí)時更改其網(wǎng)點(diǎn)間的距離。距離改變后，即刻調(diào)用蟻群算法進(jìn)行新的路徑計算，給出最優(yōu)路徑，如圖3所示。實(shí)驗表明，受災(zāi)網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模在30個以下時，取蟻群算法迭代次數(shù)為80次，系統(tǒng)可在5秒鐘內(nèi)得到最優(yōu)值。

4 結(jié)論

應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)以蟻群算法為核心，基于struts2+Spring+Hibernate框架開發(fā)，創(chuàng)造一個高效的緊急救援系統(tǒng)。系統(tǒng)主要有

物資模塊管理，城市信息管理，配送車輛管理，緊急呼救等功能。在實(shí)際的應(yīng)急物資調(diào)度過程中，由于時間與車輛的受限，同時也受限于交通狀況和通訊狀況的影響，所以還要考慮各種受限參數(shù)，這就需要對路況和車輛擁擠情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，合理調(diào)整參數(shù)，這些工作有待進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

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[6] Fu Zhiqiang，Liu Leian.Improved Ant Colony Optimization and Application on Tsp[J]. American Journal of Engineering and Technology Research， 2011（11）.

[7] 符志強(qiáng)，劉磊安.基于蟻群算法的物流配送優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代計算機(jī)，2014（2）.endprint

在CPU為i3 530的計算系統(tǒng)上，當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)目少于30個規(guī)模時，算法均在5秒內(nèi)給出計算結(jié)果。

2 系統(tǒng)設(shè)計

災(zāi)害發(fā)生時需要大量的應(yīng)急物資救助傷員、安置災(zāi)民，在賑災(zāi)時人們面對的一個重要問題便是如何有效地利用有限的運(yùn)輸工具向受災(zāi)區(qū)域及時運(yùn)輸大量賑災(zāi)物品，如藥品、醫(yī)療器械、救生設(shè)備、食品、衣物、帳篷等，以最大程度的緩解災(zāi)情，降低群眾的損失。為此，將系統(tǒng)分為以下四個模塊。

1）路徑優(yōu)化模塊，將蟻群其封裝成代碼以便調(diào)用，測試該代碼的效率，將代碼進(jìn)行優(yōu)化，此部分主要要是測試和優(yōu)化蟻群算法的收斂性。

2）物資管理模塊的設(shè)計：包括物資分類的管理，物資信息的管理及物資進(jìn)出倉的管理。一個物資分類下有多個物資信息，一張物資進(jìn)出倉單中有多份進(jìn)出倉明細(xì)單，每張明細(xì)單都有一類物資信息。每類物資都有規(guī)定最小庫存量，當(dāng)某物資庫存量小于最低庫存量時，系統(tǒng)應(yīng)該自動提示警告，通知物資管理員盡快添加該物資。

3）城市管理模塊：主要包括了城市信息管理，城市間距離管理（即時調(diào)整受災(zāi)不能通行道路的距離和恢復(fù)通行的道路）。城市信息設(shè)置最核心的內(nèi)容便是標(biāo)記受災(zāi)城市以及受災(zāi)城市的優(yōu)先級，標(biāo)記受災(zāi)城市是通過改變城市的狀態(tài)屬性來實(shí)現(xiàn)的，被標(biāo)記為受災(zāi)城市將參與獲取最優(yōu)路徑的計算。城市的優(yōu)先級主要是用來確定哪個城市優(yōu)先進(jìn)行物資配送救援的。優(yōu)先級越高的表示災(zāi)情越嚴(yán)重，救援越優(yōu)先。

4）車輛管理模塊：主要包括車輛信息管理和車隊信息管理，車輛管理最主要的功能是對其狀態(tài)的管理。使用車輛時一般是先構(gòu)建一個車隊，一個車隊有一到若干輛車，車隊的構(gòu)建必須填寫車隊任務(wù)，并且在任務(wù)結(jié)束后自動將車輛狀態(tài)改回原來的“空閑”以便下次使用。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)前臺頁面主要為普通用戶提供服務(wù)，主要實(shí)時救災(zāi)信息和一鍵呼救功能，包括即時消息，災(zāi)區(qū)新聞，滾動新聞，一鍵呼救，自救知識，救援知識，物資調(diào)度情況等。如圖1所示。

后臺主要為救災(zāi)調(diào)度中心服務(wù)，主要有以下功能

1）物資分類管理

衣/食/住/行—根據(jù)物資類型判斷物資優(yōu)先級，即是物資所需的緊急程度。物資優(yōu)先級高的在運(yùn)送時應(yīng)較快安排調(diào)度，在庫存緊張時應(yīng)優(yōu)先補(bǔ)充。一種物資分類下有一到若干種物資。

2）物資基本資料管理

物資的名稱、單價、庫存量等管理。每個物資都有自己所屬的物資分類，該物資的優(yōu)先等級等于其物資分類的優(yōu)先等級，其最主要的管理便是物資庫存量和最低庫存量的管理。國家規(guī)定緊急救援物資的儲存數(shù)量必須不小于該物資最大需求量的1.3倍，否則若因物資不足導(dǎo)致無法進(jìn)行及時救援，那么將依法追究管理人員的責(zé)任。

3）物資進(jìn)出倉管理

物資每一次進(jìn)/出倉都有一個進(jìn)出倉記錄（稱進(jìn)/出倉單），每張進(jìn)/出倉單下有包括一張或多張進(jìn)/出倉明細(xì)單，記錄此次進(jìn)/出倉的物資量。

物資進(jìn)倉：只有系統(tǒng)中存在的物資類別才能進(jìn)行進(jìn)倉設(shè)置，若是新物資種類進(jìn)倉，必須先在物資信息管理模塊中添加該物資信息；物資出倉：出倉的物資數(shù)量不能高于該物資的庫存量，若是該物資出倉數(shù)量巨大，導(dǎo)致物資庫存量小于最低庫存量時，應(yīng)該提醒系統(tǒng)管理員及時補(bǔ)充該物資。

系統(tǒng)的功能有物資分類管理，城市管理，車輛管理，最優(yōu)路徑管理，如圖2所示。

根據(jù)受災(zāi)情況的信息，先取出所有受災(zāi)城市及所有斷開的路徑。對道路受到災(zāi)情影響的城市，根據(jù)其道路的受損程度，實(shí)時更改其網(wǎng)點(diǎn)間的距離。距離改變后，即刻調(diào)用蟻群算法進(jìn)行新的路徑計算，給出最優(yōu)路徑，如圖3所示。實(shí)驗表明，受災(zāi)網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模在30個以下時，取蟻群算法迭代次數(shù)為80次，系統(tǒng)可在5秒鐘內(nèi)得到最優(yōu)值。

4 結(jié)論

應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)以蟻群算法為核心，基于struts2+Spring+Hibernate框架開發(fā)，創(chuàng)造一個高效的緊急救援系統(tǒng)。系統(tǒng)主要有

物資模塊管理，城市信息管理，配送車輛管理，緊急呼救等功能。在實(shí)際的應(yīng)急物資調(diào)度過程中，由于時間與車輛的受限，同時也受限于交通狀況和通訊狀況的影響，所以還要考慮各種受限參數(shù)，這就需要對路況和車輛擁擠情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，合理調(diào)整參數(shù)，這些工作有待進(jìn)一步深入研究。

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