軍地一體化物流模式下應(yīng)急物資需求研究

李玉蘭，郭愛東，柴樹峰

(軍事交通學院 軍事物流系，天津300161 )

我國當前采用的軍隊和地方條塊分割的應(yīng)急物流管理模式，在應(yīng)對系統(tǒng)性突發(fā)事件時，容易出現(xiàn)協(xié)調(diào)困難、決策緩慢、資源分散及信息不暢等問題。因此，實現(xiàn)軍地一體化應(yīng)急物流管理是當前需要切實解決的問題［1-2］，做好應(yīng)急物資供應(yīng)、物資調(diào)度以及救助人員分配等問題的研究工作，成為保障人們生命安全的重中之重。國內(nèi)外許多學者從不同角度對救援物資的需求預(yù)測問題進行了分析［3-7］，但針對軍地一體化應(yīng)急物流管理中應(yīng)急物資需求預(yù)測的研究，目前還處于探索階段，需要在理論研究方面做進一步的深入研究。

1 物流場理論

物流場定義為物流中心對周圍的用戶具有非接觸性提供物流時空價值服務(wù)的能力，從場理論出發(fā)，包括了流速、流程等時空關(guān)系的總和，同時用戶對物流中心所提供的物流服務(wù)具有依賴關(guān)系。王志國［8］提出了在一定區(qū)域內(nèi)，按照某種有序方法連接若干個規(guī)模不等點的物流運動，就構(gòu)成一個物流場;王宗喜［9］初步構(gòu)建了物流場理論體系;高麗英、湯銀英和姜麗莉等［10-12］對這一理論進行了深入研究和完善。

在物流場中，可定義物流中心或應(yīng)急物資供應(yīng)中心類似于電磁場中的點電荷電場，對外部輻射能量為所需要的物資或各處可提供的物資矢量(如圖1 所示)。

物流動量p 等于流動的物資質(zhì)量m與流速V的乘積，其方向與流速方向相同，反映了物資供應(yīng)中心的服務(wù)能力，即

物流場強E與場勢Ψ 的關(guān)系為

式中:l為應(yīng)急物資供應(yīng)中心到應(yīng)急物資需求區(qū)域的路徑(電力線);S為該路徑的長度;K為阻尼系數(shù)，是影響運輸速度的相關(guān)因子，0 ＜K＜1。

2 雙中心連續(xù)應(yīng)急物資需求的動態(tài)分析模型

在軍地一體化物流模式下，應(yīng)急管理不能一蹴而就。根據(jù)我國社會、軍隊的發(fā)展狀況，軍地一體化應(yīng)急管理需要實行三步走戰(zhàn)略，即需要經(jīng)過物資管理的一體化階段、人員物資管理的一體化階段和全面一體化管理階段［13］。目前需要深化的是軍地一體化應(yīng)急管理變革中的第一步，本文主要研究雙鏈交織協(xié)同的軍地一體化應(yīng)急物流管理問題，即在應(yīng)急物資供應(yīng)方面，從軍地一體化管理模式出發(fā)，結(jié)合物流場理論及連續(xù)性方程理論，根據(jù)相關(guān)劃分的應(yīng)急救援區(qū)域，深入分析應(yīng)急區(qū)域內(nèi)外物資供需情況和物流量的動態(tài)變化情況。

2.1 雙中心連續(xù)性應(yīng)急物資需求模型

為反映應(yīng)急倉庫的倉儲及服務(wù)能力，把點電荷擴展為帶電荷的核心，電荷數(shù)量的多少表明了應(yīng)急倉庫的服務(wù)能力，通常包括倉儲物資的數(shù)量和及時調(diào)度運送物資的能力。電荷數(shù)量多說明服務(wù)能力和覆蓋能力大，電荷數(shù)量少則說明服務(wù)能力有限。在軍地一體化應(yīng)急管理初級階段中，通常存在地方及軍隊2 個應(yīng)急物資儲備倉庫。當存在2 個物流中心或應(yīng)急物資供應(yīng)中心時，相當于2個帶正電荷核心，構(gòu)成復(fù)合電場情況如圖2 所示。

雙正電荷物流場情況類似軍地一體雙鏈物流分布，其中一個是地方應(yīng)急物流中心，另一個是軍隊應(yīng)急物流中心，這樣就形成了雙鏈覆蓋情況。與電磁學中正電荷電場相排斥不同的是，它們是相互增強覆蓋的。

當發(fā)生應(yīng)急事件時，應(yīng)急事件發(fā)生地區(qū)將大量吸收物流，類似于電磁學的負電荷電場。從而可以把正電荷電場看作物資覆蓋區(qū)域，負電荷電場為需要外界物資救援的應(yīng)急需求區(qū)域，正電荷及負電荷本身分別為應(yīng)急物資儲備倉庫和應(yīng)急事件發(fā)生核心地區(qū)。擴展后的軍地一體化應(yīng)急物流的物流場表達式為

式中:Ψ1和Ψ2分別為地方、軍隊應(yīng)急物流中心的可供物流量;Ψ0為應(yīng)急事件發(fā)生區(qū)域的原有物流量;i= 1，2，…，n，表示有n條路徑(電力線)可到達應(yīng)急事件發(fā)生區(qū)域，各條路徑的場強隨之不同，形成合力構(gòu)成總應(yīng)急物資服務(wù)量。

2.2 非均勻連續(xù)性應(yīng)急物資需求的動態(tài)模型

一般地區(qū)在平時的生產(chǎn)生活中，通常與外界有物資的交換，同時存在區(qū)域內(nèi)部的物資生產(chǎn)及消耗。在物資調(diào)運過程中，為體現(xiàn)物資的動態(tài)變化分析特性，可以把物資量的總體變化通過區(qū)域內(nèi)、外的生產(chǎn)消耗及交換進行分析，如可以分解為區(qū)域內(nèi)發(fā)生的及和其他地區(qū)交換2 種狀況(如圖3所示)。

圖1 物流場理論中的物流中心

圖2 應(yīng)急管理中的復(fù)合電場

這時物資總變化量模型的表現(xiàn)形式為

式中:Ψ 為物流量;tΨ為物資消耗的時間;x為外界物資進入應(yīng)急區(qū)域后消耗的距離，δx為取其中微小距離來分析極限情況，從而得到物流量的動態(tài)變化。等號右邊第1 項表示外界物資與本地區(qū)之間的物流量變化，第2 項表示應(yīng)急區(qū)內(nèi)部物流量的變化。

對式(4)進一步細化，隨時間變化本地區(qū)整個物流量的分布為

式中:DΨ為某類物資由該地區(qū)向外界的輸出系數(shù)，與本地區(qū)生產(chǎn)數(shù)量及外界對該類物資需求量有關(guān)，也與運輸方式有關(guān)，可用擴散理論進行系統(tǒng)分析;E為物流場的場強大小，影響外界物資的調(diào)入速度;G為本地區(qū)該類物資的生產(chǎn)及儲備數(shù)量;tΨ為物資消耗的時間，由于為動態(tài)變化，時間量較小。

式(5)中，等號左邊表示整個區(qū)域一般情況下物流量隨時間的變化情況。等號右邊第1 項表示向外界輸出的物流量變化，由于這種配送是向外輸出，從距離上是從核心到邊緣，形成由多到少的物流量變化;第2 項表示外界輸入物資的物流量變化，這種需求可用物流場概念表達，場強大則需要的物流量也應(yīng)越大。這2 項之和就代表了式(4)等號右邊第1 項，即外界區(qū)域與本區(qū)域的輸出及輸入之間的物流量的變化關(guān)系，以及距離上的物流量分布。等號右邊第3 項表示本區(qū)域內(nèi)部能夠生產(chǎn)及儲備的物資量，第4 項表示本區(qū)域的消耗量，這2 項表示了本區(qū)域內(nèi)部的生產(chǎn)及消耗的平衡情況。在未發(fā)生應(yīng)急事件時，本區(qū)域與外界的物流量交換以及本地的生產(chǎn)和消耗總量相對來說是平衡的。對于同一種物資來說，當本地內(nèi)部的物資生產(chǎn)速度低于物資消耗速度時，即式(5)右邊第3 項小于第4 項和第1 項之和時需要外界的援助。當需要外界援助時，外界輸入物資的物流量與本地區(qū)的物資配送物流量要盡可能相同，否則如果有大量的外界物資進入，卻沒有得力的內(nèi)部運輸配送支援，就會產(chǎn)生物資的堆放管理成本和過量輸入的損失成本，此外還有受助人員的損失成本。這樣就構(gòu)成了2 個平衡:一是總消耗和物資總量的平衡;二是外部輸入物流和內(nèi)部配送的平衡。

當發(fā)生應(yīng)急事件時，本地的生產(chǎn)生活會受到很大的沖擊，平衡遭到破壞，此時通常沒有生產(chǎn)，只能依靠之前極少數(shù)的儲量物資生存。但由于人口數(shù)量眾多，設(shè)施或道路破壞嚴重，一些儲備或儲存物資無法取出，消耗與平時相比將有急劇的提高，因此需要外界大量物資的支援，從而物流變化量為

式(6)表示整個應(yīng)急事件中物流量的變化情況。右邊第1 項為應(yīng)急事件發(fā)生地對外界物資的總需求;第2 項為應(yīng)急發(fā)生地內(nèi)部能夠生產(chǎn)及儲備的少數(shù)物資;右邊第3 項為應(yīng)急發(fā)生地的物資消耗量。盡管物流通常以離散形式表現(xiàn)出來，但可以采用宏觀方法處理，也可采用通常連續(xù)形式展開。

3 仿真算例

某一地區(qū)原有5 萬人口，每天生產(chǎn)能力為800單位，每天平均消耗物資為200 單位/萬人，對外輸出系數(shù)為220，物流場強為80。計算當前物流量分布?，F(xiàn)該地區(qū)發(fā)生某類應(yīng)急災(zāi)害，其生產(chǎn)能力受到嚴重影響。當?shù)剀婈爲?yīng)急倉庫和地方儲備倉庫均可覆蓋該區(qū)域，2 個倉庫分布在不同地域。軍隊應(yīng)急倉庫提供能力為100 單位，地方應(yīng)急儲備倉庫提供能力為120 單位。當?shù)赜糜趹?yīng)急的物資量儲備為800 單位，每天消耗量為1 250 單位。2 個倉庫與應(yīng)急發(fā)生地的路線距離、運輸速度及運力相關(guān)參數(shù)見表1。要求分析整個應(yīng)急發(fā)生地區(qū)的物流量變化情況，進而對交通管制進行全方位處理，保證應(yīng)急物資的有效供應(yīng)。

圖3 某一地區(qū)平時情況下的物資動態(tài)變化情況

表1 軍地倉儲物流量運力分布

在應(yīng)急事件發(fā)生之前，通常是穩(wěn)定狀態(tài)情況，保持了物流量的平衡，需要有輸入輸出交換平衡，以及內(nèi)部循環(huán)的平衡，可得方程:

已知生產(chǎn)力為G=800，消耗量為ΔΨ =200 ×5 =1 000，DΨ=220，E=80，代入式(7)可得

可得本地區(qū)在通常情況下的物流量分布(一維情況)通解為

式中c1、c2為常數(shù)。

當發(fā)生應(yīng)急事件時，生產(chǎn)及對外輸出能力通常已經(jīng)基本沒有了，只考慮原有部分可用儲備物資。此時由于無法啟用平民所儲物資，因而需求有急劇的增加，即物流場強E增加，可假設(shè)E=320，物流量的分布為

將數(shù)據(jù)代入式(8)得到

可得應(yīng)急時的物流量分布通解為

式中c為常數(shù)。

實際的邊界條件需要根據(jù)應(yīng)急發(fā)生地區(qū)的大量相關(guān)數(shù)據(jù)得出，這里不再作深入解析。

4 結(jié) 語

為高效地綜合管理大規(guī)模應(yīng)急事件下的物流作業(yè)處理，在72 h 黃金時間內(nèi)完成人民生命救助及國家保衛(wèi)，形成全民動員、全民參與的有效管理，需要實現(xiàn)軍地一體化應(yīng)急物流全面建設(shè)，從而達到人員素質(zhì)更專業(yè)、物流調(diào)配更快捷、物資管理更統(tǒng)一。由于大規(guī)模突發(fā)事件發(fā)生的地域廣、危害大，需要外界在最短時間內(nèi)高效可靠地提供大量的救援物資。本文在軍地一體化應(yīng)急物流管理模式下，結(jié)合物流場及連續(xù)性方程理論，系統(tǒng)分析了應(yīng)急區(qū)域內(nèi)外物資供需、內(nèi)部的分配問題以及區(qū)域中物流量動態(tài)變化狀態(tài)，對應(yīng)急物資需求進行科學合理的預(yù)測分析，以更好地完成應(yīng)急物資供應(yīng)工作。

［1］ 王宗喜，張志鵬，張磊. 略論軍事物流與應(yīng)急物流協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略［J］. 后勤學術(shù)，2010 (11):64-66.

［2］ 張德，龔延成. 加強軍地一體應(yīng)急物流體系建設(shè)［J］. 國防大學學報，2011(2):81-83.

［3］ 郭瑞鵬. 應(yīng)急物資動員決策的方法與模型研究［D］. 北京:北京理工大學，2006.

［4］ Lee J W，McKibbin W J. Globalization and disease:the case of SARS［J］.Asian Economic Papers，2004(3):113 –131.

［5］ Fiorucci P，Gaetani F，Minciardi R. Natural risk assessment and decision planning for disaster mitigation［J］. Advances in Geosciences，2005(2):161-165.

［6］ Fiedrich F，Gehbauer F，Rickers U J. Optimized resource allocation for emergency response after earthquake［J］. Disasters Safety Science，2000，35(1):41-57.

［7］ 周曉猛，姜麗珍，張云龍. 突發(fā)事故下應(yīng)急資源優(yōu)化配置定量模型研究［J］.安全與環(huán)境學報，2007，7(6):113-115.

［8］ 王志國. 物流場論及其在經(jīng)濟分析中的應(yīng)用［J］. 地理學報，1990，45(1):90-101.

［9］ 王宗喜，余子山，李東，等.物流場理論研究［J］. 物流科技，2004，27(11):4-5.

［10］ 高麗英.物流場新論及應(yīng)用研究［D］.北京:后勤指揮學院，2004.

［11］ 湯銀英. 物流場理論及應(yīng)用研究［D］. 成都:西南交通大學，2007.

［12］ 姜麗莉，張仲義，盧志舟. 基于場理論的二級軍事庫存調(diào)撥模型研究［J］. 物流技術(shù)，2009，28(7):226-228.

［13］ 李玉蘭，駱素君，郭愛東. 軍民一體化應(yīng)急物流管理初探［J］. 物流技術(shù)，2011(9):67-71.