運(yùn)籌學(xué)在應(yīng)急物流中的應(yīng)用

霍武軍 王志鵬 劉潔

摘 要：本文對(duì)突發(fā)事件和應(yīng)急物流的概況進(jìn)行了分析和介紹。通過(guò)總結(jié)發(fā)現(xiàn)應(yīng)急物流具有物質(zhì)需求量大、信息不確定、弱經(jīng)濟(jì)性、緊迫性、突發(fā)性等一系列特點(diǎn)。隨后，本文對(duì)運(yùn)籌學(xué)在相關(guān)的應(yīng)急物資的配置問(wèn)題和選址問(wèn)題中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹?，F(xiàn)在針對(duì)非常規(guī)的、大規(guī)模突發(fā)事件的應(yīng)急物資配置和選址的相關(guān)研究中基本上都是利用在災(zāi)難下需求的風(fēng)險(xiǎn)分析和情景分析，從而將合理的資源布局確定下來(lái)，而在本文中則對(duì)一些待研究的應(yīng)急物流重要問(wèn)題進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急物流；選址；配置；運(yùn)籌學(xué)

中圖分類號(hào)： O22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）21-149-2

0 引言

在目前的應(yīng)急管理中應(yīng)急物流屬于一個(gè)非常重要的課題，并且受到了政府相關(guān)管理部門和國(guó)際上學(xué)術(shù)界的普遍關(guān)注。一般來(lái)說(shuō)，突發(fā)事件應(yīng)急管理在應(yīng)急物流中的救援物資保障問(wèn)題主要包括采購(gòu)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸和調(diào)度各種物資的相關(guān)問(wèn)題，其與應(yīng)急物流系統(tǒng)的評(píng)估、運(yùn)行、調(diào)度、規(guī)劃等各種問(wèn)題都具有十分密切的關(guān)系。在應(yīng)急物流研究工作中上述的幾個(gè)問(wèn)題屬于研究較多的問(wèn)題，應(yīng)急物流具有廣泛的多方面的實(shí)際需求，因此還需要進(jìn)一步地分析和探討上述的幾個(gè)問(wèn)題?；诖?，本文針對(duì)應(yīng)急物流中運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行了分析和介紹，供大家參考。

1 應(yīng)急物流概述

作為一個(gè)新概念，應(yīng)急物流目前具有并不明確的定義。有的研究認(rèn)為，所謂的應(yīng)急物流就是對(duì)救災(zāi)信息和物資由出發(fā)點(diǎn)到目的點(diǎn)的有效流動(dòng)和有效服務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、運(yùn)行和控制，從而使受災(zāi)民眾的應(yīng)急需求得到充分地滿足。

在發(fā)生災(zāi)害之后，首先要做的就是要將大量的應(yīng)急物資及時(shí)迅速地運(yùn)送到災(zāi)區(qū)配送中心，并且從配送中心向受災(zāi)地運(yùn)送。營(yíng)救的關(guān)鍵時(shí)期在應(yīng)急背景下非常關(guān)鍵，通過(guò)及時(shí)的救援能夠有效地降低財(cái)產(chǎn)損失，并且挽救盡可能多的生命。

與常規(guī)的物流活動(dòng)相比，這一過(guò)程的物流供應(yīng)具有較大的特點(diǎn)，其必須要確保滿足應(yīng)急物資運(yùn)輸和調(diào)度的高效率、緊迫性等相關(guān)的要求。在突發(fā)事件中除了無(wú)法準(zhǔn)確的判段應(yīng)急物資的需求量之外，也無(wú)法準(zhǔn)確的判斷道路的破壞情況和需求點(diǎn)的具體位置。所以在組織和實(shí)施應(yīng)急物流的時(shí)候必須要以不斷更新的道路信息和運(yùn)輸條件、對(duì)應(yīng)急物資的動(dòng)態(tài)需求以及災(zāi)情的發(fā)展等為根據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、及時(shí)的調(diào)整[1]。

弱經(jīng)濟(jì)性是應(yīng)急物流的另外一個(gè)特點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)急物流都是立足于人道主義救援的需要，其他的目標(biāo)就是使災(zāi)區(qū)群眾的實(shí)際要求得到滿足，因此其主要的考慮因素并非是收益的提高或成本的節(jié)約。在這種情況下應(yīng)急物流系統(tǒng)的非常重要的一個(gè)目標(biāo)就是適當(dāng)?shù)钠胶馕锪鞒杀竞蜐M足災(zāi)民的需求這兩個(gè)內(nèi)容。

2 運(yùn)籌學(xué)在應(yīng)急資源選址和配置問(wèn)題中的應(yīng)用

應(yīng)急物流的兩個(gè)非常重要的問(wèn)題就是合理的布局應(yīng)急資源和快速的調(diào)度資源，應(yīng)急資源布局問(wèn)題主要包括兩個(gè)方面，也就是應(yīng)急資源的選址和配置，其主要解決的問(wèn)題就是要選擇何處作為應(yīng)急資源的存儲(chǔ)位置，并且將多少資源配備在每一個(gè)存儲(chǔ)位置上，從而在救援工作最大限度的發(fā)揮應(yīng)急資源的效用。布局應(yīng)急資源必須要考慮到的問(wèn)題就是如何有效地控制財(cái)產(chǎn)損失、降低人員傷亡，并且進(jìn)一步提升應(yīng)急救援的有效性[2]。一開始的應(yīng)急設(shè)施選址問(wèn)題大多是針對(duì)病人救助、交通事故和火災(zāi)等常規(guī)突發(fā)事件，其主要包括p-median 模型、p-center模型和覆蓋模型等。所謂的覆蓋模型主要指的是在將全部需求點(diǎn)覆蓋的前提下盡可能的減少覆蓋的數(shù)目，或者以預(yù)先給定數(shù)目的設(shè)施為根據(jù)確保盡可能大的覆蓋范圍；p-center 模型主要是盡可能的減少設(shè)施和需求點(diǎn)之間的距離；p-median 模型就是要盡可能的減少需求點(diǎn)與最近的設(shè)施之間的平均距離[3]。應(yīng)急資源布局在重大突發(fā)事件中需要以分層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，而且需要面對(duì)的災(zāi)難可能會(huì)有不同級(jí)別、不同類型的區(qū)別，由于在具體的布局中會(huì)涉及到較多的因素，因此會(huì)比較困難。采用經(jīng)典的覆蓋模型無(wú)法使上述的布局問(wèn)題得到很好的解決，現(xiàn)在的研究大多是立足于不同級(jí)別和不同類型的需求下的風(fēng)險(xiǎn)分析和情景分析，從而將合理的資源布局確定下來(lái)[4]。

比如，在某項(xiàng)研究中以斯里蘭卡某海岸城市為例，針對(duì)公共設(shè)施（學(xué)校）在海嘯導(dǎo)致的淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)下的選址進(jìn)行了分析，在該研究中的模型中對(duì)三個(gè)優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行了考慮：

首先，最大化覆蓋準(zhǔn)則和最小化設(shè)施準(zhǔn)則的最小加權(quán)和。其中所謂的最小化設(shè)置準(zhǔn)則主要是指每個(gè)人群聚集中心乘以該中心與最近學(xué)校的距離的總和最小；所謂的最大化覆蓋準(zhǔn)則主要指的是全部的不能到達(dá)最近學(xué)校的學(xué)生在不超過(guò)給定行走距離的情況下的數(shù)目最小。

其次，海嘯對(duì)選址方案產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)最小。作者以歷史數(shù)據(jù)為根據(jù)將海嘯在每個(gè)可選點(diǎn)所可以達(dá)到的某一高度的概率進(jìn)行了估計(jì)，并且將受災(zāi)人數(shù)與這一概率的乘積的綜合定義為風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)。

最后，最小的總費(fèi)用：其主要指的是學(xué)校的基本建設(shè)費(fèi)用和相關(guān)的各種費(fèi)用。

3 運(yùn)籌學(xué)在應(yīng)急資源調(diào)度問(wèn)題中的應(yīng)用

運(yùn)輸工具的分配和資源的分配是應(yīng)急資源調(diào)度的兩個(gè)主要問(wèn)題，通常來(lái)講，可以采用網(wǎng)絡(luò)流模型刻畫物資的配送過(guò)程，可以采用一種整數(shù)流的方式看待承載物資的運(yùn)輸工具。在某項(xiàng)研究中將車輛路徑和多物資網(wǎng)絡(luò)流模型建立起來(lái)，將車輛看作是一種物資，從而進(jìn)一步轉(zhuǎn)化這個(gè)模型，使其能夠成為混合整數(shù)多階段多物資網(wǎng)絡(luò)流問(wèn)題。

在該研究中主要對(duì)下面的場(chǎng)景進(jìn)行了考慮：①不一定要求車輛要回到倉(cāng)庫(kù)中；②可以將接收物資的位置當(dāng)做新的倉(cāng)庫(kù)；供應(yīng)量或節(jié)點(diǎn)需求量在當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)屬于已知數(shù)，那么這時(shí)候就可以對(duì)某些物資將來(lái)的需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)；在下一個(gè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)調(diào)度方案進(jìn)行重新計(jì)算。最小化的未滿足需求量是優(yōu)化模型的目標(biāo)，在該研究中選擇Lagrange 松弛的迭代算法進(jìn)行混合整數(shù)線性規(guī)劃，并且轉(zhuǎn)化模型，使其成為兩個(gè)容易進(jìn)行求解的具有關(guān)聯(lián)性的子模型，其中一個(gè)是混合整數(shù)規(guī)劃，也就是車輛流模型；另外一個(gè)是線性規(guī)劃，也就是物資流模型。

在另一項(xiàng)研究中對(duì)應(yīng)急物流的車輛路徑問(wèn)題進(jìn)行了分析，在該研究中將這一問(wèn)題劃分為兩個(gè)方面：

首先，預(yù)案階段的模型，在這一模型中將概率約束規(guī)劃建立了起來(lái)，其最為主要的優(yōu)化目標(biāo)就是使總運(yùn)輸時(shí)間和未滿足的需求量最小化，利用模型的求解就能夠?qū)⑺熊囕v在災(zāi)害發(fā)生前的行駛路線計(jì)算出來(lái)，

其次，各種不確定參數(shù)在災(zāi)害發(fā)生之后已經(jīng)被獲得，這時(shí)候就要實(shí)時(shí)快速的調(diào)整預(yù)案階段確定的車輛路線，在這種情況下模型必須要能夠?qū)崿F(xiàn)快速求解。在研究的最后將易解的優(yōu)化模型計(jì)算了出來(lái)，同時(shí)提供了多項(xiàng)式時(shí)間算法。

4 結(jié)語(yǔ)

在具體的應(yīng)急物流中信息往往具有動(dòng)態(tài)性、不完整性和不確定性等一系列的特征，所以必須要對(duì)上述特性的合理的數(shù)量處理和表述的手段進(jìn)行研究。目前在文獻(xiàn)中往往都是通過(guò)隨機(jī)變量的方式對(duì)不確定的量進(jìn)行描述，但是在某些情況下，通過(guò)隨機(jī)變量對(duì)數(shù)量不確定性的描述并不合適。因?yàn)椴煌牧烤哂胁煌奶匦?，這時(shí)候就需要采用合適的方式針對(duì)不同的不確定數(shù)量進(jìn)行描述，所以目前仍然需要對(duì)上述的問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究。發(fā)生突發(fā)事件后的救援效果在很大程度上取決于預(yù)備階段的工作質(zhì)量，因此密切的結(jié)合預(yù)備階段和實(shí)施階段的預(yù)案，能夠確保在實(shí)際應(yīng)用預(yù)案時(shí)以實(shí)際情況迅速調(diào)整預(yù)案，這種研究具有十分重要的意義。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張巍，楊西龍，蔣宇，高菱悅.虛擬應(yīng)急物流協(xié)同預(yù)案編制與流程建模仿真研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2016（04）.

[2] 張鈺.淺析軍民融合應(yīng)急物流體系建設(shè)實(shí)踐[J].物流工程與管理，2016（04）.

[3] 陳剛，付江月.基于NSGAII的應(yīng)急物流多目標(biāo)LRP研究[J].軟科學(xué)，2016（04）.

[4] 孫立波，趙志勇，紀(jì)楠.多情景下應(yīng)急物流多源選址的優(yōu)化及實(shí)現(xiàn)[J].河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016

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