新冠疫情下武漢應(yīng)急物資配送網(wǎng)絡(luò)仿真研究

文/王雅（華北電力大學(xué)）

一、引言

2019年年底，武漢爆發(fā)大規(guī)模新型冠狀病毒，緊急救治的同時(shí)，武漢市本地的醫(yī)療衛(wèi)生資源以及醫(yī)務(wù)人員開(kāi)始急劇短缺，只能依靠全國(guó)志愿者和社會(huì)捐贈(zèng)。

然而，隨著來(lái)自全國(guó)各地的應(yīng)急醫(yī)療物資不斷涌入武漢，其儲(chǔ)存、分配與運(yùn)輸方面的問(wèn)題開(kāi)始逐漸顯露出來(lái)。

基于此，本文針對(duì)武漢市應(yīng)急醫(yī)療物資的配送環(huán)節(jié)做出配送網(wǎng)絡(luò)仿真研究，對(duì)疫情中武漢市的應(yīng)急物資配送網(wǎng)絡(luò)提出些許意見(jiàn)，從而提高物資配送效率，爭(zhēng)取將應(yīng)急醫(yī)療物資按時(shí)按量分發(fā)到各需求點(diǎn)。

二、基于Anylogic的武漢市應(yīng)急物資配送網(wǎng)絡(luò)

（一）武漢市應(yīng)急醫(yī)療物資二級(jí)配送網(wǎng)絡(luò)流程分析與設(shè)計(jì)

作為整個(gè)應(yīng)急物流鏈路的“第一公里”和“最后一公里”，物資“收派”環(huán)節(jié)起到?jīng)Q定性作用。

本文建立的武漢市應(yīng)急物資配送網(wǎng)絡(luò)仿真模型是一個(gè)基于GIS地圖的多智能體（agent）二級(jí)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型，由4個(gè)物流中心倉(cāng)庫(kù)和12個(gè)應(yīng)急物資需求點(diǎn)組成?？紤]以下幾個(gè)因素，本文分別在江岸區(qū)、青山區(qū)、漢陽(yáng)區(qū)以及洪山區(qū)建立物流中心，12個(gè)需求點(diǎn)在其他幾個(gè)區(qū)分布。

（1）人口因素

武漢市人口分布較為密集的區(qū)域?yàn)榈靥幊鞘兄行牡慕秴^(qū)、武昌區(qū)以及洪山區(qū)。疫情下，中心區(qū)域的感染人數(shù)相對(duì)較多，需要更多應(yīng)急醫(yī)療物資。而將物流中心建于中心區(qū)域內(nèi)會(huì)大大增加應(yīng)急醫(yī)療物資的覆蓋率，讓更多患者能夠及時(shí)享用醫(yī)療資源。

（2）醫(yī)療設(shè)備因素

武漢市的醫(yī)院基本分布在中心幾個(gè)區(qū)域內(nèi)，多數(shù)感染者將在中心區(qū)域的醫(yī)院進(jìn)行治療，將物流中心建于中心區(qū)域內(nèi)，可縮短物資運(yùn)輸與配送時(shí)間，從而

為患者爭(zhēng)取治療時(shí)間。（3）地理因素

本文所選4個(gè)應(yīng)急物資物流中心均在武漢市中心地區(qū)，可更好地向外輻射，提高應(yīng)急醫(yī)療資源覆蓋率。

通過(guò)以上分析，建立武漢市基于GIS地圖的多智能體（agent）二級(jí)應(yīng)急醫(yī)療物資供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型，其基本運(yùn)作流程為：各需求點(diǎn)（如武漢市各大醫(yī)院）即“demanders”向4大物流中心倉(cāng)庫(kù)上報(bào)需求，產(chǎn)生需求“訂單”（order），并把“訂單”發(fā)送給物流中心倉(cāng)庫(kù)“warehouses”，物流中心倉(cāng)庫(kù)每2個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次“訂單”審核，在接到訂單后，根據(jù)“訂單”順序把物資運(yùn)送到需求點(diǎn)，車(chē)輛承載應(yīng)急醫(yī)療物資以40km/h的速度運(yùn)輸，在需求點(diǎn)處停留30分鐘進(jìn)行卸貨，卸貨完畢，車(chē)輛返回到中心倉(cāng)庫(kù)。

（二）武漢市應(yīng)急物資配送網(wǎng)絡(luò)仿真設(shè)計(jì)

創(chuàng)建模型時(shí)，首先在GIS地圖中確定物流中心倉(cāng)庫(kù)（warehouses）和需求點(diǎn)（demanders）的經(jīng)緯度位置數(shù)據(jù)，而后將代表物流中心倉(cāng)庫(kù)的模塊“warehouse”放于主函數(shù)“Main”中，并設(shè)置其數(shù)據(jù)來(lái)源和參數(shù)映射，接著插入代表應(yīng)急物資需求點(diǎn)的“demander”模塊，設(shè)置其數(shù)據(jù)來(lái)源與參數(shù)映射。

而后設(shè)立“Warehouse”模塊，在倉(cāng)庫(kù)上方加入“倉(cāng)庫(kù)名稱(chēng)+累積訂單數(shù)”以明確倉(cāng)庫(kù)編號(hào)以及此倉(cāng)庫(kù)目前所需處理訂單數(shù)，接著加入車(chē)輛“trucks”智能體，并設(shè)置函數(shù)使中心倉(cāng)庫(kù)接收到需求訂單時(shí)，在所有車(chē)輛中任意尋找一輛空閑車(chē)輛進(jìn)行物資配送。

接下來(lái)設(shè)立“Demander”模塊，在其中設(shè)立相應(yīng)函數(shù)，使各需求點(diǎn)在產(chǎn)生訂單“order”時(shí)，可隨機(jī)選擇倉(cāng)庫(kù)“warehouse”，并向其發(fā)送需求訂單。同時(shí)，設(shè)置需求點(diǎn)在模型初始就產(chǎn)生訂單，每10小時(shí)進(jìn)行庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)，即每10個(gè)小時(shí)向物流中心倉(cāng)庫(kù)發(fā)送一次需求訂單。接著設(shè)立“Order”模塊，表示需求點(diǎn)向物流中心倉(cāng)庫(kù)發(fā)送的需求。

車(chē)輛原始位置為中心倉(cāng)庫(kù)，在倉(cāng)庫(kù)接收到訂單后，尋找空閑車(chē)輛進(jìn)行物資配送，到達(dá)目的地之后卸貨半個(gè)小時(shí)開(kāi)始返回，此時(shí)有一個(gè)條件判斷，即若有新訂單產(chǎn)生，車(chē)輛則接著配送物資到目的地，沒(méi)有則返回倉(cāng)庫(kù)待命。

本文所建武漢市二級(jí)應(yīng)急醫(yī)療物資供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型在Anylogic軟件中運(yùn)行時(shí)，12個(gè)物資需求點(diǎn)都能被輻射到，4個(gè)中心倉(cāng)庫(kù)也未出現(xiàn)庫(kù)存積壓，驗(yàn)證了整個(gè)模型的有效性與合理性，全面解決了武漢市關(guān)于應(yīng)急物資的倉(cāng)儲(chǔ)、分配與運(yùn)輸問(wèn)題，避免了因只有一個(gè)應(yīng)急中心倉(cāng)庫(kù)而出現(xiàn)問(wèn)題，也避免了因運(yùn)輸人員或車(chē)輛過(guò)少而帶來(lái)的配送壓力，能高效地將應(yīng)急物資按時(shí)按量送入需求點(diǎn)，提高醫(yī)療物資覆蓋率，使患者能夠及時(shí)得到物資。

三、總結(jié)與展望

本文著眼于疫情下武漢市醫(yī)療物資的倉(cāng)儲(chǔ)、分配與運(yùn)輸環(huán)節(jié)，充分考慮人口分布、醫(yī)院分布以及交通要素，建立了位于武漢市中心區(qū)域的4個(gè)應(yīng)急醫(yī)療物資中心倉(cāng)庫(kù)以及分布于周邊幾個(gè)區(qū)的12個(gè)需求點(diǎn)，對(duì)應(yīng)急醫(yī)療物資的倉(cāng)儲(chǔ)、分配以及運(yùn)輸進(jìn)行整體布局與規(guī)劃。

通過(guò)運(yùn)行過(guò)程和結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所建仿真模型可正常運(yùn)行，且物資需求點(diǎn)都能被輻射到，物流中心倉(cāng)庫(kù)也并未出現(xiàn)庫(kù)存積壓，由此證明了本文模型參數(shù)設(shè)置合理，具備可參考性。

在實(shí)際中，武漢市應(yīng)對(duì)應(yīng)急醫(yī)療物資倉(cāng)儲(chǔ)、分配以及運(yùn)輸問(wèn)題比本文所模擬的要復(fù)雜得多，本文的應(yīng)急醫(yī)療物資供應(yīng)鏈模型是在理想的情況下進(jìn)行的，有很多因素未考慮。如物流中心倉(cāng)庫(kù)、運(yùn)輸工具的容量問(wèn)題；運(yùn)輸成本問(wèn)題等。今后可在以下幾個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)一步研究：考慮物流中心倉(cāng)庫(kù)的容量與車(chē)輛分配、車(chē)輛的容量及路徑優(yōu)化等。