基于效用替代率的物资储备量模型与算法

研究在物资储备有容量限制且需求未知的情形下,考虑多种物资之间具有替代性时应如何决定各物资的储备量,使得所有储备物资在满足需求时带来的效用尽可能大的物资储备问题.对物资之间的替代性进行分析并给出了效用替代率的定义,在此基础上建立一般的物资储备量模型,分析了该模型与背包问题模型以及指派问题模型之间的区别和联系.针对该问题的一种特殊情形设计了效用替代率贪婪算法并进行了算法的性能分析.最后通过一个数值算例说明引入替代率可以改善物资储备的效用.     

基于生命周期的模块化应急物资联动预储研究

基于应急物资生命周期有限和物资模块化假设,构建随机动态规划预储决策模型以研究应急物资横向转运的联动预储策略.为解决该模型中的维度灾难问题,本文通过采用近似动态规划方法模拟应急物资的效用函数,将该模型转化为一组线性规划问题以便求解.随后,将上述方法应用到我国中央级应急物资储备库的模拟预储调整活动中,结果显示联动预储策略可以在保证较高的物资需求满足度的同时提高物资救灾效用.     

需求不确定下防汛物资储备成本效率优化

防汛物资储备是应对洪涝灾害应急工作的物质保障和工作基础.为了有效应对洪涝灾害发生的不确定性,需要设计一套高效节约的防汛物资储备方案,以实现物资储备选址和分配策略的最优化.文章通过设定受灾地区物资匮乏可能造成的直接经济损失与该地区对防汛物资等待时间之间的函数关系,建立了一个以成本效率最大化为目标的防汛物资储备选址-分配鲁棒随机优化模型.以江苏省的洪涝灾害历史数据为基础,运用所构建的成本效率优化模型,对江苏省防汛物资储备方案进行研究.研究结果显示,该模型可以给出相较于现实储备情况更为节约高效的选址和分配储备方案,实现成本和效果的平衡,大大减少方案制定时所面临的两难情况.     

考虑公众心理风险感知的应急物资优化调度

将行为科学理论融入了突发事件发生后的应急物资优化调度问题研究中, 提出应急物资调度决策应注意考虑公众的心理因素. 用前景理论刻画了公众对应急物资获得时间的风险感知程度, 定义并选取公众心理预期时间作为时间参考点, 得出了风险感知曲线和函数模型. 构建了以最小化公众心理风险感知程度和物资未满足度为目标的混合整数规划模型, 设计了相应的多层搜索求解算法. 最后的数值实验证实了模型和算法的有效性.     

非线性连续消耗应急物资调度问题研究

构建了多应急点、多出救点和多阶段的应急物资调度模型,以最小化调度总费用和最大化应急点满意度为优化目标.以物资缺失损失系数和应急点满意度系数引入需求紧迫度到模型中,在优先供给需求紧迫度较高的应急点的同时,确保其他应急点的物资缺失损失是可接受的.设计一种结合改进粒子群算法和非梯度侧步爬山搜索机制的混合多目标粒子群算法(IMPSO HCS).实现多目标优化问题求解.通过仿真对比实验验证了上述模型的合理性与算法的有效性.仿真结果表明,该模型与算法在实现应急点满意度与应急物资调度费用两个目标协同的同时,获得了较高的满意度与较低的应急物资调度费用.     

基于跨期的应急物资库存模型

从应急管理运作流程纵向集成的角度,将应急物资划分为响应期物资与恢复期物资两大类.针对恢复期物资的需求量依赖于响应期物资短缺量的特点,提出了基于跨期一体化的最优订货量单周期库存模型.按照依赖关系为确定性与随机性的2种情况,分析了模型的解析性质,在此基础上,设计了解析仿真算法.通过算例分析,说明了考虑依赖关系中随机部分的重要性.     

模糊环境下多出救点应急救援车辆路径与物资运输优化研究

为研究灾害发生后应急救援车辆的运输路径和救援物资的运输问题,考虑受灾点对救援物资的需求量为模糊变量,将多出救点到多个受灾点的应急救援运输优化问题视为两阶段决策问题.第1阶段建立救援车辆的路径优化模型,实现运输时间最短;在满足第1阶段最优的情况下,第2阶段建立模糊线性规划模型,在运输成本最小前提下,确定出救点与受灾点之间的救援物资调运以及受灾点与受灾点之间救援物资的转运量.最后,利用具体算例来验证该模型的有效性.     

运力受限的应急物资动态调度模型及算法

针对大规模突发事件下应急物资动态调度问题, 把灾民的损失用物资未满足度的形式进行量化, 构建以最小化灾民损失和车辆调度费用为目标的混合整数规划模型, 以对运力受限情况下的救 援车辆路径选择和应急物资分配进行综合决策. 利用分层求解策略缩小问题的求解空间, 改进 基于客户点的编码方式, 设计了针对此问题的遗传算法. 代入实验数据得出了物资集散地不同 运力下的应急物资动态调度方案, 进而确定了最优运力配置量, 与现实情况下的配送方案比较 表明此模型和算法是有效的.     

基于数量柔性契约与Markov链的应急物资采购模型

突发灾害是以一定概率发生的随机事件,其状态总是不断发生转移,使政府已采购的应急物资在状态好转时易造成浪费,在状态持续恶化时难以满足突发需求,因此考虑突发灾害状态转移的应急物资采购策略对提升政府应急物资保障能力至关重要.本文将突发灾害状态转移过程视为一个有限次的齐次Markov链,构建了基于数量柔性契约的应急物资采购模型,分析了政企达成合作的条件与双方最优决策策略.采用数值计算与敏感性分析验证该模型的有效性,讨论了若干外生变量对政企最优决策策略与双方成本收益的影响,提出了重要的管理启示.结果表明,突发灾害状态转移情形下的应急物资采购模型既能提高政府应急物资保障能力,又可以保障企业合理收益与控制政府成本.     

考虑原材料保障的灾后应急物资动员生产问题研究

灾害发生后,若应急储备无法满足灾区的需求,应急生产将成为保障应急物资需求的重要手段.本文关注政府实施的动员政策和应急物资原材料供给变化对应急物资生产能力的影响,以最小化应急物资到达灾区的时间、生产和运输成本为目标,构建了涵盖多类供应商、多制造商以及单个灾区的灾后应急物资生产和运输多目标规划模型.采用带精英策略的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)对该模型进行求解,得到了多目标Pareto最优解集,为决策者提供了多样化的应急物资动员生产辅助决策方案.通过仿真案例分析表明,政府需要配套实施制造商和供应商动员方案,才能最大化地发挥出制造商的生产能力优势.     

基于系统动力学的应急物资调运速度影响因素研究

应急物资调运是应对非常规突发事件的重要环节,本文基于系统动力学,从政府应急管理的视角出发,研究影响应急物资调运速度的主要因素.本文将应急物资按需求分为两类——累积性需求物资和非累积性需求物资,并在此基础上构建了应急物资调运的一般系统动力学模型,并以2005年吉林石化双苯厂爆炸导致的松花江水污染事件为例,以当时最紧缺物资——活性炭的调运进行仿真验证.研究发现:在应急物资的补给过程中,政府对突发事件信息的反应时滞和政府应急物资调度能力起到了决定性作用.研究结果对于政府提高应急物资调运速度进而更好地应对非常规突发事件具有重要参考价值.     

复杂灾害情景下应急资源配置的随机规划模型

提出基于区域灾害系统理论来构建复杂灾害情景, 用于描述突发事件的复杂性和高度不确定性. 基于复杂灾害情景建立了一个两阶段随机规划模型, 进行应急设施的定位决策、应急物资的库存决策和不同灾害情景下应急物资分配预案的制定. 使用新的编码方式, 将第一阶段的选址-库存模型转化为一个无约束非线性优化模型, 使用自适应免疫克隆选择文化算法进行求解. 对于第二阶段的应急物资分配模型, 则提出了"势能抵消算法". 最后基于四川地震带的相关数据给出了算例, 验证了模型及算法的有效性与可行性.     

舰艇编队物资海上分段补给的系统动力学模型

为解决对大型载机舰艇编队远洋作战训练时所需的物资补给方案科学制订问题,对海上分段补给进行研究.采用系统动力学方法,构建影响补给船补给效率的各元素因果回路图与存量流量图,建立了补给船对舰艇编队物资进行分段补给的系统动力学模型,并利用Vensim PLE软件仿真.仿真运行结果表明:该模型在扰动条件下能够进行物资补给趋势的预测,为补给船补给方案的制定提供理论依据与技术基础.     

战区物资调运数学模型研究

如何优化分配,合理调运,及时准确地完成后勤保障任务,是现代战争中战区物资调运面临的重要问题之一.基于运输问题,就现代战争条件下战区物资调运问题的各种情况建立了数学模型.该模型可用于后勤物资保障的决策支持系统及指挥自动化系统,为解决战时后勤保障供应问题提供了新的理论方法和思路.     

基于新陈代谢灰色马尔科夫的应急物资需求量预测方法

为提高受灾人数与应急物资需求量预测精度问题,提出了基于新陈代谢灰色马尔科夫的应急物资需求量预测方法。依据应急物资需求量预测思路,利用灰色、马尔科夫和新陈代谢理论,层级递进地构建新陈代谢灰色马尔科夫预测模型,实现受灾人数的动态预测;利用安全库存理论,构建应急物资柔性需求预测模型,实现受灾人数与物资需求量的供需平衡问题;运用本文模型、灰色马尔科夫模型和灰色模型对受灾人数与物资需求量进行预测,结果表明：该预测模型的相对误差要比其他模型小0.002 1%,预测精度明显优于基本的灰色模型,预测的受灾人口数量与应急物资需求量拟合度较高。     

基于系统动力学的应急物资动员潜力评估

应急物资动员潜力可以为我国应对突发事件应急物资保障提供重要基础.本文以原材料转化后的应急物资最终产品测度应急物资动员潜力,通过分析构成应急物资动员潜力的四个子模块内部转化形成应急物资最终产品的反馈关系,运用系统动力学建立了应急物资动员潜力评估模型.以我国石油产业链为实际背景,以成品油动员潜力为例,运用"情景-应对"的思想从总量、某一时点以及某个时间段等多个角度对成品油动员潜力进行了定量评估.研究发现:当需求量较低时,原油或者成品油储备对成品油动员潜力贡献最大,随着需求量逐渐增加,企业超常生产能力对成品油动员潜力的贡献逐渐增大.此外,成品油实际产能、原油储备量或成品油储备量以及原油转化系数这四个影响因素对成品油动员潜力的影响最大,应重点提高应急物资实际产能、原材料或应急物资最终产品储备量以及应急物资生产效率.     

协议企业代储模式下应急物资储备策略及采购定价研究

应急物资企业代储是政府提高应急物资储备水平,保障物资供应能力的有效途径之一.在这一储备模式下,企业的物资储备方式选择(实物储备和生产能力储备)与对应储备量,以及政府的采购定价是最为核心的三个问题.为此,文章基于数量柔性契约构建了一个应急物资协议企业代储模型,并对该模型下的企业储备决策及政府采购定价问题进行了研究.在给出政企双方各自的最优决策后,文章发现储备周期内灾害事件的发生概率以及现货市场采购价格对双方决策具有重大影响,并进一步分析了这两因素对政府采购成本及企业利润的影响,从而为政企双方开展应急物资的储备合作提供了科学的指导依据.最后,文章通过数值模拟的方式对所得结论进行了验证.     

考虑异质物资合车运输的灾后救援选址-路径-配给优化

研究灾后应急救援中的双层选址-路径-配给问题.针对灾害发生之后第一时间内各类型救援物资供给受限的情况,以救援及时性、综合满意度和物资供给公平性为优化目标,建立多工厂节点、多品种物资的考虑异质物资合车运输的多目标双层选址-路径-配给优化模型.采用融合差分进化和约束优化的方法,将多目标优化问题分解为三个单目标子迭代过程和一个多目标迭代过程,同时优化车辆行驶路线和需求节点物资分配方案.实验表明,采用合车运输的策略能够有效减少派出车辆的数量和车辆行驶时间.     

模糊环境下应急物资预置的优化方法

本文基于模糊可能性理论,研究了2-型模糊应急物资预置问题.考虑到运输费用、出救点的供应量、受灾点的需求量和道路容量的不确定性,用2-型模糊变量来刻画,建立了2-型模糊环境下的期望值应急物资预置模型.根据风险值简约方法,推导了2-型三角模糊变量的上下风险值简约模糊变量的期望值公式.当模型中的2-型模糊变量相互独立且服从三角分布时,应用所得期望值公式转化原模型为等价的确定模型.等价模型是一个混合整数参数规划,因此可采用Lingo软件求解.最后,通过数值例子演示所提建模思想.实验结果证明了所建模型的有效性.     

震后应急物流动态选址-联运问题的双层规划模型

针对震后两级救灾动态网络系统、多品种救灾物资、供不应求、多运输方式以及物资需求急迫性程度不同等特点,建立一个上层以物资运送时间满意度最大为目标,下层以物资分配公平性最大为目标的双层规划动态模型,同时考虑时间窗限制以及物资最低满足率限制、中转设施数量限制、中转设施逐渐增加、运力限制以及物资量守恒等一系列约束条件。并根据模型特点设计了一种混合遗传算法。最后,以汶川大地震应急物资配送为背景,构建两阶段算例验证了模型和算法的有效性和可行性。