防汛物资协同储备模型研究

采用多仓库协同储备和多供应商协同供给的思想对仓库储备和物资采购进行优化,构造出三个数学模型,合理分配各仓库的储备定额,精确设计物资的采购方案,使之在能够满足防汛抗旱需要的前提下防汛物资总成本最小,有助于防汛部门决策.     

考虑供应商聚类的应急医疗物资协同配送仿真

针对突发公共卫生事件应急处置中存在的地方政府医疗物资储备不足、配送效率低下等问题,设计了一种考虑供应商聚类的两阶段应急医疗物资公私协同选址分配模型。在备灾时利用模糊聚类算法实现供应商聚类,并与政府建立合作机制以实现应急医疗物资联合储备;在救援初期依托政府和各类供应商的物资储备及运输能力,构建以最小化物流总成本与需求未满足率加权和为目标的选址分配仿真模型。设计改进的非支配排序遗传算法对此两阶段模型进行求解。以新冠肺炎疫情中武汉市医疗物资调度设计仿真算例,并对比有无供应商聚类对模型的影响。仿真结果表明：该模型在协调政府和供应商的应急医疗物资储备、运输以及调度决策方面具有优势。     

考虑凸形障碍的应急设施选址与资源分配决策研究

应急设施是应急救援的依托载体,其科学合理的选址事关应急救援的紧迫性和应急资源分配的及时性,障碍约束下的应急设施选址与应急资源分配决策研究具有重要的战略意义.从需求区域的视角和应急设施应急服务质量的视角构建基于障碍约束、容量及安全库存约束的应急设施选址与资源分配优化模型,引入安全库存机制,综合考虑时间性、经济性及地理阻断等多重约束限制,剖析选址和应急物资分配的决策过程,进行应急设施的选址决策和应急物资分配预案的制定.设计灰狼优化算法(GWO)与可视凸点绕障路径耦合算法求解模型,结果表明:所设计算法能有效实现绕障路径的优化,且在需求区域的不同时间满意度偏好下,获得最优的选址-分配方案,研究成果将为应急设施选址与资源分配提供模型和方法设计.     

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.     

基于两个不确定参数乘积的鲁棒设施选址模型

传统设施选址往往被看作为确定问题,但实际存在需求、成本、风险等不确定因素,这些不确定因素增加了决策的困难.本文在考虑设施选址中单一不确定因素基础上,同时考虑需求和运输成本两个独立参数的不确定性,且在模型中两者为乘积形式,引入两个budget不确定集合刻画不确定性,建立一个新颖的鲁棒设施选址模型,并将非线性问题转化为易求解的鲁棒等价模型,然后通过CPLEX和MATLAB编程求解.最后,以四川西北部的汶川等13个县市的应急物资临时供应点的选址为例,确定最优的选址分配布局.结果表明,较之运输成本的不确定性,需求的不确定性影响更显著,且需求扰动对选址总成本和选址分配方案有明显的影响.决策者可根据其风险偏好程度,选择恰当的不确定水平参数组合,以获得最优的总成本和选址分配方案.     

考虑区域异质性的应急物资选址-分配优化

重大灾害影响下的多个区域存在一定程度异质性,如灾区不同的受灾程度、救援区域不同的响应能力等。选择以"差异化反应时间"作为综合表征各救援区域异质性的关键指标,并用差异化物资需求来刻画各灾区异质性,研究将反应时间因素纳入应急总成本决策考量时的最优选址和物资分配优化问题。构造了一个包含多个指标因素的综合评价体系,用来区分各备选救援中心处面对灾害应急反应时间的快慢,结合各灾区不同受灾程度,构建一个考虑区域异质性的应急物资选址-分配模型。设计并应用遗传算法对所构模型在2008年汶川地震案例背景下实施仿真求解,将求解结果与不考虑区域异质的选址-分配方案作对比分析,并对关键参数进行敏感性分析。     

公平缓解灾民创伤下的应急物资动态调配研究

及时有效地调配物资对灾害应急救援至关重要.考虑两种典型的物资分配策略,构建一个多目标动态调配模型来实现灾后应急物资的有效分配和路径优化选择.其中,多目标不仅强调对救援效率的追求,也重视对救援有效性和缓解灾民心理创伤公平程度的考量.提出相对剥夺成本来刻画救援公平性,且构造包含初救和补救两阶段的需求函数以反映灾害变化、救援调配与需求之间的相互影响.应用设计的遗传算法在2008年汶川地震案例背景下对所构模型进行仿真求解,并通过实施对比分析和关键参数敏感性分析得出一些管理启示.     

公平缓解灾民创伤下的应急物资动态调配研究

及时有效地调配物资对灾害应急救援至关重要.考虑两种典型的物资分配策略，构建一个多目标动态调配模型来实现灾后应急物资的有效分配和路径优化选择.其中，多目标不仅强调对救援效率的追求，也重视对救援有效性和缓解灾民心理创伤公平程度的考量.提出相对剥夺成本来刻画救援公平性，且构造包含初救和补救两阶段的需求函数以反映灾害变化、救援调配与需求之间的相互影响.应用设计的遗传算法在2008年汶川地震案例背景下对所构模型进行仿真求解，并通过实施对比分析和关键参数敏感性分析得出一些管理启示.     

网上超市订单分配与物流配送联合优化方法

针对网上超市一地多仓环境下的订单分配与物流配送两个环节,从联合优化的视角出发,以最小化物流配送成本为目标建立了非线性混合整数规划模型,并设计了一种启发式算法进行求解.在该启发式算法中,基于缩减问题求解空间的思想,引入人工智能状态空间搜索,利用物流配送阶段影响配送成本的关键因素作为订单分配的规则,采用改进的广度优先搜索算法生成较好的订单分配方案集合.利用C-W节约算法和邻域搜索技术,在优化配送路径时调整订单分配方案.最后构造算例验证了该算法的有效性.     

DEA评价下的配送中心再选址模型及求解

为保持配送中心的高效运营,实现对现有配送中心布局的动态管理和优化,采用数据包络分析(DEA)方法,对已建的配送中心进行效率评价,并把评价结果带入到选址模型,建立了DEA评价下的配送中心再选址混合整数规划模型,约束条件包括供求关系、流量平衡及选址和流量的内在关系,综合考虑了选址中配送中心的成本和效益因素,最后通过一算例验证了模型的有效性.     

废弃物收运网络周期性选址-路径问题多目标优化模型及算法

废弃物处理设施是典型的"Semi-desirable"设施, 其选址相关的决策需要考虑成本、负效应等多个相互冲突的目标. 废弃物中转站的选址和路径优化是一类周期性选址-路径问题(PLRP), 目前缺乏对这类问题的多目标优化的研究. 以多目标城市废弃物收运网络周期性选址-路径问题为研究对象, 提出基于扩散距离的负效应测度方法; 建立考虑负效应和成本的双目标混合整数规划模型; 设计DRECWA-LS算法, 结合启发式优化策略, 求解收运计划对应的周期性选址-路径问题, 并采用扩展邻域搜索策略的多目标进化算法实现对可行收运计划的深度搜索, 同步求解收运计划、中转站选址-分配及车辆路径三个问题. 算例结果显示: 算法能成功求解较大规模问题, 具有较高的求解质量和运算效率.     

公平与效率权衡的双目标应急物资分配模型

针对震后首批应急物资供不应求、需求量动态变化等特征,构建以最大化受灾点的最小需求满足率为公平目标,以最小化应急物资的最晚送达时间为效率目标的整数非线性规划模型,据此对多受灾点、多救援点的应急物资分配方案进行决策。根据模型特征,设计基于epsilon约束法的多目标算法,并对算法的收敛性进行分析。算例结果表明,通过模型和算法能够得到不同偏好下的应急物资分配方案,可以更好地权衡应急物资分配的公平与效率,揭示了最大最小公平的最终目的是实现比例公平。     

多分配快递轴辐网络的枢纽选址与分配优化方法

快递网络枢纽选址与分配方案的优劣直接关系到快递网络的运营成本和服务水平, 是快递企业运作的基础. 本文详细分析了多分配快递轴辐网络的节点及连接关系、径路特征与形式等网络设计要素, 并分析了快递网络设计中的相关费用和运输时间预算; 在运输时间预算约束下, 以分拣费用、运输费用、中转费用之和为目标函数, 建立了多分配轴辐式快递网络枢纽选址与分配优化模型, 并设计了基于条件最短路的模拟退火求解算法, 最后通过算例验证了模型和算法的有效性.     

深埋式垃圾桶多目标选址模型研究及其应用

针对传统小型垃圾收运设施垃圾暴露、运输效率不高等问题,提出以深埋式垃圾桶直收直运新模式取代传统转运模式进行废弃物回收,在该模式下将深埋式垃圾桶作为选址研究对象,建立以总建设及运营维护成本、运输成本和用户负效用最小化为目标的多目标混合整数规划模型。该模型可同时作出深埋式垃圾桶选址,设桶数量以及需求点的废弃物推荐分配三个决策。最后在上海市某区域进行深埋式垃圾桶选址,验证该模型的可行性。求解得到一系列有效选址方案,希望能够为相关管理部门引入深埋式垃圾桶直收直运新模式提供决策支持,具有重要的理论和实用价值。     

基于双层规划模型的制造业选址布局优化方法研究

经济全球化趋势和全球多式联运网络的形成推动了资源的自由流通和优化配置,改变了制造产业的空间分布形态.本文针对经济全球化背景下制造产业的选址优化问题,提出选址优化与分布-分配相结合的双层规划模型.在模型中运输网络被拆分成原材料运输网络和产品运输网络,上层模型用于确定产业的选址方案和原材料及产品流量的OD矩阵,下层模型用于计算OD流量在运输网络中的交通流特征.为求解模型,设计遗传算法和Frank-Wolfe算法相结合的启发式求解算法,并以中国钢铁制造产业的选址为例验证模型的可行性.结果表明该方法具有实用性,可以有效帮助决策者实施制造产业的选址决策.     

重大公共卫生事件下应急药品储备方式优化分配策略EI北大核心CSCDCSSCI

全球性重大公共卫生事件的频繁爆发已经成为全人类共同面临的危及生命安全和毁坏社会经济秩序的严峻挑战.应急药品储备是实施紧急救助、挽救生命的基础和保障,直接影响应急反应速度和最终成效.现有文献尚未对应急药品储备方式(实物储备和资金储备)定量化研究.为此,本文基于随机需求的情景,确定了应急药品实物储备和资金储备的最优分配策略.首先以长期平均成本最小化为目标建立储备分配模型,量化了四种分配策略.进一步构建了应急救援阶段的采购和部署模型,讨论如何使用药品储备.最后分析了应急药品特性和需求特性如何影响最优的实物及资金储备量,以便在关键因素发生变化时更加合理地调整储备分配策略.关键性管理启示包括:1)当惩罚成本超过某一阈值,持有资金储备比持有实物储备更具成本优势;2)最优资金储备量随需求量不确定性增大而增大,但最优实物储备量可能随需求量不确定性增大而减小.研究成果可为各级政府部门应对公共卫生事件提供决策支持.     

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.     

数量柔性契约中的应急物资采购定价策略研究

突发灾害情景下的应急物资需求面临爆发式增长的巨大不确定性,数量柔性契约可以为这类不确定性采购和供应提供保护性方案.本文构建了一个以政府主导的Stackelberg模型,通过常规采购和柔性采购相结合的方式,建立政企联合储备应急物资的合作关系.在推导获得政企双方的最优决策后,采用数值计算和敏感度分析方法,研究政府单位物资缺货成本和常规采购量等重要参数对政府采购成本和供应商收益的影响,获得以最大限度满足需求条件下的最优定价机制,以及相应的管理策略.结果显示,数量柔性契约可以有效地提高系统应急物资供应数量,并在实现政府成本控制的同时合理保护了供应商的收益.     

考虑供应不确定性与需求非平稳性的项目调度与材料供应集成优化

在工程建设中，项目调度与材料供应是相互关联和影响的，需要集成管理这两个决策事项.本文考虑供应不确定性与需求非平稳性，以项目总工期提前/延迟奖惩、施工活动开始时间偏离惩罚以及材料库存持有成本之和最小化为目标，研究项目调度与材料供应的集成优化.其中，材料供应主要涉及安全库存设置与分拨决策.该集成优化模型形式复杂，决策变量维度高，难以采用解析方法与传统仿真优化方法进行分析与求解.为此，设计了基于代理模型的优化方法来求解该模型.该方法的核心是采用代理模型来逼近决策变量与优化目标的函数关系，以减少方案评估时的计算成本，提高优化效率.算例分析验证了基于代理模型的优化方法的有效性，并表明项目调度与材料供应集成优化相比于独立决策可以节约成本.     

不确定需求下基于匹配度的应急物资分配区间鲁棒优化

考虑需求不确定性的应急物资分配是重大突发事件救援领域关注的热点问题。针对需求不确定下的应急物资分配问题，综合考虑需求量和需求时间的匹配度，构建以综合匹配度均值最大为目标的区间鲁棒优化模型，设计基于随机采样的改进自适应遗传算法，以某突发事件中的应急物资需求为对象开展算例研究，计算相应的物资分配方案及需求匹配度，分析模型和算法的性能，探究模型中部分参数的影响。结果表明：改进的自适应遗传算法在大规模物资分配问题求解方面的优势更加突出；鲁棒优化在提高应急物资分配中需求匹配度方面具有一定的优化效果，但鲁棒性降低并不一定意味着平均匹配度的明显增长；需求量匹配度权重对匹配度具有更加显著的影响，但需求量不确定程度的增加并不一定导致匹配度的下降。权衡保守值与匹配度之间的关系，设置合理的需求量匹配度权重，调节与控制需求量的不确定程度等，能够有效改善不确定条件下应急物资的分配效率与需求匹配度。