启发式仿真优化方法在设备配置中的应用研究

仿真优化方法研究的是基于仿真的目标优化问题，基于模型仿真给出的输出量通过优化算法得到最佳的优化结果。由于实际物流系统的复杂性及其本身的随机性，重要物资设备的合理化配置问题需要使用仿真优化方法来解决。港口拖轮是港口物流系统中重要的设备，对拖轮总体配置进行优化研究，提出拖轮数量及马力配置的合理方案，以适应港口的发展，具有重要的现实意义。利用仿真优化方法的原理，开发了一套港口拖轮配置启发式仿真优化系统，能得出理论上最佳的拖轮配置方案，辅助管理者做出科学的决策。     

震后应急物流系统中的定位-路径问题

为尽可能降低地震灾害造成的损失和危害,应急物资必须在震后最短的时间内供应到各个救灾点。从系统整体优化的角度,研究震后应急物流系统中的定位-路径问题,同时综合考虑了震后应急物流系统的特性,以应急物资总运达时间与系统总成本最小为目标,构建了一个震后应急物流系统中的多目标定位-路径优化模型,并设计了一种混合启发式算法予以求解。通过算例验证了本文方法的可行性与有效性。     

考虑声誉效应的应急物资储备系统动态激励模型

突发灾害发生后,应急物资需求量呈现爆发式增长,充足的应急物资对于保障灾后救援效果以及减少经济损失具有重要作用。通常情况下,政府在灾前委托一个或多家企业储备应急物资,一旦突发灾害发生,立即调拨所需物资至受灾区。但在实际情况下,由于政企合作契约的不完备及政企目标的差异与信息的不对称,企业很容易出现偷懒、消极怠工等道德风险,突发灾害发生时很难保障充足可用的应急物资。为此,在政企委托代理关系的基础上,引入声誉效应机制到政府和两个企业组成的应急物资储备系统,构建了考虑声誉效应的应急物资储备系统动态激励模型,求解了政企多期合作下政府最优奖惩系数和企业最优努力水平,给出了声誉效应机制发挥长期激励作用的条件。与不考虑声誉效应的应急物资储备系统激励模型相比,在一定条件下考虑声誉效应的应急物资储备系统动态激励模型可以提高企业努力水平,实现了供应链系统成员收益帕累托改善,降低了企业出现道德风险的可能性,有利于维护政企之间长久稳定的合作关系。     

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.     

应急物资的两阶段局内分配策略

研究了在单出救点、多需求点的应急系统中如何确定应急物资分配的两阶段策略,采用应急物资需求量的上下界来刻画了灾害事件下的应急需求特征,进而利用局内决策方法求得了应急物资在两阶段嵌套机制下的有效分配策略.最后通过数值仿真对比了单阶段和两阶段决策系统下的绩效并分析了影响嵌套策略绩效的因素,证实了两阶段嵌套策略的稳健性及其优势.研究结果凸现了两阶段嵌套策略在应急物资分配管理中的运用价值,为应急物资分配提供了管理启示.     

考虑多事故点的海上重大事故应急物资优化调度

应急物资的高效调度是整个应急系统服务效率的保障,为提升海上应急系统的救助效率,针对固定海域内多起重大事故随机发生情景下的应急物资优化调度问题展开了研究.综合考虑物资运输受需求时间窗限制、物资需求存在时变特性以及海陆物资协同调度存在耦合关系等一系列复杂约束后,为统筹优化海上应急物资调度与陆上补给应急物资调度,构建了一个两...     

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.     

不确定信息下应急设施选址-路径鲁棒优化

为抵御突发灾害对路网造成的破坏性,提高救援效率,考虑路径超期风险和设施点失灵对系统的影响,针对需求点物资需求量不确定和车辆运输时间不确定,构建三级路网,采用车辆和直升机联合运输方式进行多物资运送。基于鲁棒优化思想,建立了以物资送达需求点救援时间之和最小为目标的应急设施选址-路径鲁棒优化模型,采用CPLEX进行求解。最后,设计不同算例进行数据仿真实验,证明了鲁棒优化方法在处理需求量和车辆运输时间不确定以及偏差鲁棒优化方法在处理设施点失灵风险的有效性和鲁棒性,进而为解决应急设施点的选择和救援物资的及时准确配送,增强应急物流系统的风险应对能力提供了有效的方法。     

基于语义X列表理论的应急响应集成决策优化框架研究

为减少/降低灾害带来的严重损失或影响,促进城市安全稳定发展,如何从可持续发展与"府际"关系视角,构建应急响应集成决策优化框架,是灾害管理领域亟待解决的重要问题。基于语义X列表理论抽象、识别、提取与形式化表达灾害响应决策优化系统,运用双层优化理论刻画利益相关者的"府际"关系,构建应急响应集成决策优化框架,进而剖析应急组织指派和救援物资分配集成决策优化内涵。试图为规范和准确地形式化表达灾害响应决策优化系统,有效地识别与刻画利益相关者的"府际"关系,以及综合考虑"人"与"物"两个关键因素,提供理论依据和参考。     

政企联合储备应急物资的激励决策

政企联合储备应急物资能有效缓解应急物资储备不足的困境，而代储供应商间的优势互补有助于提升应急物资储备水平。为激励企业积极参与储备应急物资，在政企委托代理关系的基础上，引入了供应商间的合作关系，构建了应急物资储备激励模型。进一步，推导分析了供应商分散合作及柔性合作下的政企决策策略，开展了参数灵敏性分析及数值分析，讨论了若干重要变量对政企最优决策及储备量的影响，并由此得到管理启示。研究结果表明：基于单纯储备收益分成的代储供应商间难以实现最优协作，确立合理的柔性合作可同时增强政企、供应商间合作关系，更好地激励供应商的参与积极性，提升储备库存和储备效率。     

重大工程协同创新资源共享博弈与仿真分析

从协同创新资源要素的角度,以重大工程协同创新资源需求方和资源提供方为研究对象,基于有限理性假设构建了演化博弈收益支付矩阵及演化博弈系统动力学模型,通过求解及分析发现系统存在五个均衡策略点,其中两个为演化稳定策略。应用Vensim软件对五种均衡状态及主要变量的敏感性进行仿真分析,研究发现：降低资源共享前期成本和机会成本、提高共享资源的产出系数和参与协同创新的声誉效应对促进资源共享行为具有显著的正向作用;协同创新收益分配比例对资源共享行为的影响并不是单一的,而是存在一个临界点,当小于临界点时为正向作用,当大于临界点时为负向作用。     

基于合作博弈的运输分配方法

通过计算按照合作博弈规则划分的运输网络的夏普里值,提出了新型的运输分配方法.对物资进行科学分配的同时,综合考虑了运输资源的合理利用和成本最优,便于利益相关者形成稳定的合作同盟.基于合作博弈的运输分配方法超越了单纯追求费用最小或时间最短的传统原则,从管理角度合理利用各方资源,优化运输成本,同时达到稳定和均衡.     

基于博弈论和多主体仿真的产学研合作创新网络演化

运用博弈论构建了产学研合作创新两阶段博弈模型,基于博弈策略,结合产学研合作创新网络拓扑结构,构建了产学研合作创新网络演化算法;运用Netlogo多主体仿真平台实现了产学研合作创新网络的演化仿真,揭示了其动态演化规律。研究表明:网络平均节点度呈U型分布,节点数量呈L型分布;选择"积极合作"策略的企业和学研机构存在最佳合作规模;度择优连接机制不利于无标度网络节点创新扩散,组合择优连接机制能以最大程度促进小世界网络和随机网络创新扩散。     

政府主导下应急医疗物资多元化供给的随机微分博弈模型

新冠疫情的暴发凸显了应急医疗物资在应对重大突发公共卫生事件中的重要性,但由于应急医疗物资受到生产周期、原料供应以及病毒变异和管控措施等不确定因素的影响导致防疫物资供应具有很强的随机性.本文以疫情内外部随机因素的背景为研究视角,研究政府主导的多元化物资持续性供给的现实问题,构建突发公共事件政企协同防控随机微分博弈模型,以无政府成本补贴的分散式决策、有政府补贴的分散式决策和集中式决策刻画政府与企业不同的防控策略,讨论了政企达成合作的条件,进一步通过防疫物资供给量的期望值和方差的大小来辨识模型中随机因素干扰的影响.求得三种情形下各自的均衡策略、防疫物资供给量以及系统均衡收益随时间变化的最优轨迹.结果表明,当且仅当收益分配系数处于一定阈值范围内,政企达成集中合作,实现了Pareto最优;政府补贴对企业进行引导是有效的,提高了企业防控努力以及双方收益,缓解了无政府补贴决策的双重边际效应;在集中决策下,防疫物资供给量的期望值和方差均最高,即较高的收益需要承担更大的风险;当随机干扰强度增大时,系统收益波动幅度越剧烈,因此,对于不同风险偏好的主体而言,会产生偏好不同的合作模式,即风险偏好的企业选择合作...     

基于演化博弈的住宅建筑企业技术合作创新机理

针对目前我国在建筑工业化进程中,以企业联盟形式进行技术合作创新面临的管理复杂性问题,运用演化博弈理论研究有限理性下住宅建筑企业间的技术合作创新机理。通过演化博弈模型,分析了演化路径、稳定均衡策略及其影响因素的作用机理,并对影响演化结果的参数变量进行了数值仿真。结果表明:住宅建筑企业间技术合作创新行为演化具有路径依赖性,存在均合作与均不合作2个演化稳定策略,企业合作创新的概率与技术的收益与成本、创新协同效应正相关,与创新溢出效应负相关;存在最优的创新超额收益与成本分配比例使企业合作的可能性最大化,关系专用性投资获得的经济租收益与协同效应强度正相关,合理的违约成本和政策激励有助于减少机会主义行为。     

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.     

基于博弈模型的港口群内竞争合作研究——以黄海地区为例

港口竞争的特殊性在于,港口企业不但面临着市场需求竞争,同时也面临着岸线资源竞争.本文建立博弈模型分析黄海地区港口间的竞争与合作.分析结果表明黄海地区港口群内的无序竞争将导致黄海海岸线资源的过度开发;而部分港口采用合作策略不仅能提高合作港口的总体收益,也能够提高非合作港口的收益,从而实现地区港口群整体收益提升.     

考虑氮素流通效率的生态补偿策略演化博弈分析

基于流域氮素流通效率提升,探讨地方政府与农户的生态补偿策略选择,构建有限理性地方政府与农户的演化博弈模型,仿真分析演化均衡策略,提出补偿力度随农户行为变化的动态生态补偿政策,有利于政府长期优化政策和响应需求。研究表明：静态生态补偿政策下系统存在均衡稳定策略,且双方的初始合作比例直接影响系统演化速率;动态政策下演化轨迹螺旋式趋近混合策略焦点,可通过控制生态补偿上限等因素提升合作概率。     

基于多目标物资调配优化模型的复杂应急系统并行计算方法

为了解决大规模的应急系统中的物资调配的问题,以时间性,效率性为优化目标,建立了模糊目标集数学模型,给出了单事故点的优化算法;并提出了一个以应急事故点为中心对救援点进行聚类划分的方法,将复杂多事故点应急调配的问题分解为单事故点来计算,把任务分配到不同处理器中并行执行.实验结果表明,基于多目标优化模型的并行算法大大地提高了应急调配解算速度,能为决策者提供更有效、快速、智能的服务.     

PPP项目执行阶段控制权动态调整机制的演化博弈

PPP (public-private partnership)项目进入执行阶段后,项目内外部环境变化必然导致相关利益主体资源和权利的再分配,控制权动态调整机制成为快速响应环境变化的必然选择.遵循权责对等、重罚轻奖原则,构建PPP项目控制权动态调整演化博弈模型,进而解析利益相关者策略选择演化规律及其关键敏感性因素.结果表明:PPP项目执行阶段控制权动态调整机制演化博弈系统具有复杂的路径依赖性,演化稳定状态取决于博弈双方策略选择的初始状态和关键参数调整机制;其中,投资者策略选择对控制权转移份额、合作剩余分享额度以及额外管理成本的变动较敏感;专业公司策略选择则对合作成本、合作剩余分享额度以及风险惩罚强度的变动较敏感.研究成果有助于完善项目治理理论,优化PPP项目控制权配置机制.