小城镇应急物资储备库等级优化配置模型与实证——以北京市房山区为例

"小城镇,大战略"背景下,加强小城镇应急管理成为一项具有重大挑战性的研究课题。针对我国小城镇应急设施选址定量分析文献较少的现实,结合小城镇应急物资储备库管理与物资调度实际,对等级设施选址理论中的最大覆盖模型加以改进,构建了考虑覆盖半径内需求满意差异性,具有单流、嵌套性、同调性特征的小城镇应急物资储备库等级选址模型,并利用蚁群算法进行求解。以北京房山区为例进行实证,以整体应急服务满意度最大为目标,实现了房山区8个区级应急物资储备库、25个乡镇级应急物资储备库的等级优化配置,并绘出配置图,给出房山区应急物资储备库优化配置的相关建议,为我国小城镇应急管理工作的科学化提供一定的决策依据。     

拥挤约束型城市应急物资储备库网络功能优化模型——以河北省石家庄市为例

应急物资的合理储备和运输分配是应急管理中防灾减灾救灾的基础。重大风险处置过程中，应急物资调配极易因拥挤而发生时间延迟，故考虑其拥挤情景的约束极为必要。然而，当前考虑拥挤约束以及结合区域加以实证的应急物资调配研究成果偏少，其研究广度和深度有待加强。因此，该文提出了拥挤约束型城市应急物资储备库网络功能优化问题。基于排队理论设计拥挤约束条件，并从覆盖半径内需求满意距离递减、交通方式多样化、交通通达程度复杂化等视角，对传统应急物资储备库功能优化模型加以改进，构建了拥挤型单目标无容量限制设施选址模型，并设计了求解的启发式算法。把所构建模型应用于河北省石家庄市应急物资储备库网络优化，并从城市群、多影响以及等级优化视角提出拓展研究的方向。     

区域性应急物资储备级库间的协同选址模型研究

鉴于我国应急物资的多部门分散管理与分散储备的特点,研究了区域性应急物资储备体系构建中的应急物资储备级库协同选址问题。为了实现应急物资在不同级库间的协同储备管理与分散优化调拨,建立了应急物资储备级库选址的协同优化模型。用启发式算法通过MATLAB编程来实现,并用算例进行了验证。     

震后多品种应急物资多级配送中的选址-路径模型

地震发生后的应急物资配送是地震救援工作开展的关键。震后应急物资配送往往需要建立多级应急物流中心和规划物流中心间的配送路径,而且应急物资的需求具有多样性。基于这些特点,以总运输成本最小为目标,考虑应急物流中心的容量限制以及应急物资配送的多级性和多样性,建立了震后多品种应急物资多级配送选址-路径问题的混合整数规划模型。该模型选择由供应点、物资集散地、配送中心和需求点构成的多级配送网络,将帐篷、食物和药物作为应急救援物资。最后,采用一个汶川地震中物资配送的实例验证了模型的有效性和可行性。     

考虑灾民心理的应急设施选址配送问题研究

为提高应急救援效率,结合震后灾民对应急物资的需求的特征,及包含中转设施的应急物资两级调配的特点,提出了一种满意度函数来衡量灾民心理。以灾民感知的满意度最大和系统总成本最小为目标,并结合两级配送网路中应急配送中心的选址问题,建立考虑多物资、多级配送、多模式运输的应急物资配送方案优化模型。利用基于实数编码的遗传算法对模型进行求解,并以汶川地震中的有关数据为例,验证了模型和算法的有效性和可行性。     

基于可变集的地震灾害应急物资分配模型

为了减少地震灾害带来的巨大人员伤亡和财产损失,及时挽救生命、减轻灾害影响,应用可变集理论建立地震灾害应急物资分配模型。对影响地震应急物资分配的关键因素进行识别与分析,建立指标相对隶属度矩阵,利用模糊标度法确定指标权向量,应用可变集理论对灾区急需物资的紧迫程度进行优先级排序,进而确定物资分配方案,确定应急物资分配数量,从而弥补了以往模型决策效率低、决策过程复杂、决策结果客观性及准确性差等缺点,减少了因主观或片面的信息统计而产生的不必要的资源浪费。通过对汶川地震实例的分析,验证了该模型的实用性。     

依据自然灾害风险区划的应急救援物资储备数量管理——以北京风雹灾为例

自然灾害发生时,应急救援行动是拯救生命、减少损失的重要手段之一,而应急救援物资储备管理是决定应急救援行动成败与否的关键环节。该文以北京市为研究区域,依据防灾、减灾、救灾的基本需求和根本目标,构建区域自然灾害风险评估模型,确定区域自然灾害综合风险值和风险区划图;以北京市风雹灾为例,提出区域自然灾害应急救援物资储备管理的数理模型和集成优化策略。从理论上,为区域自然灾害应急救援物资储备管理决策提供建议。     

震灾后应急物流的响应及其改进

对震灾后应急物流响应的流程进行了分析,根据运输距离的长短,将整个应急物资的运送流程划分为由物资储备库到集运中心的短途集货、由集运中心到分拨中心的干线运输和由分拨中心到需求灾区的物资分拨等3个部分.从提高应急物资的出库效率和改善从物资储备库到集货中心的运送效率两个方面分析了改进集货运输效率的措施.在分析铁路、公路和航空等不同运输方式特点的基础上,指出不同阶段不同应急物资应选择合适的运输方式以提高干线运输的响应.通过全面掌握灾区应急物资需求的动态信息,有效组织,克服分拨运输困难,快速向灾区分拨物资以提高应急物资的时效性.     

一种求解铁路应急供应车站选址问题的优化算法

针对铁路应急物资供应车站的选址问题,采用遗传算法并引入免疫系统中抗体多样性的维持机制的策略,提出了一种新的进化算法——免疫遗传算法。首先,确定各个需求车站的实际需求,然后在保证应急救援尽快展开的前提下,以区域中各个应急供应车站到需求车站的需求量与路程之间的乘积之和最小为目标,建立了一个铁路应急供应车站选址的模型,运用免疫遗传算法求解。最后,通过算例表明了模型的可行性和有效性。     

多约束多目标的灾害避难所选址优化研究——以海南省文昌市为例

地震灾害避难所优化选址是灾害管理的一个重要内容,也是个难点。以最小化总疏散距离和最小化避难所总面积为目标,同时在满足距离约束和容量约束的条件下,建立地震灾害避难所选址多目标模型,采用改进的粒子群算法对模型进行解算,并以海南省文昌市为例进行实证分析。结果表明:距离约束在多目标模型的空间分配结果中起主导作用,容量约束则会显著影响多目标模型及其算法在高维复杂问题中的空间搜索能力和解的质量。优化结果可为灾害避难所区位的确定及疏散方案的制定提供科学依据,为震后应急疏散提供决策支持。     

基于P-center问题的国家级应急物资储备设施选址优化布局研究

中国是世界上受自然灾害影响最严重的国家之一,合理规划国家级应急物资储备设施将极大地减少灾害所造成的损失。考虑到应急管理更关注救援的有效性,本研究构建国家级应急物资储备设施选址模型(EFLP),即拓展的P-center问题,该模型考虑了地区人口分布、经济条件、交通状况和多重覆盖关键地区等综合因素,并利用变邻域(VNS)算法完成求解。研究结果表明,优化布局应急物资储备设施,能够保证应急物资及时送达灾区;同时,实验计算结果显示了变邻域算法的良好性能。     

基于多元统计分析的火灾灾后抢险物资配送模型研究

传统物资配送方法存在配送物资效率低、配送成本高等缺点,为了及时确定抢险物资应急救援路线,向火灾受灾点快速配送抢险物资,提出基于多元统计分析的火灾灾后抢险物资配送模型。建模时采用多元统计分析法分析火灾受灾点救援需求和配送路线连通随机性,以及救援出发点对受灾点的最大覆盖范围的限制,利用加权贝叶斯算法将物资配送多目标规划问题转变成单目标规划问题,建立抢险物资配送单目标规划模型;运用遗传算法对模型求解,并采用惩罚函数处理模型中的约束条件,实现物资在受灾点之间均衡分配。     

应对重大灾害的轴辐式应急物资储备网络体系

分析了应对重大灾害的应急物资需求的特点和我国现有应急物资储备体系的现状和不足,基于轴辐网络优势,构建了轴辐式应急物资储备网络体系,分析了应急轴辐网络储备体系运行的四个阶段,同时提出了建立轴辐式应急物资储备网络相关具体措施建议,实现中央和地方应急储备库物资、各职能部门储备物资、军队物资、各社会团体储备物资、国内外捐助物资以及企业物资生产能力储备等专业应急物资储备和社会应急物资储备的有效整合,以有助于在较短时间内积聚大量应急物资,扩大应急物资的服务辐射范围,提高应急物资调度效率,以有效应对各类重大灾害。     

基于物资调配网络韧性的区域应急物资保障能力评估

灾害事件发生后,区域内应急物资运转能力易受打击,各城市应急物资保障性能出现波动甚至失效,严重阻碍应急救助与灾后恢复。有效评估区域内应急物资保障能力,需要充分考虑受灾区域与周边区域的物资动态调配效率。因此本文提出了基于物资调配网络韧性的区域应急物资保障评估模型,用于分析灾害打击后城市应急物资保障的时间—性能动态变化过程;针对西藏地区的物资和交通现状,构建区域协同与自上而下两种物资救助模式下的应急物资调配网络,对不同网络结构下西藏地区物资保障能力进行对比分析,探索最适合西藏地区的应急物资救助模式,并提出改进意见。     

应急避难场所选址最大准备度覆盖模型及其算法

应急避难场所的选址是应急规划的关键职能。当前的应急规划往往是依据现有的公园、绿地、广场等来选择应急避难场所,难以满足实际应急疏散的需要。目前不少学者在最大覆盖选址模型的基础上提出了应急设施选址问题的相关模型。将准备度指标引入最大覆盖应急设施选址问题,综合考虑需求量、与设施的距离和距离决定的权重,对每个社区的应急服务覆盖程度进行量化,从而保证将应急避难场所设置在合理的位置。为了求解该模型,构建了多智能体进化算法。案例研究表明,该算法可以高效地求解最大准备度覆盖模型。     

带时变供应约束的多出救点选择多目标决策模型

主要研究应急物资时变供应约束条件下的多出救点选择问题.首先从分析应急系统的理论临界应急响应时间和实际临界应急响应时间差异入手,探讨了最小应急响应时间的特点。其次,考虑了应急响应时间最小和出救点数目最少问题,建立了带时变供应约束的多出救点选择多目标决策模型.最后,设计求解了模型的优化组合算法与实证算例。算例结果表明,模型与算法可有效解决多出救点的选择问题.     

政府应急物资保障能力评价研究

做好政府应急资源保障能力评估对于提高应急物资储备质量、保障突发事件应急处置过程中的物资供给具有重要意义。在分析应急物资需求的基础上,提出了多元性的政府应急物资保障能力评估目标;指出需要评估的应急物资主要是政府部门以实物和合同方式储备的应急物资;界定了应急物资的保障时间;以应急物资的储备特征为基础,建立了应急物资保障能力的评价指标体系;提出了基于集对分析法的应急物资保障能力评价模型,并举例说明该模型的可行性;最后为进一步研究提出了一些建议。     

城市应急避难场所层次布局研究(Ⅱ)——三级层次选址模型

分析应急避难场所层次选址的目标因素:建设成本和避难效果,提出总的移动距离最短和建设成本最小两类选址目标,立足城市发展程度差异和现状应急避难场所建设情况分析,将应急避难场所选址类型分为规划性选址、老城新选址、补充性选址三种。依据应急避难场所的三级层次划分,以及单一流、嵌套、空间非匹配的层次特点,分别建立了应急避难场所的规划性选址、老城新选址、补充性选址共8个三级层次选址模型,并通过模拟实验对模型的效果进行了检验。     

基于模糊聚类的应急物资分类储备研究

对品种繁多的应急物资进行分类是科学储备应急物资的前提和基础。以应急物资的自然属性和社会属性以及突发事件的应急需求为基础,从应急物资的有效使用期限、用途、生产周期、价格、市场流通量、社会集中拥有量、突发事件的预计需求量和需求层次8个方面建立应急物资的分类指标体系;采用模糊聚类的方法对应急物资进行分类,并用经验正交函数方法确定应急物资的最佳分类数量;最后探讨了每一类应急物资的储备模式,为应急物资的科学储备提供借鉴。     

考虑多目标的灾后伤员转运与应急医疗物资分配研究

自然灾害发生后，往往有大量的伤员需要救治，所以选择合适的地点建立临时医院并且为不同受伤程度的伤员制定转运计划，提高伤员的生存概率是灾后应急救援的关键。针对灾后伤员转运及应急医疗物资分配问题，综合考虑伤员转运车辆数量有限、应急医疗物资到达临时医院的时间对伤员生存概率的影响、灾区道路状况和临时医院容量限制等因素，构建了最大化伤员总生存概率和最大化车辆行驶道路安全性的灾后伤员转运和应急医疗物资分配双目标模型，设计多目标粒子群算法对模型进行求解。最后，通过案例分析和对关键参数进行敏感度分析，验证模型的有效性，得到相关结论可为灾后应急管理决策提供参考。研究结果表明，当应急医疗物资无法在伤员转运至临时医院之前到达时，综合考虑伤员转运与应急医疗物资分配，更能够增大伤员的生存概率。