王力　肖祥凱

[摘要]應急物流救援設施的有效運轉與救援物資及時補給是自然災害突發(fā)狀況下應急救援的有效保障。文章從物流應急救援系統(tǒng)角度出發(fā)，在有限的救援預算、硬件及物資儲備基礎上，提出一個以受災群眾傷亡期望值最小化為目標的雙層隨機規(guī)劃模型，并通過對南平地區(qū)自然災害突發(fā)狀況下的數(shù)據模擬仿真，驗證其有效性。

[關鍵詞]自然災害；應急物流；隨機規(guī)劃；模型設計

[DOI]1013939/jcnkizgsc201537042

1引言

近年來，自然災害頻發(fā)，隨之產生大量應急救援物資及設施需求[1]。然而，在關鍵救援期內，缺乏統(tǒng)一的指揮調度，導致各部門之間的協(xié)調程度不高，車輛調度效率低下；用戶需求隨機性導致的應急物資分配不合理，給救援帶來風險。

一些專家和學者對突發(fā)自然災害的應急物流做了較多的定量研究。Mete和Zabinsky建立了醫(yī)療物資儲備計劃隨機模型和應急配送實時計劃模型 [2]。Rawls和Turnquist建立了基于復雜交通網絡的物資儲備計劃隨機模型 [3]。Salmeron提出了災民傷亡期望人數(shù)最小化為目標的設施配置隨機模型[4]。以上模型均是單層隨機規(guī)劃模型，沒有考慮到不確定環(huán)境下隨機性事件模擬的局限，部分學者建立了雙層隨機規(guī)劃模型，希望能更有效地實現(xiàn)多層決策最優(yōu)化的需求。凌思維以運輸總距離最小化為目標，建立基于需求分級的應急醫(yī)療資源配置的雙層隨機規(guī)劃模型[5]。劉波采用縱向配送和橫向轉運相結合的協(xié)同配送方式，建立了省市兩級應急儲備倉庫定位和物資配送計劃的魯棒雙層規(guī)劃模型[6]。鄭斌針對兩級應急物流系統(tǒng)的中轉設施選址和上下級聯(lián)運調度的集成優(yōu)化問題，以應急物資送達時間最短為上層目標與物資分配公平性最大為下層目標建立雙層規(guī)劃模型[7]。

上述學者均從單方面去解決應急物流系統(tǒng)籌備計劃的問題，脫離了系統(tǒng)角度，應急物流救援系統(tǒng)主要決策應包括災前儲備選址和物資儲備數(shù)量、災后救援物資分配計劃和車輛路徑等。

2應急物流系統(tǒng)設計隨機規(guī)劃模型

21問題描述

高效的物流救援系統(tǒng)要求在災害發(fā)生72小時關鍵救援期內，解決如何在有限的預算與救援期內實現(xiàn)物流救援系統(tǒng)的有效運行，使受災群眾生命損傷最小。

22假設參數(shù)及變量定義

（1）基本符號識別

此外，在傷員轉移及救治、受災群眾轉移與安置、醫(yī)療物資的儲備及配送、日常生活物資的儲備及配送方面，均要求往返產生的總時間、安置能力、運送人數(shù)等不能超過上限。

3案例研究

31案例描述

以福建閩北地區(qū)特大地震作為案例，以驗證本文所設計的雙層隨機規(guī)劃模型的可行性。案例中的各項數(shù)據均來自有關網站與文獻，僅作為仿真價值使用。假設南平政府計劃投入總預算為90×107元，該事件可能出現(xiàn)的情景集合如表1所示。

32解決方案

通過編程及在LINGO 90軟件運行，停止條件Use Global Solver，迭代次數(shù)7582；運行時間為600s。獲得表4：

表4給出了救援設施最優(yōu)預置計劃。其中延平區(qū)、建甌、武夷山適合設置儲備庫及救援中心，在浦城、建陽需要擴充醫(yī)療及安置能力，其他基本滿足72小時相關救援需求。表5給出了整體搭救比率為982%，轉移率達100%，醫(yī)療物資短缺值為0995噸，考慮在單種災害情景之下，情景1的災難狀況下未救援傷員占比216%，且相關醫(yī)療物資短缺明顯，在情景3下達到最高值75%，因為閩北多為山區(qū)，近年來植被覆蓋率降低嚴重，有些山區(qū)離救援城市較遠。因此，通過模型能夠充分利用有限的資源及預算建立起高效的應急物流救援系統(tǒng)。

4結論

應急物流救援設施的有效運轉與救援物資及時補給是自然災害突發(fā)狀況下應急救援的保障。本文從物流應急救援的系統(tǒng)角度出發(fā)，在有限的救援預算、硬件及物資儲備基礎上，提出一個以災民傷亡期望值最小化為目標的雙層隨機規(guī)劃模型，證實了該模型能在有限預算下實現(xiàn)救援設施能力和物資儲備的有效配置。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家統(tǒng)計局數(shù)據庫國家自然災害年度數(shù)據[DB/OL].（2014-12-31）[2015-01-01].http：//data.statsgovcn/workspace/index？m=hgnd

[2]Mete H O，Zabinsky Z BStochastic optimization of medical supply location and distribution in disaster management[J].International Journal of Production Economics，2010，126（1）：76-84

[3]Rawls C G，Turnquist M APre-positioning of emergency supplies for disaster response[J].Transportation Research Part B：Methodological，2010，44（4）：512-534

[4]劉波不確定條件下應急物流系統(tǒng)魯棒雙層優(yōu)化模型[J].統(tǒng)計與決策，2014（9）：40-43